[发明专利]结合机床的主轴使用几何探针的方法及执行此方法的机床

说明书

本发明涉及结合机床的主轴使用几何探针的方法及构造成执行此方法的机床。具体而言，本发明涉及一种用于结合机床(1)的主轴(3)使用几何探针(5)的方法，其中，‑在机床(1)的探针取来等待状态下，通过测量用于主轴(3)的至少一个温度值来确定关于机床(1)的主轴(3)的温度的至少一个温度参数，以及，‑取决于至少一个温度参数来确定用于取来几何探针(5)的时间。

技术领域

本发明涉及一种结合机床的主轴使用几何探针的方法，以及构造成执行此方法的机床。

背景技术

具体而言，在机床上，例如，铣床，通常使用几何探针如接触探针来测量待加工零件的准确参考位置。几何探针安装到机床的主轴中，且用于在主轴处于非旋转状态时测量相对于待加工的零件的至少一个位置。几何探针可相对于加工工具互换，诸如例如，铣刀，钻头，铰刀或构造成加工工件(即，待加工的零件)的任何其它适合的工具。为了加工工件，此工具安装到主轴上，且主轴围绕主轴轴线旋转。在主轴的旋转期间，由主轴轴承和/或主轴马达生成的热扩散至主轴的轴和/或连接到主轴上的机床的其余部分上。该热传递主要生成主轴的轴长度的扩张，以及机器结构的变形，导致沿至少一个方向(通常沿所有方向)安装到主轴中的工具的末梢的可能位移。为了缩短生产的非生产时间，机床用户需要在加工操作之后尽可能快地使用几何探针。然而，如果在主轴旋转之后立即拾取接触探针，则热的主轴的轴与几何探针之间的温差生成热传递。这导致主轴-探针组件的瞬态热行为改变几何探针(具体是几何探针的探针端部末梢)的位置，其中这种改变可能引起工件参考的误差。消除此问题的可能性将是安装几何探针之前或之后实施足够长的等待时间。然而，对于所有实际目的来说，定义这样一个足够长的保守等待时间对于大多数情况来说可能太长，因此导致不必要的昂贵的非生产性停机时间。几何探针还可针对特定热状态来校准。然而，使得主轴的热状态可能总是与校准几何探针的热状态相匹配不是必需的。事实上，大多数情况下都无法保证这一点。考虑到主轴活动和/或主轴的轴的历史，热建模是麻烦的并且导致不精确的结果。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种结合机床的主轴使用的几何探针，以及构造成执行此方法的机床，其中上文提到的问题不会发生。

该目的通过提供独立权利要求的主题来实现。从属权利要求中限定了其它有利实施例。

具体而言，提供了一种结合机床的主轴使用几何探针的方法，其中在探针取来等待状态下，关于机床的主轴的温度的至少一个温度参数通过测量主轴的至少一个温度值来确定，且取来几何探针的时间取决于至少一个温度参数来确定。以此方式，主轴的热状态可通过温度测量来取得，使得可获得关于主轴的热状态的精确信息。由此，可以以准确、可再现、精确和方便的方式确定可安全地取来几何探针的时间。由于取来几何探针的时间是根据在主轴处测量的实际温度确定的，因此没有必要选择比精确使用几何探针所需的更长的等待时间。因此，避免了机床的昂贵停机时间。在任何类型的活动或由其完成的工作之后，可针对主轴的任何温度确定取来几何探针的时间，而不依赖于几何探针或主轴和几何探针的组件的任何校准数据点。如果使用这种热建模，该方法不需要复杂或繁琐的热建模，或者至少导致精确和准确的结果，因为这种建模基于实际的主轴温度，而不仅是基于之前的加工活动的主轴的热状态的猜测。

具体而言，几何探针是构造成通过其物理接触(如用接触探针)或通过任何无接触或非接触测量方法测量机床和/或待由机床加工的工件的几何性质的探针。

机床优选具有工具库，几何探针优选与其它工具一起储存在工具库中，其它工具具体是加工工具，例如，如，铣刀、钻头、铰刀或任何其它适合的加工工具。不同工具可由主轴自动地取来，或通过工具更换装置(如，构造成更换机床中的工具的机械臂或任何其它适合的装置)取得且安装到主轴上。

取来几何探针和/或加工工具具体意味着使几何探针和/或加工工具与主轴联接。

具体而言，几何探针在用于取来几何探针的时间被取来，这也称为探针取来时间。