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1. WO2000039647 - METHOD AND DEVICE FOR REDUCING TEMPERATURE-RELATED MEASUREMENT DEVIATIONS IN PARALLEL MEASUREMENT SYSTEMS

Publication Number WO/2000/039647
Publication Date 06.07.2000
International Application No. PCT/EP1999/009318
International Filing Date 01.12.1999
Chapter 2 Demand Filed 21.06.2000
IPC
G05B 19/404 2006.01
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
19Programme-control systems
02electric
18Numerical control (NC), i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
404characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
CPC
G05B 19/404
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
19Programme-control systems
02electric
18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
404characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
Applicants
  • DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH [DE/DE]; Postfach 12 60 D-83292 Traunreut, DE
Inventors
  • NELLE, Günther; DE
  • TONDORF, Sebastian; DE
Priority Data
198 57 132.111.12.1998DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR VERRINGERUNG TEMPERATURBEDINGTER MASSABWEICHUNGEN BEI PARALLEL ANGEORDNETEN MESSSYSTEMEN
(EN) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING TEMPERATURE-RELATED MEASUREMENT DEVIATIONS IN PARALLEL MEASUREMENT SYSTEMS
(FR) PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REDUIRE LES ECARTS DE MESURE DUES A LA TEMPERATURE, DANS DES SYSTEMES DE MESURE PLACES EN PARALLELE
Abstract
(DE)
Es ist bekannt, daß insbesondere bei großen Werkzeugmaschinen Temperaturunterschiede eine Ausdehnung der Maschine bewirken, die in der Regel unsymmetrisch sein wird. Dies führt insbesondere bei Maschinen mit Gantryachsen zu Problemen, da die beiden parallel abgeordneten Längenmeßsysteme für die Gantryachse sich aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnung der Maschine relativ zueinander verschieben. Da die Meßwerte der Längenmeßsysteme für die Regelung der Antriebs zum Verfahren der Gantryachse benutzt werden, kann dies zu einem Verkanten der Gantryachse führen. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Meßsysteme bzw. Teile davon nicht unmittelbar mit der Maschine verbunden werden. Dadurch kann eine Geometrieänderung der Maschine nicht zu einer Verschiebung der Meßsysteme relativ zueinander führen. Alternativ wird die Verschiebung der Meßsysteme zueinander kompensiert. Dafür wird die Geometrieänderung der Maschine und damit der Meßsysteme ermittelt und Meßwerte entsprechend einem mathematischen Modell für die Geometrieänderung fehlerkompensiert. Zur Ermittlung der temperaturbedingten Geometrieänderung der Maschine werden zusätzliche Meßgeräte auf einer temperaturstabilen Verbindungsbrücke derart angeordnet, daß diese Meßgeräte die Geometrieänderung der Maschine im Bereich der Enden der Meßsysteme ermitteln.
(EN)
It is known per se that differences in temperatures lead to an expansion of machines, especially of large tool machines. Expansions are almost always asymmetrical. This creates problems especially for machines with gantry axles because the two parallel longitudinal measurement systems for the gantry axle are displaced against each other as a result of the different expansions of the machine. The gantry axle can jam because the measured values of the longitudinal measurement systems are used for controlling the drives for moving the gantry axle. According to the invention, the measurement systems or parts thereof are not directly connected to the machine. Thus, a geometrical change in the machine cannot cause the measurement systems to be displaced against each other. The displacement of the measurement systems against each other is compensated instead by determining the geometrical change in both the machine and the measurement systems. Errors in the measured values are compensated according to a mathematical model corresponding to said geometrical change. In order to determine the temperature-related geometrical change in the machine, additional measuring devices are arranged on a temperature-stable connecting bridge in such a way that said measuring devices determine the geometrical change in the machine in the end areas of the measurement systems.
(FR)
On sait que, notamment dans des machines-outils de grande dimension, des écarts de température provoquent une dilatation de la machine, en général asymétrique, qui crée des problèmes, notamment dans le cas de machines à portiques. En effet, les deux systèmes de mesure de longueur, placés parallèlement, pour les portiques se décalent l'un par rapport à l'autre en raison des différences de dilatation de la machine. Les valeurs de mesure des systèmes de mesure de longueur étant utilisées pour la régulation des organes d'entraînement servant à déplacer le portique, il risque de se produire un blocage du portique. L'invention vise à résoudre ce problème. A cet effet, les systèmes de mesure ou des parties de ces derniers ne sont pas directement reliés à la machine. Ainsi, une variation géométrique de la machine ne peut pas entraîner un décalage des systèmes de mesure l'un par rapport à l'autre. En variante, le décalage des systèmes de mesure l'un par rapport à l'autre est compensé. La variation géométrique de la machine et par conséquent celle des systèmes de mesure est déterminée, et les erreurs de valeurs de mesure sont compensées en fonction d'un modèle mathématique pour la variation géométrique. Afin de déterminer la variation géométrique de la machine, due à la température, des appareils de mesure supplémentaires sont placés sur une passerelle thermostable de façon à déterminer la variation géométrique de la machine au niveau des extrémités des systèmes de mesure.
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