ES2306172T3 - Procedimiento para la compensacion de desplazamientos de origen termico. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la compensación de los desplazamientos térmicos en el caso de una máquina herramienta (10) que tiene una mesa de trabajo (21) para el montaje de piezas (22) a mecanizar y que tiene un husillo (18) para las herramientas que puede ser desplazado respecto a la mesa de trabajo (21) por lo menos en un eje (14, 15, 16) y en el que se pueden fijar herramientas (19) para llevar a cabo un proceso de mecanización sobre dichas piezas a mecanizar (22), de manera que se utiliza una regla de cálculo para calcular a partir como mínimo, de un valor de temperatura (T1, T2, T3 y T4) medido de forma real en un punto de medición (31, 32, 33, 34) en la máquina herramienta (10), como mínimo, un valor de corrección (DeltaX, DeltaY y DeltaZ) para un eje al menos (14, 15, 16) caracterizado porque se aplica una norma de cálculo ajustada al proceso de mecanización correspondiente.

Description

Procedimiento para la compensación de desplazamientos de origen térmico.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la compensación de desplazamientos de origen térmico en una máquina herramienta dotada de una mesa de mecanización para la fijación de las piezas a mecanizar y un husillo portaherramientas que es desplazable como mínimo, con respecto a un eje sobre la mesa en la que se pueden fijar las piezas a trabajar, con cuyo husillo son llevados cabo las procesos de mecanización en las piezas a trabajar, de manera que como mínimo, se calcula un valor de corrección para uno o varios ejes según el valor de la temperatura medida realmente en un punto de medición de la máquina herramienta de acuerdo con una norma o regla de cálculo.

Un procedimiento de ese tipo es conocido por la patente DE 42 03 994 A1.

Las exigencias de exactitud de mecanización de las máquinas herramientas modernas han aumentado continuamente en los últimos años, habiéndose llegado en este tiempo para diferentes utilizaciones a exactitudes de mecanización dentro de una gama de algunas \mum. En una gama de exactitud de este tipo son observables incluso las desviaciones producidas por la acción del calor que se generan en una máquina herramienta, por ejemplo, por el calentamiento de los grupos componentes individuales.

Así pues, es conocido que una máquina herramienta necesita varias horas hasta su elevación térmica de forma que en un proceso de mecanización repetitivo no se presenten grandes variaciones térmicas y, por lo tanto, no existan las desviaciones asociadas con las mismas.

A efectos de que al poner en marcha una máquina herramienta que se encuentra fría, por ejemplo en la mañana al inicio del turno, no se deba esperar hasta que la máquina herramienta haya subido de temperatura de modo correspondiente, se conocen varios procedimientos del estado de la técnica para determinar valores de corrección que se tendrán en cuenta en las instrucciones de posicionado de la máquina herramienta.

De esta forma debe ser posible mecanizar, con una máquina herramienta que se encuentra todavía fría, piezas con la misma o comparable exactitud que en una máquina herramienta que ya ha subido de temperatura.

En la patente a la que se ha hecho referencia al principio DE 42 03 994 A1 se prevé para este objetivo la medición, en diferentes puntos de la máquina herramienta, de los valores de la temperatura y determinar, de acuerdo con una norma o regla de cálculo basada en estos valores de temperatura, valores de corrección con los que se puede corregir la posición relativa del husillo de la máquina con respecto a la mesa de trabajo según los valores reales evaluados con un sistema de medición. En otras palabras, los valores reales de la posición del husillo medidos con dicho sistema de medición son corregidos con un valor de fallo que se ha calculado a base de las temperaturas medidas. De esta manera se puede corregir por ejemplo, la dilatación debida al calor de una regla de medición de longitud.

Con este objetivo se desarrolla para el tipo correspondiente de máquina lo que se llama norma o regla de cálculo, que después será utilizada en procesos de mecanización individuales para determinar los valores de corrección para los ejes correspondientes. Estos ejes pueden ser los tres ejes ortogonales X, Y y Z así como otros ejes basculantes o giratorios.

Se ha demostrado ahora que, incluso con un gran número de puntos de medición, no es posible conseguir una descripción suficientemente exacta del comportamiento de la temperatura de una máquina herramienta de manera que frecuentemente no es posible conseguir una compensación con la deseada exactitud.

Teniendo en cuenta este estado de cosas se describirá adicionalmente o de manera alternativa al cálculo de correcciones que tiene que ver con la medición de temperaturas, la forma de calcular las desviaciones reales de manera directa por métodos técnicos de medición.

Un procedimiento de este tipo se ha descrito en el documento US 5,581,467. En este procedimiento conocido se determinará un punto de referencia con respecto al inicio de coordenadas, bien sobre la mesa de trabajo o en la pieza a mecanizar y se determinan valores de corrección mediante cuya ayuda se calculan instrucciones de control que tienen en cuenta las desviaciones producidas por efecto térmico.

Con este objetivo se mide la posición real de los puntos de referencia con diferentes separaciones determinadas y los valores de corrección reales se calculan a partir de aquellos para su utilización en la corrección. Con dependencia de las desviaciones de los valores de corrección determinados de forma real con respecto a los valores de corrección del último proceso de medición se adecuará la frecuencia con la que se evalúa por medios técnicos de medición la posición real del punto de referencia en relación al estado térmico de la máquina herramienta. De esta manera se llevarán a cabo el mínimo de mediciones posible cuando los desplazamientos térmicos permanecen dentro de un marco de valores predeterminados.

Por la patente DE 42 38 504 A1 se conoce un procedimiento en el que el punto de referencia es definido por una barrera luminosa. La posición de la barrera luminosa y por lo tanto, del punto de referencia es determinada con respecto al origen del sistema de coordenadas para el desplazamiento del husillo de la herramienta de forma tal que una herramienta de medición con una longitud definida provoca el avance de la barrera de luz y se evalúa la interrupción de la barrera de luz. De la posición relativa del husillo de la herramienta se toma referencia de la posición relativa del punto de referencia con respecto al origen de coordenadas.

En este procedimiento conocido hasta el momento es desventajoso que, como mínimo durante la fase de elevación térmica, tiene que ser llevado a cabo de manera relativamente frecuente, reduciéndose el tiempo disponible real para la mecanización de una pieza. En piezas de mecanización complicada es conocido incluso que en varios casos, durante la mecanización de una pieza, se utiliza una herramienta de medición en el husillo de la herramienta y de esta manera se determina la posición real del punto de referencia.

Para una determinación del punto de referencia de este tipo las máquinas herramientas de tipo conocido requieren hasta 10 segundos, de manera que en los procedimientos conocidos para la compensación de las desviaciones de origen térmico, en las cuales se evalúa el desplazamiento real por medios de medición técnicos, la producción de piezas se reduce de manera sensible.

Teniendo en cuenta esta situación, la presente invención se plantea el objetivo de mejorar la exactitud de la compensación en los procedimientos actualmente conocidos, sin tener que soportar inconvenientes en cuanto al tiempo que están relacionados con la evaluación directa por medios técnicos de la desviación real.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue de forma que se utiliza una norma o regla de cálculo determinada según el correspondiente proceso de mecanización.

Los inventores de la presente invención han descubierto que un importante problema del procedimiento de compensación conocido, relacionado puramente con la medición de la temperatura, consiste en que se utiliza principalmente una norma o regla de cálculo que depende del tipo de la máquina, de manera que dicha regla o norma es determinada solamente una vez para el tipo correspondiente de máquina, por lo que no se tienen en cuenta las peculiaridades individuales de la máquina herramienta específica de un tipo determinado.

De acuerdo con la invención se utiliza, no obstante, una norma o regla de cálculo que depende no solamente del tipo de máquina sino también del proceso de mecanización correspondiente, es decir, de la pieza a mecanizar correspondiente y del tipo de mecanización de la misma.

Los inventores han descubierto que el comportamiento de la temperatura de una máquina herramienta no es solamente un proceso puramente temporal después de la puesta en marcha inicial de la máquina herramienta, sino que también depende del tipo del proceso de mecanización que se lleva a cabo en la misma. De esta manera es posible la compensación exacta de las desviaciones de origen térmico a pesar de un número reducido de puntos de medición, de forma que se puede prescindir de la evaluación directa por medios técnicos de las desviaciones reales.

Numerosas investigaciones en las instalaciones de la solicitante han demostrado que con una norma de cálculo individualizada de este tipo se puede conseguir la compensación de desviaciones de origen térmico partiendo solamente de valores de temperatura que son captados en diferentes lugares de medición en la propia máquina herramienta, con una exactitud que es del orden de la que se puede conseguir con la evaluación de las desviaciones por medios técnicos directos. No obstante, dado que con el nuevo procedimiento se puede prescindir de la medición real de las desviaciones, se consigue para una elevada exactitud también una elevada producción de piezas. Las mediciones de temperatura se pueden realizar igualmente de forma simultánea con la mecanización de una pieza.

Por lo tanto, el objetivo que se propone la invención queda completamente conseguido.

Es preferible la utilización de una norma de cálculo adecuada a la situación de trabajo individual de la máquina herramienta.

En esta medida técnica es ventajoso que se tengan en cuenta en la determinación de la regla o norma de cálculo no solamente el correspondiente proceso de mecanización así como las peculiaridades de la máquina herramienta individual, sino también el lugar en el que está instalada y las condiciones climáticas predominantes en el mismo. Los primeros resultados conseguidos con este nuevo procedimiento han demostrado que, según las circunstancias, no es suficiente la determinación de la norma o regla de cálculo para una nueva máquina herramienta fabricada en las instalaciones de la solicitante para un determinado proceso de mecanización cuando la máquina herramienta es utilizada para la producción en un lugar de instalación completamente distinto.

En el presente caso es además preferible que la regla o norma de cálculo sea determinada en la situación de trabajo real para el proceso de mecanización correspondiente.

Por lo tanto es ventajoso que en caso de introducción de un nuevo proceso de mecanización o una situación de trabajo modificada, por ejemplo otro lugar de instalación o bien otra estación del año, se determine de nuevo dicha norma o regla de cálculo en el propio lugar. De esta forma se prepara lo que se podría designar como una norma de trabajo individualizada que tenga en cuenta no solamente el tipo de la máquina y el proceso de mecanización que se debe llevar a cabo en la misma, sino también la específica situación de trabajo de la máquina herramienta individual.

\global\parskip0.900000\baselineskip

Asimismo es preferible que la regla o norma de cálculo sea determinada de manera que durante la realización real de un proceso de mecanización se determinen las desviaciones reales dependientes de la temperatura de manera directa mediante técnicas de medición.

En esta situación es ventajoso que la norma o regla de cálculo sea determinada en lo que se podría indicar como el propio lugar en el que se lleva a cabo el proceso de mecanización y de manera correspondiente se efectúa la medición de las desviaciones y de la temperatura real a base de lo cual se determina la norma o regla de cálculo o se efectúa su adecuación.

En otras palabras, después de la instalación de una máquina herramienta en su lugar de trabajo se lleva a cabo inicialmente el proceso de mecanización en principio básicamente para la determinación de la norma de cálculo para el proceso de mecanización y también para la situación de trabajo individual. De esta manera el proceso de mecanización se lleva a cabo igual que en la producción en serie posterior, por lo que se determinan los valores de temperatura en los diferentes lugares de medición. En momentos determinados de tiempo durante la realización del proceso de mecanización se determinan las desviaciones debidas realmente a cuestiones térmicas en la máquina herramienta tal como es conocido por ejemplo, por los documentos citados al principio DE 42 38 504 o bien US 5,581,467. De esta manera se pueden optimizar determinados parámetros de la norma de cálculo para el proceso de mecanización correspondiente, así como la situación de trabajo correspondiente para lo que se pueden utilizar por ejemplo, procedimientos matemáticos conocidos tales como el método de los mínimos cuadrados.

Después de la determinación de los correspondientes parámetros para la norma de cálculo, empieza el proceso de producción propiamente dicho en el que se puede prescindir de la determinación por técnicas de medición de las desviaciones reales y por lo tanto, de un iniciador de medición, etc. puesto que el proceso térmico de la máquina herramienta será descrito ahora de manera suficientemente exacta por la norma de cálculo. La norma de cálculo está estructurada de manera tal, que directamente después de una conexión de una máquina herramienta en estado frío se pueden producir piezas con suficiente exactitud. Cuando la máquina herramienta en el transcurso del trabajo se calienta nuevamente y por lo tanto, se presentan desviaciones mayores, éstas son compensadas de forma correspondiente con ayuda de la mencionada regla o norma de cálculo.

En este caso es preferible que la norma de cálculo sea determinada durante una fase de funcionamiento en caliente de la máquina herramienta.

Bajo el término de fase de funcionamiento en caliente se comprenderá el tiempo desde la conexión inicial de la máquina herramienta en estado frío hasta que se alcanza la situación de temperatura elevada, lo cual dura habitualmente varias horas. Después de la conexión de la máquina herramienta en estado frío ésta se calienta con dependencia del proceso de mecanización, del lugar correspondiente y de la situación climática real, de manera que una norma de cálculo determinada durante el transcurso de la fase de funcionamiento en caliente posibilita la corrección de desviaciones térmicas en la zona de temperaturas que corresponde a la situación de trabajo real y al proceso de mecanización real.

Durante esta fase de funcionamiento en caliente se determinará también qué desviaciones corresponden a las temperaturas de los diferentes puntos de medición y qué valores de corrección son necesarios de manera correspondiente para los valores de las temperaturas.

A base de estos datos, al final de la fase de funcionamiento en caliente se habrá determinado la norma de cálculo o se habrá actualizado o ose habrá efectuado su adecuación.

En el presente caso es especialmente preferente que durante la determinación de la norma de cálculo en la fase de funcionamiento en caliente se utilicen las desviaciones reales determinadas por técnicas de medición de manera directa para la determinación de valores de corrección de manera que estos valores de corrección se utilicen luego realmente en el proceso de mecanización.

En esta situación es ventajoso que incluso las piezas mecanizadas durante la determinación de la norma de cálculo en la primera fase de funcionamiento en caliente son suficientemente exactas de modo que no deben ser rechazadas o repasadas. La engorrosa determinación directa por técnicas de medición es solamente necesaria una vez o raramente, por ejemplo, en la variación del lugar de instalación o de las circunstancias climáticas, no obstante, también durante esta fase de la determinación de la norma de cálculo se pueden producir piezas con suficiente exactitud. Esto es especialmente ventajoso cuando las piezas a mecanizar son fabricadas a base de un material de precio elevado y/o la mecanización de una pieza requiere un tiempo relativamente largo, así que de acuerdo con la invención, se puede evitar una reducción de la producción no despreciable.

Asimismo es ventajoso que la determinación por técnicas de medición directa de las desviaciones reales tenga lugar durante la fase de calentamiento en una situación de medición en los diferentes puntos sucesivos de medición, de manera que el intervalo de medición puede ser variado dependiendo de las desviaciones determinadas.

En este caso es ventajoso que el tiempo para la determinación de la norma de cálculo pueda ser acortado, puesto que cuanto más se aproxime la máquina herramienta a la situación de temperatura elevada, mayor puede ser el intervalo de medición, lo que aumenta la velocidad de mecanización incluso durante el periodo de determinación de la norma de cálculo.

\global\parskip1.000000\baselineskip

De manera general es preferible que se midan los valores de temperatura de la máquina herramienta en varios puntos de medición, a base de los cuales se determina la norma de cálculo del valor de corrección de manera que dicha norma de cálculo es preferentemente un polinomio que describe la dependencia del valor de corrección con respecto a los valores de temperatura medidos realmente en los puntos de medición y, como mínimo, un parámetro, de manera que este parámetro depende del proceso de mecanización.

Es ventajoso que la norma de cálculo esté constituida por su parte de manera sencilla, de modo que solamente deban ser determinados el parámetro o parámetros correspondientes para el proceso real de mecanización y, en caso deseado, la situación funcional real.

De manera general es preferible que la máquina herramienta presente una columna desplazable sobre la mesa, un cabezal para el husillo portador de la herramienta que es desplazable sobre la columna móvil de la máquina, así como un colector de virutas para recoger y conducir al exterior las virutas que se generan durante el proceso de mecanización de manera que en cada uno de dichos columna móvil, cabezal y cubeta de recogida de las virutas, se prevé de manera correspondiente, como mínimo, un punto de medición.

Las investigaciones llevadas a cabo por la solicitante han dado como resultado que los valores de temperatura captados en los tres mencionados puntos de medición posibilitan la preparación de una norma de cálculo que puede ser adecuada al proceso de mecanización de forma tal que se pueden mecanizar piezas con una gran exactitud.

Otras ventajas se consiguen por las medidas técnicas indicadas en la descripción y en los dibujos adjuntos.

La presente invención se describirá a continuación en base a una máquina herramienta dotada de puntos de medición de temperatura que se ha mostrado en la única figura que se adjunta.

En dicha figura se ha indicado con el numeral (10) una máquina herramienta que presenta un bastidor (11) sobre el que una columna móvil (12) es desplazable en la dirección de un eje X indicado con el numeral (14) y en la dirección (15) según un eje Y.

Sobre el armazón (12) se ha mostrado un cabezal (17) desplazable según el eje Z indicado con el numeral (16) que soporta el husillo para la herramienta (18) que soporta la herramienta (19) en su extremo inferior. De manera conocida se pueden intercambiar diferentes herramientas (19) en el husillo (18).

De esta manera el husillo para herramientas (18) y por lo tanto, la propia herramienta (19) son desplazables sobre tres ejes (14, 15 y 16) con respecto a una mesa para las piezas que se ha indicado con el numeral (21) sobre cuya mesa se ha representado una pieza a mecanizar (22).

Además de la pieza a mecanizar (22) se encuentra en la mesa de mecanización (21) un detector de medición (23) que actúa como punto de referencia para el sistema de coordenadas.

Entre la mesa (21) para las piezas a mecanizar y la columna móvil (12) se ha indicado también una cubeta (25) para las virutas en la que se reúnen las virutas (26) que se generan en la pieza (22) durante la mecanización y que son conducidas a un recipiente (27) para dichas virutas.

Las indicaciones de desplazamiento para la columna móvil (12), el cabezal (17) para el husillo y el propio husillo de herramientas (18) tienen lugar con intermedio de un control de desplazamientos indicado con el numeral (29).

Sobre la columna móvil (12) se ha previsto un primer punto de medición indicado con el numeral (31) para un primer valor de temperatura T_{1}. Sobre el cabezal (17) se han previsto un segundo y un tercer puntos de medición (32 y 33) para un segundo y tercero valores de temperatura T_{2} y T_{3}. En la cubeta (25) para las virutas se ha dispuesto finalmente un cuarto punto de medición (34) para un cuarto valor de temperatura T_{4}.

En el control de desplazamientos (29) se ha dispuesto un proceso de mecanización según el cual son mecanizadas una pieza (22) después de otra. Para ello es necesario que las diferentes herramientas (19) se hayan fijado en el husillo de herramientas (18) y que sean desplazadas a las diferentes posiciones de la pieza a mecanizar (22) efectuando en dichos puntos por ejemplo, operaciones de fresado o de taladrado. Con este objetivo el programa de mecanización contiene juegos de coordenadas (X_{S}, Y_{S}, Z_{S}) que corresponden a la posición prevista de la herramienta (19) para una temperatura T_{0}.

Mientras la máquina herramienta se encuentra a un nivel de temperatura T_{0,} no tiene lugar desplazamiento térmico alguno y el proceso de mecanización puede ser llevado a cabo sin corrección alguna de fallo. No obstante, esta situación ideal no es alcanzable, puesto que a causa de los calentamientos distintos después de la puesta en marcha de la máquina herramienta y también durante el proceso de mecanización, se encuentran diferentes partes de la máquina herramienta siempre a temperaturas diferentes. Para corregir los desplazamientos térmicos producidos por esta razón, las instrucciones de desplazamiento de la máquina herramienta son corregidos mediante valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ.

\newpage

X = X_{S} + \DeltaX

Y = Y_{S} + \DeltaY

Z = Z_{S} + \DeltaZ

Los valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ son calculados tal como se indica a continuación a partir de las cuatro temperaturas medidas T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}:

\DeltaX = A_{x}\DeltaT_{1} + B_{x} \DeltaT_{2} + C_{x} \DeltaT_{3} + D_{x} \DeltaT_{4}

\DeltaY = A_{y}\DeltaT_{1} + B_{y} \DeltaT_{2} + C_{y} \DeltaT_{3} + D_{y} \DeltaT_{4}

\DeltaZ = A_{z}\DeltaT_{1} + B_{z} \DeltaT_{2} + C_{z} \DeltaT_{3} + D_{y} \DeltaT_{4}

Esta norma de cálculo consiste en un polinomio de primer grado.

La determinación de \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ tiene lugar mediante la norma de cálculo que se ha indicado en la que se determinan los juegos de parámetros A_{x}, B_{x}, C_{x}, D_{x}; A_{y}, B_{y}, C_{y}, D_{y} y A_{z}, B_{z}, C_{z}, D_{z} individualmente, para el proceso de mecanización correspondiente así como la situación de trabajo correspondiente.

Tan pronto como han sido determinados estos juegos de parámetros se pueden calcular, en base a los valores de temperatura 31, 32, 33 y 34 determinados para los puntos de medición T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4} así como en base a sus desviaciones con respecto a una temperatura de referencia T_{0,} los valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ. Para ello son válidas las ecuaciones:

\DeltaT_{1}= T_{0} - T_{1}

\DeltaT_{2}= T_{0} - T_{2}

\DeltaT_{3}= T_{0} - T_{3}

\DeltaT_{4}= T_{0} - T_{4}

T_{0} puede ser, en este caso, una temperatura medida en otro punto de medición o bien un valor predeterminado, por ejemplo 23 grados C, en base a la cual y como consecuencia los valores de corrección son \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ iguales a cero. No obstante, también es posible que el primer valor de temperatura medido sea considerado T_{0}. Además se puede determinar T_{0} para cada punto de medición de forma individual.

Los juegos de parámetros serán determinados no obstante, no solamente para el tipo de máquina sino que serán determinados principalmente "in situ" para el proceso de mecanización correspondiente y la correspondiente situación de trabajo. De esta manera es posible según los descubrimientos del inventor de la presente solicitud de patente, el determinar en una amplia zona de temperaturas valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ que posibilitan una mecanización muy exacta de la pieza (22).

La determinación de la norma de trabajo tiene lugar de manera tal, que se pondrá en marcha una máquina herramienta en estado frío de trabajo y se llevará a cabo el proceso de mecanización en la pieza (22) de modo que se mecanizarán piezas (22) hasta que la máquina herramienta haya terminado de la fase de calentamiento, es decir, que se encuentre en estado térmico equilibrado.

Durante esta fase de la determinación de la norma de trabajo se utiliza el dispositivo medidor (23) mostrado en la figura que actúa para evaluar durante el transcurso del proceso de mecanización de manera renovada las desviaciones térmicas reales por medios técnicos de medición tal como se describe por ejemplo, de manera detallada en la patente mencionada en la introducción DE 42 38 504 A1.

Con este objetivo se efectúa el cambio de una herramienta de medición en el husillo de herramienta (18) y a continuación el sensor de medición (23) se hace desplazar. Cuando el sensor de medición (23) se pone en marcha, la posición real del sensor de medición (23) será comparada con la posición determinada para la temperatura T_{0} y, a base de ello, se determinarán las desviaciones reales \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ. Con este juego de desviaciones también se determinarán los valores de temperatura T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}.

Durante la fase de calentamiento se medirán mediante un tiempo por ejemplo, de cuatro horas las desviaciones \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ para los diferentes juegos de valores de temperatura T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4,} a partir de lo cual se determinarán mediante métodos matemáticos habituales los juegos de parámetros A_{X}, B_{X}, C_{X}, D_{X}; A_{Y}, B_{Y}, C_{Y}, D_{Y} y A_{Z}, B_{Z}, C_{Z}, D_{Z}. Para ello se brinda, por ejemplo, el método de los mínimos cuadrados.

Estos juegos de parámetros reflejan ahora las desviaciones térmicas de la máquina herramienta (10) en la gama de temperaturas por las que ha pasado durante la fase de calentamiento de forma exacta que, con su ayuda para los valores de temperatura reales medidos T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}, se pueden calcular los valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ de manera tan precisa que las piezas a mecanizar (22) pueden ser mecanizadas muy exactas.

A efectos de que se puedan utilizar también las piezas que se han mecanizado durante la determinación de la norma de cálculo o bien de los juegos de parámetro se utilizarán durante este periodo de tiempo valores de corrección calculados por medios técnicos \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ para compensar las instrucciones incorrectas del control (29) de la máquina. De esta manera se evita que se deban rechazar o repasar las piezas que se han mecanizado durante la determinación de la norma de cálculo.

Para aumentar la producción de las piezas (22) durante la determinación de la norma de cálculo se puede prever además, la adecuación de los intervalos de tiempo en los que se evalúa la posición actual real del punto de referencia con el sensor de medición (23) con dependencia de las variaciones de los valores de corrección \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ tal como se describe por ejemplo en la patente a la que se ha hecho referencia al principio US 5,581,467. Cuanto más se aproxime la máquina herramienta (10) al estado de equilibrio térmico, menor será la desviación entre los valores de corrección medidos de manera sucesiva \DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ de manera que se podrán ir aumentando progresivamente los intervalos entre las mediciones reales individuales.

Después de que se haya determinado de esta forma la norma de cálculo para el proceso determinado de mecanización así como una situación de trabajo determinada, se podrán mecanizar con suficiente exactitud piezas (22) según el correspondiente proceso de mecanización de manera directa después de la puesta en marcha matinal de una máquina herramienta. Los desplazamientos térmicos en el calentamiento progresivo de la máquina herramienta durante el trabajo serán compensados de manera suficiente por la regla o norma de cálculo. Dicha norma de cálculo también comprende el enfriamiento intermedio de una máquina herramienta como por ejemplo, durante el tiempo de paro después de una interrupción de trabajo o el enfriamiento por la apertura durante un periodo de tiempo corto de una puerta o bien, por un calentamiento adicional por aumento de la temperatura exterior.

Cuando la máquina herramienta dentro de las condiciones de producción es trasladada a otro lugar de instalación o bien en caso de que varíen las circunstancias climáticas por el hecho de que por ejemplo el verano sea significativamente más caluroso que el invierno, puede ser necesario volver a determinar los juegos de parámetros para la norma de cálculo.

Cuando la máquina herramienta (10) dentro del periodo de su vida útil es preparada para la mecanización de otra pieza con un nuevo proceso de mecanización resulta entonces necesario el determinar nuevamente la norma de cálculo para este nuevo proceso de mecanización.

Resulta posible producir piezas de una exactitud que no era posible hasta el momento mediante esta norma de cálculo para cada proceso de mecanización y correspondiente situación de trabajo en circunstancias en las que, durante la mecanización, se evaluaban de manera continuada las desviaciones térmicas reales por medios técnicos, lo que comportaba las correspondientes pérdidas de tiempo.

Claims (10)

1. Procedimiento para la compensación de los desplazamientos térmicos en el caso de una máquina herramienta (10) que tiene una mesa de trabajo (21) para el montaje de piezas (22) a mecanizar y que tiene un husillo (18) para las herramientas que puede ser desplazado respecto a la mesa de trabajo (21) por lo menos en un eje (14, 15, 16) y en el que se pueden fijar herramientas (19) para llevar a cabo un proceso de mecanización sobre dichas piezas a mecanizar (22), de manera que se utiliza una regla de cálculo para calcular a partir como mínimo, de un valor de temperatura (T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}) medido de forma real en un punto de medición (31, 32, 33, 34) en la máquina herramienta (10), como mínimo, un valor de corrección (\DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ) para un eje al menos (14, 15, 16) caracterizado porque se aplica una norma de cálculo ajustada al proceso de mecanización correspondiente.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque se aplica una norma de cálculo ajustada a la situación operativa actual de la máquina herramienta (10).

3. Proceso según la reivindicación 2, porque la norma de cálculo es determinada individualmente para el correspondiente proceso de mecanización en la situación operativa real.

4. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la norma de cálculo es determinada por medición directa de los desplazamientos reales dependientes de la temperatura mientras se está llevando a cabo un proceso real de mecanización.

5. Proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque la norma de cálculo es determinada durante la fase de calentamiento de la máquina herramienta (10).

6. Proceso según la reivindicación 5, porque los desplazamientos reales medidos directamente son utilizados durante la determinación de la norma de cálculo en la fase de calentamiento para determinar valores de corrección, siendo utilizados dichos valores de corrección de manera actual en el proceso de mecanización.

7. Proceso según la reivindicación 6, porque la medición directa de los desplazamientos reales durante la fase de calentamiento se lleva a cabo en eventos de medición sucesivos según un intervalo de medición, siendo variado el intervalo de medición en función del desplazamiento determinado.

8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque los valores de temperatura (T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}) a partir de los cuales la norma de cálculo efectúa el cálculo del valor de corrección (\DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ) son medidos en una serie de puntos de medición (31, 32, 33, 34) de la máquina herramienta (10).

9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, porque la norma de cálculo es un polinomio que describe la dependencia del valor de corrección(\DeltaX, \DeltaY y \DeltaZ) sobre el valor de la temperatura (T_{1}, T_{2}, T_{3} y T_{4}) medido en aquel momento en el punto de medición (31, 32, 33, 34) y como mínimo, de un parámetro(A, B, C, D), cuyo parámetro (A, B, C, D) es una función del proceso de mecanización.

10. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, porque la máquina herramienta (10) tiene un armazón móvil (12) que puede ser desplazado con respecto a la mesa de trabajo (21), un cabezal de husillo (17) que puede ser desplazado sobre la columna móvil (12) y que soporta el husillo de herramientas (18) y una cubeta de virutas (25) destinada a recoger y eliminar las virutas (26) producidas durante el proceso de mecanización, quedando dispuesto como mínimo un punto de medición (31, 32, 33, 34)en la columna móvil (12), el cabezal (17) para el husillo y la cubeta (25) para las virutas.