DE3924748C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Korrigieren von Verlagerungen bzw. Verformungen bei Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 4.

Der Aufbau einer großen Werkzeugmaschine ist unvermeidbar umfangreich und sehr schwer. Es kann daher unter seinem Eigengewicht oder aufgrund der Bewegung bzw. Verlagerung eines bewegbaren Maschinenteils der Werkzeugmaschine einer Verlagerung oder einer Verformung unterliegen. In diesem Fall kann sich die Bearbeitungsstellung an einem zu bearbeitenden Werkstück unter Minderung der Bearbeitungsgenauigkeit verlagern.

Gemäß einer bisherigen Korrekturmethode wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Gleitflächen des Maschinenaufbaus mit korrigierenden Charakteristika versehen werden, welche den Verlagerungs- oder Verformungscharakteristika des Maschinenaufbaus entgegengesetzt sind oder entgegenwirken. Für die tatsächliche Bearbeitung der Gleitflächen zur Gewährleistung solcher korrigierenden Charakteristika sind jedoch Hochtechnologiemaßnahmen erforderlich. Zudem ist die auf dieser Methode fußende Korrektur nicht immer zuverlässig, weil die Korrekturcharakteristika einen Fehler aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur enthalten können und weil in manchen Fällen eine Korrektur über den Bereich der Korrekturcharakteristika hinaus nötig sein kann.

Die JP-OS 49-56 274 beschreibt eine andere Korrekturmethode, bei welcher ein Hydraulikzylinder zwischen einem Hilfsträger und einem Querträger einer Werkzeugmaschine angeordnet ist. Wenn sich der Querträger, mit dem ein Werkzeughalter bzw. Support gekoppelt ist, verlagert oder verformt, wird diese Verlagerung oder Verformung zu einer Position bzw. Stellung des Supports in Beziehung gebracht. Auf der Grundlage eines von einem Stellungsdetektor zum Erfassen der Stellung des Supports ausgegebenen Signals wird der Druck im Hydraulikzylinder so geregelt, daß damit die Verlagerung oder Verformung des Querträgers korrigiert, d.h. ausgeglichen wird. Bezüglich dieser Methode ist zu beachten, daß der Druck im Hydraulikzylinder mittels eines Druckminderventils geregelt wird, das nach Maßgabe des vom Stellungsdetektor gelieferten Signals arbeitet. Nach dieser Methode kann daher ausschließlich eine lineare Verlagerung oder Verformung korrigiert werden. Außerdem ist dabei eine zufriedenstellende Korrektur nicht möglich, wenn die Verlagerung oder Verformung des Querträgers einen vorbestimmten Korrekturbereich überschreitet.

Die JP-OS 56-33 243 beschreibt noch eine andere Korrekturmethode, bei welcher je ein Hydraulikzylinder auf beiden Seiten des Maschinenaufbaus einer Werkzeugmaschine angeordnet ist. Wenn sich der Querträger, mit dessen Hilfe ein Support gehaltert oder gelagert ist, verlagert oder verformt, wird diese Verlagerung oder Verformung auf eine Kurvenscheibe übertragen, welche die Drücke in den beiden Hydraulikzylindern im Sinne einer Korrektur der Verlagerung oder Verformung des Aufbaus zu regeln vermag. Bezüglich dieser Methode ist zu beachten, daß wegen der Verwendung der Kurvenscheibe die Korrekturcharakteristika konstant sind. Wenn daher eine Änderung der Umgebungstemperatur eine Änderung der Beziehungen zwischen dem Verlagerungs- oder Verformungsgrad und dem vorbestimmten Korrekturbereich herbeiführt, ist eine Korrektur nicht mehr durchführbar.

In der DE-OS 34 23 495 ist ein Gerät zur Korrektur der Verlagerung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine beschrieben. Bei diesem Gerät wird eine Vorschubposition eines beweglichen Teiles ermittelt und ein Stellungssignal erzeugt. In Abhängigkeit von diesem Stellungssignal wird von einer Recheneinrichtung ein Verlagerungskorrekturwert berechnet, und ein entsprechendes Verlagerungskorrektursignal wird in ein elektromagnetisches Proportionalventil eingespeist, das einen zugeordneten Fluiddruck liefert.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift "Werkstatt und Betrieb", 1979, Heft 9, Seiten 597 und 598, eine Einständer-Karusseldrehmaschine bekannt, bei der eine Berichtigung von Maßfehlern mittels einer Ausgleichseinrichtung vorgenommen wird, wozu verschiedene Hydraulikzylinder herangezogen werden. Für die adaptive Regelung wird ein Mikroprozessor eingesetzt, so daß auch Dehnungen eines Werkzeugs korrigierbar sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter zu entwickeln, daß ein kontinuierliches und sehr präzises Korrigieren von Verlagerungen und Verformungen im Maschinenaufbau einer Werkzeugmaschine ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 4 jeweils durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 4 enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2, 3 bzw. 5.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zusätzlich zu gespeicherten Korrekturwerten noch Interpolationswerte herangezogen werden. Diese Interpolationswerte sind dann von Bedeutung, wenn die Bewegungsstellung des bewegbaren Maschinenteils zwischen zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen liegt. In diesem Fall wird dann der Interpolationswert aus dem Abstand zwischen der momentanen Stellung des bewegbaren Maschinenteils und derjenigen der beiden benachbarten festgelegten Korrekturstellungen, die weiter vom hinteren Ende des Maschinenaufbaues als die andere entfernt ist, und aus der Differenz zwischen den beiden, den zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen entsprechenden gespeicherten Korrekturwerten gewonnen. Auf diese Weise kann ein sehr genauer Interpolationswert erhalten werden, so daß eine optimale Korrektur nicht nur in den festgelegten Korrekturstellungen gewährleistet ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden so plötzliche bzw. stufenartige Korrekturen, die jeweils in den festgelegten Korrekturstellungen vorgenommen werden, vermieden. Vielmehr erlaubt die Interpolation zwischen den einzelnen festgelegten Korrekturstellungen eine praktisch kontinuierliche Korrektur, so daß ein "glatter" bzw. "runder" Bewegungsablauf gewährleistet ist.

Eine im Maschinenaufbau auftretende Verlagerung oder Verformung kann daher unter verschiedenen Bedingungen oder in verschiedenen Zuständen sehr genau korrigiert werden, auch wenn sich die Umgebungsbedingungen oder das Gewicht eines Maschinenteils ändern. Weiterhin können Interpolationsdaten entsprechend der Zwischenstellung zwischen zwei festgelegten Korrekturstellungen zum Korrigieren der Korrekturdaten berechnet werden. Da zudem die Korrektur der Verlagerung oder Verformung auf der Grundlage der kleinsten Einheit der Korrekturdaten erfolgt, geschieht die Korrektur praktisch stufenlos, woraus sich eine verbesserte Bearbeitungsgenauigkeit ergibt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm von Schritten zum Eingeben von Korrekturzustandsdaten an einem Eingabeteil der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des von einer Korrekturregeleinheit nach Fig. 1 durchgeführten Rechenprozesses,

Fig. 4 eine schematische Seitensicht einer Karusselldrehbank mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Horizontalbohrwerks mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Korrekturregeleinheit 5 zur Erzeugung eines Korrektursignals, einen Verlagerung-/ Verformung-Detektor 51, z.B. ein elektrisches Mikrometer, zum Messen einer Verlagerung oder Verformung im Maschinenaufbau einer Werkzeugmaschine zwecks Erzeugung eines Verlagerungssignals, einen Stellungsde­ tektor 54 zum Erfassen eines bewegbaren Maschinenteils, d.h. eines Werkzeug-Supports, zwecks Erzeugung eines Stellungssignals 74, eine numerisch gesteuerte bzw. NC-Steuervorrichtung 56 zur Steuerung des bewegbaren Maschinenteils und eine Überwachungsvorrichtung 7 zum Über­ wachen der Werkzeugmaschine. Die Korrekturregel­ einheit 5 umfaßt ihrerseits einen Zustandsdateneinga­ beteil 52, d.h. ein Tastenfeld, zum Eingeben von Korrektur- bzw. Zu­ standsdaten, die vom Detektor 51 oder von einem A/D-Wandler zum Umwandeln des Verlagerungssi­ gnals vom Detektor 51 in ein digitales Zustandssignal bzw. digitale Zustandsdaten erhalten werden, einen Spei­ cher 53 zum Speichern der vom Eingabeteil 52 einge­ gebenen Zustandssignale bzw. -daten und einen Rechen- oder Verarbeitungsteil 55 zum Auslesen der Zustandsda­ ten aus dem Speicher 53 zwecks Berechnung eines Kor­ rektursignals 75. Die Zustandsdaten bzw. die Zustands­ signale beziehen sich auf die Stellung oder Bewegung des bewegbaren Maschinenteils der Werkzeugmaschine und zeigen die Größe der Verlagerung oder Verformung des bei einer Werkzeugmaschine verwendeten Maschinenaufbaues aufgrund der Bewegung des bewegbaren Maschinenteils der Werkzeugmaschine oder aufgrund einer Änderung in den Umgebungsbedingungen an.

Bei dieser Vorrichtung werden die Zustandsdaten vom Ein­ gabeteil 52 in Speicherplätze des Speichers 53 ein­ gegeben, auf den ein Zugriff durch Adressen 73 entsprechend den Stellungen des bewegbaren Maschinenteils erfolgt. Der Spei­ cher 53 speichert die Zustandsdaten, und der Rechen­ teil 55 liest die Zustandsdaten aus den Speicherplätzen des Speichers 53 mit der Adresse entsprechend einem Stellungssignal 74 aus, das vom Stellungsdetektor 54 erzeugt und von diesem in Synchronismus mit einem Bewe­ gungsbefehls- oder -führungssignal eingegeben wird, wel­ ches einen nicht dargestellten Bewegungs- oder Verlagerungs­ mechanismus zum Verlagern des bewegbaren Maschinenteils aktiviert und von der NC-Steuervorrichtung 56 zum Rechenteil 55 zugespeist wird. Der Rechenteil 55 berech­ net die Strecke zwischen einer Korrekturstellung und der nächsten Korrekturstellung, dividiert die berechne­ te Strecke und gibt ein Korrektursignal 75 aus.

Im Eingabeteil 52 wird die Verlagerung oder Verformung im Maschinenaufbau mittels des Detektors 51 gemessen. Dieser Detektor 51 besteht aus z.B. einem elektrischen Mikrometer, das am bewegbaren Maschinenteil angebracht ist und längs einer geraden Kante entweder am Maschinenteil oder einer Auflageplatte bewegt wird. Auf der Grundlage dieser Messung werden, wie durch einen Pfeil 71 in Fig. 1 angedeutet, Daten in den Eingabe­ teil 52 eingegeben. Erforderlichenfalls können die in den Eingabeteil 52 eingegebenen Korrektur-Zustandsdaten einfach geändert werden. Falls sich die Umgebungsbedingungen, unter denen sich die Werkzeug­ maschine befindet, stark ändern, oder wenn ein an­ gebrachtes Zusatzgerät durch ein anderes eines stark abweichenden Gewichts ersetzt wird, muß die Korrektur von Verlagerung oder Verformung in anderer Weise erfolgen. In diesen Fällen werden die Zustandsda­ ten geändert.

Der Speicher 53 speichert die vom Eingabeteil 52 ge­ lieferten Zustandsdaten und gibt diese Zustandsdaten zum Rechenteil 55 in Abhängigkeit von Adressen 73 aus, die vom Rechenteil 55 geliefert werden. Da die Zustands­ daten bedarfsweise geändert werden können, braucht der Speicher 53 nur die kleinste mögliche Kapazität zu besitzen. Die Verwendung eines solchen Speichers ist vom Kostenstandpunkt sehr vorteilhaft.

Wenn das vom Stellungsdetektor 54 gelieferte Stellungssignal 74 erfaßt wird, berechnet der Rechenteil 55 Zustandsdaten entsprechend der Stellung des bewegbaren Maschinenteils, und er liefert das Korrek­ tursignal 75 zum proportionalen Ansteuern eines elektroma­ gnetischen Ventils 2 (vgl. Fig. 4) einer Korrekturvor­ richtung 6. Der Rechenteil 55 prüft die Verlagerungs­ richtung des bewegbaren Maschinenteils auf der Grundlage des von der NC-Steuervorrichtung 56 der Werkzeugmaschi­ ne gelieferten Bewegungsführungssignals 76, und er berechnet die Strecke zwischen einer Korrekturstel­ lung und der nächsten Korrekturstellung sowie die Kor­ rektursignaldifferenz zwischen den beiden Korrekturstel­ lungen. Weiterhin berechnet der Rechenteil 55 die Strecke zwischen der zuerst erfaßten Korrekturstellung und der augenblicklichen Stellung auf der Grundlage der Verlagerungsgeschwindigkeit des bewegbaren Maschinenteils. Die Korrektursignaldifferenz wird in Übereinstimmung mit dem Verhältnis der Strecke zwischen den beiden Kor­ rekturstellungen und der Strecke zwischen der zuerst er­ faßten Korrekturstellung und der augenblicklichen Stel­ lung berechnet. Wenn die berechne­ te Korrektursignaldifferenz die Mindesteinheit des Kor­ rektursignals übersteigt, wird durch den Rechenteil 55 ein Interpolationssignal ermittelt und zu dem an der er­ faßten Korrekturstellung benutzten Korrektursignal hin­ zuaddiert. Die Berechnung des Interpolationssignals er­ folgt auf der Grundlage folgender Gleichung:

δ = ℓ (X2-X1)/(L2-L1)

darin bedeuten: δ = ein Interpolationssignal; L1 = eine erfaßte vorhergehende Stellung (vorhergehende Korrektur­ stellung); L2 = die nächste erfaßte Stellung (bzw. Korrektur­ stellung); X1 = in der vorhergehenden Korrekturstellung zu be­ nutzende Korrekturzustandsdaten; X2 = in der nächsten Korrekturstellung zu benutzende Korrekturzustandsdaten; und ℓ = Strecke zwischen der vorhergehenden Korrekturstel­ lung und der augenblicklichen Stellung bzw. zwischen der erfaßten vorhergehenden und der nächsten Stellung L1, L2.

Das von der Verlagerung/Verformung-Korrekturvorrich­ tung ausgegebene Korrektursignal X bestimmt sich daher zu:

X = X1+δ.

Ersichtlicherweise können die erfaßten Stellungen oder Korrekturstellungen zur Bestimmung der Korrekturzustandsdaten, die Stellungssignalen 74 ent­ sprechen, in gleich großen Abständen in Synchronismus mit der Verlagerung des bewegbaren Maschinenteils pla­ ziert sein; wahlweise können sie so angeordnet sein, daß der Abstand zwischen be­ nachbarten Stellungen entsprechend der Verlagerung des bewegbaren Maschinenteils variiert wird. Beispielsweise kann der Abstand zwischen benachbarten Korrekturstellungen mit einer Vergrößerung der Bewegungs- oder Verlagerungs­ strecke des bewegbaren Maschinenteils verkürzt sein, um damit den Fall zu berücksichtigen, in welchem sich das bewegbare Maschinenteil zum Vorderendabschnitt des Aufbaus hin verschiebt.

Die Ergebnisse der beschriebenen Berechnung durch den Rechenteil 55 werden von der Korrekturregeleinheit 5 zur Korrekturvorrichtung 6 geliefert um damit das elek­ tromagnetische Proportionalsteuer-Ventil 2 anzusteuern. Auf diese Weise wird der in einem Hydraulikzylinder zu er­ zeugende Druck so geregelt, daß die Verlagerung oder Verformung des Aufbaus ent­ sprechend korrigiert wird. Diese Druckregelung wird durch die Überwachungsvorrichtung 7 geprüft, wobei die Ergebnisse 77 dieser Prüfung zur Korrek­ turregeleinheit 5 rückgekoppelt werden.

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm von vorbereitenden Schrit­ ten, die ausgeführt werden, bevor die Korrekturstel­ lungsdaten und die Zustandsdaten in die Korrekturregel­ einheit 5 eingespeist werden.

Gemäß Fig. 2 wird die Verlagerung oder Verformung des Aufbaus der Werkzeugmaschine in Beziehung zur Verlagerung des bewegbaren Maschinenteils gemessen, wobei Zustandsdaten auf der Grundlage der Messung bestimmt und der Korrekturregeleinheit 5 eingespeist werden. Die eingespeisten Korrekturzustandsdaten werden im Speicher 53 der Korrekturregeleinheit 5 abgespeichert.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Ausgabe eines Korrektursignals auf der Grundlage der im Speicher 53 abgespeicherten Zustandsdaten. Im fol­ genden sind die einzelnen Schritte dieses Prozesses er­ läutert.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet ist, beginnt die Verlagerung des bewegbaren Maschinenteils auf der Grundlage des von der NC-Steuervorrichtung 56 gelie­ ferten Führungssignals 76. Gleichzeitig wird die Stellung, welche die im Speicher 53 der Korrekturregeleinheit 5 gespeicherten Zustandsdaten be­ zeichnet, durch den Stellungsdetektor 54 erfaßt (Schritt STP1). Wenn die Korrekturstellung erfaßt ist, wird der Inhalt des Rechenteils 55 gelöscht (Schritt STP2), und die der erfaßten Korrekturstellung entsprechenden Zustandsdaten werden aus dem Speicher 53 ausgelesen und dem Rechenteil 55 zu­ gespeist (Schritt STP3). Zu diesen Zustandsdaten wird ein Interpolationssignal hinzuaddiert (Schritt STP4). Die Ergebnisse dieser Addition werden zu der Korrektur­ vorrichtung 6 geliefert (Schritt STP5). Wenn die Stel­ lung zum ersten Mal erfaßt oder gemessen wird, ent­ spricht das Interpolationssignal Null, so daß die Zu­ standsdaten aus dem Speicher 53 als Korrektursignal ausgelesen werden, ohne geändert zu werden. Das von der NC-Steuervorrichtung 56 ausgegebene Führungssignal 76 wird dem Rechenteil 55 zugespeist (Schritt STP6). Nach der Prüfung der Verlagerungsrichtung des bewegbaren Maschinenteils werden die nächsten Daten an der nächsten, auf die vorhergehende Korrekturstellung folgenden Korrekturstellung dem Rechenteil 55 zuge­ speist (Schritt STP7). Auf der Grundlage der in den Schritten STP3, 6 und 7 zum Rechenteil 55 gelieferten Daten wird das Interpolationssignal berechnet (Schritt STP8). Insbesondere werden dabei im Schritt STP8 die folgenden Berechnungen durchgeführt: Zunächst werden der vorhergehenden Korrekturstellung entsprechende Zustandsda­ ten von den der nächsten Korrekturstellung entsprechenden Zu­ standsdaten subtrahiert, um damit die Differenz (X2 - X1) zu bilden. Zum zweiten wird der Abstand bzw. die Strecke ℓ zwischen der vorhergehenden Korrekturstellung und der augenblicklichen Korrekturstellung des bewegbaren Bauele­ ments auf der Grundlage eines Taktsignals und der Ver­ lagerungsgeschwindigkeit berechnet, die durch das von der NC-Steuervorrichtung 56 im Schritt STP6 gelieferte NC- Führungssignal 76 vorgegeben ist. Schließlich wird die Differenz (X2-X1) auf der Grund­ lage der Differenz zwischen den Meßstellungen, die durch die in den Schritten STP3 und 7 gelieferten Daten bezeichnet sind, d.h. des Verhältnisses der Strecke (L2 - L1) zur Strecke ℓ verteilt.

Im Schritt STP9 wird geprüft, ob das im Schritt STP8 er­ haltene Ergebnis die Mindesteinheit (kleinste Einheit) eines ausgegebenen Ergänzungskor­ rektursignals überschreitet. Falls das Ergebnis die Min­ desteinheit übersteigt, wird das Interpolationssignal (δ) dem Rechenteil 55 zugespeist, und die Schritte STP4 bis 8 werden erneut abgearbeitet. Falls das Ergeb­ nis die Mindesteinheit nicht übersteigt, wird das beweg­ bare Maschinenteil verschoben, bis das Ergebnis die Min­ desteinheit übersteigt. Wenn das Ergebnis die Mindest­ einheit überstiegen hat, wird das Interpolationssignal δ zum Rechenteil 55 geliefert.

Als Ergebnis der Ausführung oder Abarbeitung von Schritt STP9 werden das Ergänzungskorrektursignal (δ) und die im Schritt STP3 gelieferten Korrekturzustandsda­ ten zusammenaddiert, wobei ein in Fig. 1 mit 75 bezeich­ netes Korrektursignal (X) von der Korrekturregeleinheit 5 zur Korrekturvorrichtung 6 geliefert wird.

Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem die Erfindung auf ein Werkzeugmaschinensystem großer Abmes­ sungen angewandt ist.

Fig. 4 veranschaulicht eine Karusselldrehbank 10 mit der vorstehend beschriebenen Verlagerung/Verfor­ mung-Korrekturvorrichtung. Gemäß Fig. 4 trägt ein Plat­ tenbett 11 eine drehbare Aufspannplatte 12, auf welcher ein zu bearbeitendes Werkstück aufgespannt ist oder wird. Auf einem Maschinenbett 13 ist eine Basis 14 zum Ver­ schieben eines Ständers 15 in Richtung auf das Zentrum der Aufspannplatte 12 verschiebbar geführt. Die Seitenflä­ che des Ständers 15 ist eine Gleitfläche, an welcher ein Querträger 16 angeordnet ist, an dem ein Werk­ zeug-Support 17 gelagert ist. Der Support 17 ist seinerseits mittels einer durch einen Motor 22 angetriebenen Kugelschraubspindel 21 waagerecht ver­ schiebbar. An einem axialen Ende der Schraubspindel 21 sitzt ein Drehstellungsgeber 23 zum Erfassen bzw. Messen der Stellung des Supports 17. Am bzw. im Support 17 ist eine lotrecht verschiebbare Werkzeugspindel 18 gelagert, an deren Außenende ein Werkzeug (d.h. ein Zusatzgerät) zum spanabhebenden Bearbeiten des auf dem Aufspanntisch 12 aufgespannten Werkstücks vorgesehen ist. Die Werkzeugspindel 18 ist im Support 17 mittels einer nicht dargestellten Kugelschraubspin­ del verschiebbar. An einem oberen Abschnitt des Stän­ ders 15 ist ein Hilfsträger 19 angeschraubt. Die Kolben­ stange eines Hydraulikzylinders 33 ist mittels eines Stifts oder Bolzens 34 schwenkbar mit dem Außenende des Hilfsträgers 19 verbunden. Der Kopf des Hydraulikzylin­ ders 33 ist mittels eines Stifts oder Bolzens 35 schwenk­ bar mit dem Außenendabschnitt des Querträgers 16 verbun­ den. Der Hub des Hydraulikzylinders 33 entspricht dem lotrechten Hub des Querträgers 16.

Ein Hydraulikzylinder 31 ist mittels einer Verbindungs­ achse 32 zwischen den Hilfsträger 19 an der Oberseite des Ständers 15 und die Basis 14 eingeschaltet. Die beiden Hydraulikzylinder 31 und 33 sind mit dem glei­ chen Druck beaufschlagbar, indem ihre Druckbeaufschla­ gungsflächen entsprechend der Verwindung oder Verdre­ hung des Querträgers 16 variiert werden. Eine Drucköl­ quelle 1 liefert Drucköl zu beiden Hydraulikzylindern 31 und 33 über das elektromagnetische Proportionalsteu­ er-Ventil 2.

Die Aufspannplatte 12 weist an einer vorbestimmten Stelle eine nicht dargestellte gerade Kante auf. Bei der Verlagerung des Supports 17 gleitet das am Außenen­ de der Werkzeugspindel 18 angebrachte elektrische Mikro­ meter längs der geraden Kante, so daß auf diese Weise die Verlagerung oder Verformung des Quer­ trägers 16 gemessen werden kann. Auf dieser Messung be­ ruhende Zustandsdaten werden der Korrekturregeleinheit 5 eingegeben und in dieser gespeichert. Der Support 17 beginnt seine Verlagerung in Abhängigkeit von einem von der NC-Steuervorrichtung 56 gelieferten Führungssi­ gnal. Der Stellungsdetektor 54 erfaßt eine Stellung, wobei dieser Korrekturstellung entspre­ chende Zustandsdaten ausgelesen werden. Diese Korrektur­ zustandsdaten werden durch den Rechenteil der Korrektur­ regeleinheit 5 berechnet, wobei die Resultate dieser Be­ rechnung zur Korrekturvorrichtung geliefert werden. Dem­ entsprechend wird das elektromagnetische Proportional­ steuer-Ventil 2 der Korrekturvorrichtung angesteuert, wodurch die Drücke in den Hydraulikzylindern 31 und 33 geregelt werden. Eine Überwachungsvorrichtung (z.B. ein Drucksensor 3) prüft, ob diese Drücke einwandfrei gere­ gelt worden sind; die Ergebnisse dieser Prüfung werden zum Rechenteil der Korrekturregeleinheit 5 rückgekop­ pelt. Wenn die Hydraulikzylinder 31 und 33 mit den gere­ gelten Drücken beaufschlagt werden, werden diesen Drüc­ ken entsprechende Kräfte erzeugt, wodurch eine Verwin­ dung des Querträgers 16 und eine Verdrehung des Stän­ ders 15 korrigiert werden.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Hori­ zontalbohrwerk 40, auf das die Erfindung angewandt ist, wobei in Fig. 5 den Teilen von Fig. 4 entsprechende oder ähnelnde Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Das Horizontalbohrwerk kann einer Verlagerung oder Verformung aufgrund der Verwen­ dung verschiedener Arten von Zusatzgeräten (z.B. eines Winkelkopfes) unterschiedlichen Gewichts oder aufgrund der Verlagerung eines Stempels 45 unterliegen. Gemäß Fig. 5 ist eine Ständerbasis 42 auf einem Maschi­ nenbett 41 verschiebbar geführt. Ein Ständer 43 ist an der Ständerbasis 42 angeschraubt. Die eine Seitenfläche des Ständers 43 stellt eine Gleitfläche dar, an welcher ein Vertikalkopf 44 lotrecht verschiebbar angeordnet bzw. geführt ist. Der um eine Hauptspindel 48 herum an­ geordnete und in deren Axialrichtung verschiebbare Stem­ pel 45 ist im Vertikalkopf 44 angeordnet. Am hinteren Abschnitt des Vertikalkopfes 44 ist ein Motor 46 für den Antrieb des Stempels 45 montiert. Auf ähnliche Weise wie vorher beschrieben, ist ein Drehstellungsgeber 23 zum Erfassen der Stellung des Stempels 45 unter Verwendung eines Zahnradvorgeleges am hinteren Abschnitt des Vertikalkopfes 44 angebracht.

Im Inneren des Ständers 43 ist ein Gegengewicht 49 ange­ ordnet, das mit dem Vertikalkopf 44 über zwei Seilzüge verbunden ist, die um Seilscheiben im oberen Bereich des Ständers 43 herumlaufen. Von den beiden Seilzügen ist der dem vorderen Abschnitt des Vertikalkopfes 44 näher gelegene über einen Hydraulikzylinder 61 mit dem Vertikalkopf 44 gekoppelt.

Bei der Verlagerung des Stempels 45 gleitet das an seinem Außenende angebrachte elektrische Mikrometer längs der an einer vorbestimmten Stelle der Maschine vorgesehenen geraden Kante, so daß auf diese Weise die Verlagerung oder Ver­ formung des Stempels 45 gemessen werden kann. Auf dieser Messung beruhende Zustandsdaten werden der Kor­ rekturregeleinheit 5 eingegeben und in dieser abgespei­ chert. Wenn sodann der Stempel 45 nach Maßgabe eines Führungssignals von der NC-Steuervorrichtung 56 verscho­ ben wird, wird durch den Drehstellungsgeber 23 eine Kor­ rekturstellung detektiert. Die Korrekturregeleinheit 5 führt eine entsprechende Berechnung aus, wobei ein auf dieser Berechnung beruhendes Korrektursignal zur Kor­ rekturvorrichtung 6 geliefert wird. Genauer gesagt: das elektromagnetische Proportionalsteuer-Ventil 2 der Kor­ rekturvorrichtung 6 wird auf der Grundlage des von der Korrekturregeleinheit 5 ausgegebenen Korrektursignals angesteuert, wodurch der Druck im Hydraulikzylinder 61 geregelt oder eingestellt wird. Die Druckregelung im Hy­ draulikzylinder 61 erfolgt dabei derart, daß die Ver­ lagerung oder Verformung des Vertikalkopfes 44 korri­ giert wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Korrigieren von Verlagerungen bzw. Verformungen im Maschinenaufbau (10; 40) einer Werkzeugmaschine aufgrund einer Bewegung eines vom Maschinenaufbau getragenen, linear bewegbaren Maschinenteils (17; 45), aufgrund des Gewichts des bewegbaren Maschinenteils und/oder aufgrund von Änderungen der auf das bewegbare Maschinenteil einwirkenden Belastungen, umfassend die folgenden Schritte:

• (a) Festlegen einer Vielzahl von Korrekturstellungen in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45), in denen jeweils Verlagerungen bzw. Verformungen des Maschinenaufbaus zu messen sind, Erfassen der Verlagerungen bzw. Verformungen in den Korrekturstellungen, Gewinnen von Korrekturwerten für die jeweiligen festgelegten Korrekturstellungen und Speichern der Korrekturwerte in einer Speichereinrichtung,
• (b) Erfassen der momentanen Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) auf dem Maschinenaufbau (10; 40) und
• (c) Korrigieren der Verlagerung bzw. Verformung des Maschinenaufbaus durch Betätigen einer Zylinderanordnung (33; 31; 61) aufgrund der in der Speichereinrichtung gespeicherten Korrekturwerte, wenn die momentane Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) einer der festgelegten Korrekturstellungen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß
• (d) das Korrigieren der Verlagerung bzw. Verformung des Maschinenaufbaus durch Betätigen der Zylinderanordnung (33; 31; 61) aufgrund eines Interpolationswertes erfolgt, wenn die momentane Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) zwischen zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen liegt, wobei der Interpolationswert aus dem Abstand zwischen der momentanen Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) und derjenigen der zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen, die weiter vom hinteren Ende des Maschinenaufbaus entfernt ist, und aus der Differenz zwischen den beiden, den zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen entsprechenden gespeicherten Korrekturwerten gewonnen wird, und
• (e) als Korrekturwert jeweils ein ganzzahliges Vielfaches einer Mindestdruckeinheit entsprechend dem kleinsten steuerbaren Druck der Zylinderanordnung (33; 31; 61) geliefert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) durch numerische Daten wiedergegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der momentanen Stellung des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) und der entsprechenden, benachbarten festgelegten Korrekturstellung auf der Grundlage eines Taktsignals und der Bewegungsgeschwindigkeit des bewegbaren Maschinenteils (17; 45) berechnet wird, die durch das von der Steuerungsvorrichtung (56) gelieferte NC-Führungssignal (76) vorgegeben wird.

4. Vorrichtung zum Korrigieren von Verlagerungen bzw. Verformungen eines Querträgers (16) einer Werkzeugmaschine (10), bei der sich der Querträger (16) in horizontaler Richtung erstreckt und in vertikaler Richtung beweglich an einem Ständer (15) gelagert ist, welcher auf einer Basis (14) der Werkzeugmaschine angebracht ist, und bei der am Querträger (16) ein in horizontaler Richtung bewegbarer Werkzeug-Support (17) angeordnet ist, mit
- einem Hilfsträger (19), der sich von der Oberseite des Ständers (15) in horizontaler Richtung parallel zum Querträger (16) erstreckt,
- einem Stellungsdetektor (23) zum Erfassen der jeweiligen Stellung des Werkzeug-Supports (17),
- einer ersten Hydraulikzylinderanordnung (33) zum Verbinden der freien bzw. vorderen Enden des Querträgers (16) und des Hilfsträgers (19) mit variabler Kraft, wobei die erste Hydraulikanordnung (33) in horizontaler Richtung weiter vom Ständer (15) entfernt ist als jeweils der Werkzeug-Support (17),
- einer zweiten Hydraulikzylinderanordnung (31) zum Verbinden des hinteren Endes des Hilfsträgers (19) mit der Basis (14), wobei die zweite Hydraulikzylinderanordnung (31) in horizontaler Richtung näher beim Ständer (15) liegt als jeweils der Werkzeug-Support (17) in seinen Betriebsstellungen,
- einer Hydraulik-Steuereinheit (1, 2) zum Steuern der Hydraulikdrücke der ersten und der zweiten Hydraulikzylinderanordnung (33; 31),
- einer Steuerungsvorrichtung (56, 5) einerseits zum Festlegen einer Vielzahl von Korrekturstellungen in Bewegungsrichtung des Werkzeug-Supports (17), in denen jeweils Verlagerungen bzw. Verformungen des Querträgers (16) zu messen sind, weiter zum Erfassen der Verlagerungen bzw. Verformungen des Querträgers (16) in den Korrekturstellungen, zum Gewinnen von Korrekturwerten für die jeweiligen festgelegten Korrekturstellungen und zum Speichern der Korrekturwerte und andererseits zum Steuern der Hydraulikdruck-Steuereinheit (1, 2) aufgrund der gespeicherten Korrekturwerte, wenn die durch den Stellungsdetektor (23) erfaßte momentane Stellung des Werkzeug-Supports (17) einer der festgelegten Korrekturstellungen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß
- das Steuern der Hydraulikdruck-Steuereinheit (1, 2) aufgrund eines Interpolationswertes erfolgt, wenn die momentane Stellung des Werkzeug-Supports (17) zwischen zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen liegt, wobei der Interpolationswert aus dem Abstand zwischen der durch den Stellungsdetektor (23) erfaßten momentanen Stellung des Werkzeug-Supports (17) und derjenigen der zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen, die weiter von dem dem Ständer (15) zugeordneten, hinteren Ende des Querträgers (16) entfernt ist, und aus der Differenz zwischen den beiden, den zwei benachbarten festgelegten Korrekturstellungen entsprechenden gespeicherten Korrekturwerten gewonnen wird, und
- als Korrekturwert jeweils ein ganzzahliges Vielfaches einer Mindestdruckeinheit entsprechend dem kleinsten steuerbaren Druck der Hydraulikzylinderanordnung (33; 31) lieferbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungssignal in die Steuerungsvorrichtung (56, 5) als Digitalwert entsprechend der durch den Stellungsdetektor (23) erfaßten Stellung des Werkzeug-Supports (17) eingebbar ist.