DE69716719T2

DE69716719T2 - Verbessertes überwachungssystem für die bewegung eines werkzeugs und werkzeugschlittens

Info

Publication number: DE69716719T2
Application number: DE69716719T
Authority: DE
Inventors: George Pierse
Original assignee: Unova UK Ltd
Current assignee: Cinetic Landis Ltd
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: EP0940737A3; GB9603426D0; JP2000504867A; DE69720503T2; ES2196671T3; US6298278B1; ES2187754T3; EP0886811B1; EP0886811A1; DE69716719D1; WO1997030381A1; EP0940737B1; EP0940737A2; DE69720503D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Überwachen der Bewegung von Werkstück- und Werkzeugschlitten-Verschiebungen in Werkzeugmaschinen, und Werkzeugmaschinen, die mit solchen Überwachungssystemen ausgerüstet sind. Unter "Werkzeugmaschine" wird jede Maschine verstanden, in der ein Werkzeug verwendet wird, um Material von einem Werkstück abzunehmen und bei der entweder das Werkzeug oder das Werkstück relativ zueinander während des Bearbeitungsvorganges bewegt wird, was eine Drehung wie auch eine lineare Verschiebung des einen oder des anderen Elementes einschließt.

Hintergrund der Erfindung

Derzeit umfasst die Vorrichtung zur Erzielung einer Schlitten-Positions-Rückkopplung in einer Zweiachsen-Maschine, z. B. einer Drehbank, das Anpassen einer linearen Lageabtastvorrichtung zwischen jeder Bewegungsachse und der Basis der Maschine. Somit wird die Positionsbeziehung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück aus zwei Sätzen von Rückkopplungs-Informationen gewonnen, nämlich
1. einem Punkt auf dem Werkstück-Schlitten, der auf eine Änderung in der Position in bezug auf die Basis hin überwacht wird, und
2. einem Punkt auf dem Werkzeug-Schlitten, der auf eine Änderung in der Position in bezug auf die Basis hin überwacht wird.
Die Position auf der Basis, die in Hinblick auf die Stelle auf dem Werkzeug-Schlitten geprüft wird, ist jedoch nicht die gleiche wie der Punkt auf der Basis, der als Bezugsstelle zur Überwachung der Position des Punktes auf dem Werkstück-Schlitten verwendet wird. Infolgedessen können Fehler bei der Berechnung der Position des Werkzeuges relativ zum Werkstück an der Eingriffsstelle aufgrund folgender Möglichkeiten auftreten:
A) Änderung in der Beziehung zwischen der Bearbeitungsstelle und dem Bezugspunkt des Werkstück-Vorschub-Messsystems,
B) ähnliche Änderungen in der Beziehung zwischen der Bearbeitungsstelle und dem Werkzeug-Vorschub-Messsystem, und
C) statische oder dynamische Änderungen in der Beziehung zwischen den beiden Stellen auf der Basis, mit denen die Zweiachsen-Messsysteme verbunden sind.
In der US-A- 52 64 915 ist eine Vorrichtung zum indirekten Messen beschrieben, die eine Zweiachsen-Skala in Form einer reflektierenden, auf einem Gegenstand befestigten Skala, sowie einen Lesekopf in Form einer auf einem anderen Objekt befestigten Abtasteinheit aufweist, wobei die Skala und der Lesekopf miteinander zusammenwirken, um eine Relativbewegung der Objekte längs mindestens einer der beiden Achsen zu messen.
Aufgabe der Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren zum Messen der Position eines Werkstück-Schlittens und eines Werkzeug-Schlittens zu erzielen, um den Fehler in der Berechnung der Werkzeug-/Werkstück-Eingriffsstelle zu verringern und eine Maschine zu schaffen, die in der Lage ist, eine Bearbeitung hoher Präzision vorzunehmen.
Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine vorzuschlagen, die nicht den gleichen Grad von Konstruktionsgenauigkeit hat, wie er bei Verwendung von herkömmlichen Schlitten-Überwachungs-Systemen erforderlich ist, und die deshalb kostengünstiger herzustellen ist.
Obgleich die Erfindung auf Werkzeugmaschinen angewendet werden kann, in denen der Werkstück-Schlitten und/oder der Werkzeug-Schlitten sich während der Bearbeitung des Werkstückes über erhebliche Strecken bewegen, ist der maßgebliche Anwendungsbereich der Erfindung bei Werkzeugmaschinen mit kleinem Arbeitsvolumen zu sehen, bei dem sowohl der Werkstück-Schlitten als auch der Werkzeug-Schlitten während der Bearbeitungsvorgänge sich nur über relativ kleine Abstände bewegen.

Beschreibung der Erfindung

Nach einem Aspekt der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zum Bestimmen der linearen Bewegung eines ersten Schlittens relativ zu einem zweiten Schlitten in einer Werkzeugmaschine, bei dem der zweite Schlitten rechtwinklig zu der linearen Bewegung des ersten Schlittens bewegbar ist und bei dem jeder Schlitten eine entsprechende Vorrichtung in Form eines Werkstücks und eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstückes aufnimmt, dadurch aus, dass eine Zweiachsen-Skala mit einem Schlitten so verbunden ist, dass sie sich mit ihm bewegt, dass ein erster Lesekopf, der mit der Skala zusammenwirkt, mit dem anderen Schlitten so befestigt ist, dass er sich mit diesem bewegt, dass der Lesekopf in im wesentlichen der gleichen Ebene wie die Zweiachsen-Skala angeordnet ist, dass das Verfahren die Schritte umfasst, dass Positionsdaten aus dem Lesekopf und der Skala für den ersten Schlitten gewonnen werden, eine Kraft auf wenigstens einen der beiden Schlitten zur Erzielung einer Bewegung des Schlittens relativ zur Maschine ausgeübt wird, und ein Wert für die lineare Verschiebung des ersten Schlittens relativ zu dem zweiten Schlitten durch Bestimmen der Differenz zwischen den Positionsdaten zu Beginn und am Ende der Schlittenbewegung gewonnen wird, dass ein zweiter Lesekopf mit einem der beiden Schlitten an einer Stelle getrennt von der Befestigungsstelle des ersten Lesekopfes, gemessen parallel zur Achse der Bewegung des anderen Schlittens befestigt ist, wobei der zweite Lesekopf mit der Zweiachsen-Skala, die mit dem anderen Schlitten befestigt ist, zusammenwirkt, und dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst, dass zweite Positionsdaten, die sich auf den ersten Schlitten beziehen, aus dem zweiten Lesekopf gewonnen werden und ein Fehlerwert aus einem Unterschied zwischen den Verschiebungswerten berechnet wird, die von den Positionsdaten aus den beiden getrennten Leseköpfen gewonnen werden, und der lineare Verschiebungwert, der aus dem ersten Lesekopf erhalten wird, durch Verwenden des berechneten Fehlerwertes korrigiert wird.
Mit der Erfindung ist auf diese Weise möglich, Winkelauslenkungen oder andere störende Beeinflussungen eines Schlittens relativ zur Maschine oder des anderen Schlittens dadurch zu detektieren und zu kompensieren, dass die Position, die aus den von dem zweiten Lesekopf abgeleiteten Daten bestimmbar ist, mit den Daten aus dem ersten Lesekopf während des oder am Ende einer Schlittenbewegung vergleichen wird.
Vorzugsweise wird der erste Schlitten in Zuwachs-Anteilen bewegt und der Positionswert am Ende einer jeden Stufe eingestellt, so dass eine sehr exakte Positionierung eines Schlittens erreicht werden kann.
Unterschiede in den Positionsdaten können u. a. auf eine Winkelverschiebung eines Schlittens relativ zum anderen und/oder eine Nicht-Orthogonalität der beiden Schlittenachsen zurückgeführt werden, und obgleich solche Differenzen bei einer einwandfrei entwickelten und konstruierten Maschine klein sein können, kumulieren solche Bearbeitungsfehler, wenn die Fehler nicht korrigiert werden.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Einstellens der Position des Werkstück- oder Werkzeug-Schlittens oder beider, um eine Differenz in den Positionsdaten zu kompensieren, die aus den Leseköpfen aufgrund einer unerwünschten Bewegung eines Schlittens relativ zur Maschine und/oder des anderen Schlittens erhalten werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine mit einem beweglichen Werkstück-Schlitten zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes und einem Werkzeug-Schlitten zur Aufnahme eines Materials von dem Werkstück abnehmenden Werkzeuges, wobei die beiden Schlitten in rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen beweglich sind, gekennzeichnet durch eine Zweiachsen- Skala, die auf einem der Schlitten so befestigt ist, dass sie sich mit ihm bewegt, einen ersten Lesekopf, der in der Lage ist, mit der mit dem anderen Schlitten befestigten Skala zusammen zu wirken, wobei der erste Lesekopf in im wesentlichen der gleichen Ebene wie die Zweiachsen-Skala angeordnet ist, eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Empfangen von Signalen aus dem ersten Lesekopf, die die Position und/oder Bewegung eines Schlittens relativ zum anderen anzeigt, und zum Erzeugen von Positionsdaten über einen oder beide Schlitten zur Unterstützung der Steuerung der Bewegung des einen oder beider Schlitten zur Erzielung eines Bearbeitungsvorganges, und einen zweiten Lesekopf, der ebenfalls in der Lage ist, mit einer Zweiachsen-Skala zusammen zu wirken und der auf dem gleichen Schlitten wie der erste Lesekopf, jedoch in einer unterschiedlichen Position zu der, in der der Kopf befestigt ist, festgelegt ist, wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung für Signale aus beiden Leseköpfen aufnahmefähig ist und ein erstes Ausgangssignal, das die lineare Bewegung eines Schlittens relativ zu dem anderen anzeigt, sowie ein zweites Ausgangssignal liefert, das eine Differenz zwischen den Positionssignalen anzeigt, die aus den beiden Leseköpfen gewonnen werden.
Typischerweise ist der erste Lesekopf mit der Unterseite des Werkzeugschlittens nahe der Bearbeitungsstelle befestigt und die Skalenvorrichtung ist in ähnlicher Weise mit dem Werkstück-Schlitten verbunden.
Die Skalenvorrichtung kann zwei getrennte Zweiachsen-Skalen aufweisen und zwar eine Skala für jeden Lesekopf, die in im wesentlichen der gleichen Ebene angeordnet sind.
Wenn die beiden Schlitten-Bewegungsachsen orthogonal verlaufen und keine Störung zwischen einer Schlittenachse und der anderen auftritt, ist die Änderung in den X- und Z-Koordinaten, die von den beiden Leseköpfen für eine Relativbewegung, z. B. zwischen einem Schlitten und dem anderen abgeleitet werden, die gleiche. Wenn jedoch eine Störung auftritt, so dass die beiden Schlittenachsen nicht rechtwinklig zueinander stehen, sind nach einer Verschiebung eines Schlittens relativ zu dem anderen die X- und/oder Z-Koordinaten, die aus einem der beiden Leseköpfe erzielt werden, unterschiedlich groß.
Die Differenz kann überwacht und kompensiert werden, um den Antrieb auf den Werkstück-Schlitten oder den Werkzeug-Schlitten oder beide einzustellen, damit der eine oder andere oder beide in die Position neu positioniert werden, die der eine oder die die beiden angenommen haben sollen, wenn die Bewegung ungestört verläuft, so dass jede Störung kompensiert und die Eingriffsstelle des Werkzeuges und des Werkstückes unabhängig von der Störung zwischen den Werkstück- und Werkzeug- Schlittenachsen aufrecht erhalten wird.
Vorzugsweise weist die Werkzeug-Maschine eine Rückkopplungsvorrichtung zur Einstellung der Position eines Werkstück- oder Werkzeug-Schlittens auf, um ein Fehlersignal zu berücksichtigen, das aus der Signalverarbeitungsvorrichtung erhalten wird, die Positionsdaten aus den beiden Leseköpfen empfängt.
Mit der Erfindung wird somit ein System vorgeschlagen, bei dem die folgenden maschineninduzierten Fehler im wesentlichen als mögliche Quellen von Bearbeitungsfehlern reduziert, wenn nicht eliminiert werden:
1. Orthogonalität der Achsen des Werkzeug-Schlittens und des Werkstück-Schlittens,
2. Fehler, die durch das Maschinenfundament eingeführt werden, einschließlich einer statischen, niederfrequenten, dynamischen Kraftkompensation, geometrischen Stabilität, thermischer Expansionen und Störungen (von denen alle den Winkel einer der Achsen relativ zur anderen beeinflussen können), und
3. seitliche axiale und Winkelabweichungen und Störungen der Führungsbahnen.
Die übrigen Fehler in dem Bearbeitungssystem können nunmehr als auf folgende Bedingungen zurückgeführt angesehen werden:
(A) Verformungen, Durchbiegungen, Dehnungen usw., die in der Mechanik der Maschine auftreten, die im direkten Pfad zwischen dem Schneidwerkzeug und der Raster-Bezugsstelle, und zwischen der Werkstück-Schneidzone und dem direkten Pfad zur Raster-Bezugsstelle gelegen sind.
(B) Fehler im Raster selbst. Diese Fehler sind nicht notwendigerweise trivial. Skalierfehler, Orthogonalität der X- und Z-Ränder, Interpolationsfehler und andere Fehler im Raster werden direkt auf das Werkstück aufgetragen.
Eine Fehlerkorrektur in der Skalierung und Orthogonalität (aufgeführt unter (B)) kann elektronisch unter Verwendung einer Rechnersteuerung durchgeführt werden. Durch sorgfältige Maschinenplanung können Fehler, die sich aus Verformungen, Durchbiegungen und dergl. ergeben, wie sie unter (A) aufgeführt sind, auf ein Minimum reduziert werden. Verbleibende Fehler, wie sie unter (B) angegeben sind, sind in der Regel sehr klein und können häufig vernachlässigt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ohne Beschränkung des allgemeinen Ausdruckes "Werkzeugmaschine" kann die Erfindung auf Drehbänke und Schleifmaschinen angewendet werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer Werkzeugmaschine nach der Erfindung, wobei bestimmte Teile der besseren Übersicht wegen weggelassen und andere Teile weggeschnitten sind,
Fig. 2 eine Endansicht der Maschine in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, wobei ebenfalls bestimmte Teile der besseren Übersicht wegen weggelassen sind,
Fig. 3 eine Frontansicht der Maschine in Richtung des Pfeiles B in Fig. 1, wobei wiederum bestimmte Teile aus Gründen der besseren Übersicht weggelassen sind,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für die Werkzeugmaschine, und
Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder, die einen entsprechenden Teil des Systems nach Fig. 4 in vergrößertem Maßstab zeigen.

Detaillierte Beschreibung

In den Fig. 1-3 ist ein Teil des Hauptrahmens einer Werkzeugmaschine mit 10 bezeichnet. Hierbei handelt es sich typischerweise um ein Gußteil mit flachen, orthogonalen Stirnseiten, die bei 12 und 14 bearbeitet sind, mit denen obere und untere Führungsbahnen verbunden sind, die sich am besten aus den Fig. 2 und 3 ergeben und die Werkzeug- und Werkstück-Supporte (Schlitten) aufnehmen. So sind an einer Stirnfläche 12, wie in Fig. 3 gezeigt, zwei parallele Schienen 16, 18 befestigt, auf denen zwei Paare von oberen und unteren Schiebern 20, 22 und 24, 26 befestigt sind und entlang denen sie eine Gleitbewegung ausführen. Ein Werkstück-Support 28 wird von den Schiebern aufgenommen und ein Spannkopf 30 erstreckt sich von einem Ende aus, in dem ein Werkstück (z. B. eine Spindel 32) festgelegt ist.
Ein Drehantrieb zum Antreiben des Spannkopfes und damit des Werkstückes um die Werkstückachse 34 ist innerhalb des Supports 28 vorgesehen, des weiteren ist ein Schaltantrieb zum schrittweisen Vorschieben oder Zurückziehen des Supports 28 in einer Richtung parallel zur Achse 34 vorgesehen (jedoch nicht dargestellt). Der Schaltantrieb (nicht dargestellt) ist so ausgelegt, dass er eine Positionierung des Supports 28 relativ zu den Gußschienen 16, 18 mit hoher Genauigkeit vornehmen kann.
Zwei ähnliche Schienen 36, 38 sind auf der anschließenden orthogonalen Guß- Stirnseite 14 befestigt und sie ergeben Führungen für zwei weitere Paare von Schiebern 40, 42 und 44, 46 (siehe Fig. 1), die zwischen sich einen Werkzeug-Schlitten oder Support aufnehmen. Auf letzterem (sichtbar in Fig. 1) ist ein Schaltantrieb 50 befestigt, mit dessen Hilfe ein Werkzeug-Drehkreuz oder Revolverkopf 52 mit acht Werkzeugen 54-68 drehbar weitergeschaltet werden kann, wie dies erforderlich ist, um eines der acht Werkzeuge in eine Werkstück-Eingriffsposition zu bringen, z. B. das Werkzeug 54 in Fig. 3. Es sind nur Werkzeuge 54 und 62 in der Aufsicht nach Fig. 1 dargestellt, die besser als Fig. 3 den Bearbeitungs-Eingriff des Werkzeugs 54 mit dem Werkstück 32 zeigt.
Eine weitere Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) ist auf dem Gußteil 10 oder dem Support 48 zum schrittweisen Weiterschalten des Supports 48 längs der Werkzeugachse 70 auf das Werkstück 32 zu und von diesem weg befestigt.
Zwischen jedem Support-Schlitten 28, 48 und der entsprechenden Befestigungsfläche 12 ist ferner eine lineare Positions-Bestimmungs-Vorrichtung (200, 202 in den Fig. 4 und 6) vorgesehen, um die Position eines jeden Schlittens 28, 48 zu seiner Achse 34, 70 und bei einer Längsbewegung die Verschiebung eines jeden Support-Schlittens 28, 48 relativ dazu anzuzeigen. Die Ausgänge der Positions-Bestimmungs-Vorrichtung können auch verwendet werden, um die Schlitten-Geschwindigkeiten relativ zu dem Gußteil 10 zu berechnen.
Die Ecke des Gußteiles 10 wird durch die beiden Befestigungsflächen 12, 14 im Ausschnitt zur Bildung eines Hohlraumes 72 definiert, der durch horizontale Flächen 74, T6 und vertikale Wände 78, 80 festgelegt ist. Die Wand 78 ist (im Schnitt) in Fig. 2 sichtbar, und zwar zusammen mit den oberen und unteren horizontalen Flächen 74, 76, während in Fig. 1 beide Wände 78 und 80 (im Schnitt) zusammen mit der unteren horizontalen Fläche 76 dargestellt sind - der obere Bereich des Gußteiles (einschließlich der oberen Fläche 74) ist dabei ausgespart.
Der Hohlraum schafft den Raum, in den die Positions-Anzeige-Vorrichtung der Erfindung vorstehen kann.
Nach der Erfindung ist eine horizontale Plattform 82 mit dem Werkstück-Support- Schlitten 28 bei 84 befestigt und nimmt zwei getrennte Zweiachsen-Skalen (Raster 86 und 88) auf, während bei 90 mit dem Werkzeug-Support-Schlitten 48 ein starrer Arm 92 befestigt ist, der so positioniert ist, dass er sich seitlich von dem Support 48 erstreckt und über der Plattform 82 sowie parallel dazu liegt. Obgleich nicht dargestellt, können vertikale Rippen auf der oberen Seite des Armes 92 ausgebildet sein, um die Steifigkeit zu verbessern. Die Unterseite ist im wesentlichen flach.
In ähnlicher Weise wird die Unterseite der Plattform 82 mit Verstärkungsrippen versehen, von denen eine bei 94 in Fig. 2 dargestellt ist.
Zwei Leseköpfe 96, 98 werden von dem Arm 92 aufgenommen; die Leseköpfe 96, 98 sind auf dem Arm so positioniert, dass sie über den Skalen 86, 88 liegen und mit ihnen zusammenwirken, um X- und Z-Achsenkoordinaten zu bilden. Da die Skalen sich mit dem Werkstück-Support-Schlitten 28 und die Leseköpfe mit dem Werkzeug-Support- Schlitten 48 bewegen, entspricht die Differenz zwischen X&sub1;, Z&sub1; und X&sub2;, Z&sub2; (den X- und Z-Koordinaten am Beginn und am Ende der Linearbewegung eines der beiden Schlitten 28, 48 relativ zum Gußteil 10) der Bewegung des einen Schlittens relativ zum anderen. Wenn beispielsweise der Werkstück-Support-Schlitten stationär ist (d. h. eine feste Position längs der Z-Achse 34 einnimmt) und wenn der Werkzeug-Support-Schlitten 48 um zwei Mikron längs der Achse 70 (der X-Achse) vorgeschoben wird, sind die Werte von Z&sub1; und Z&sub2; die gleichen und der Wert von X&sub2; ist zwei Mikron größer als der Wert von X&sub1;.
Wenn jedoch bei einem Eingriff des Werkzeuges und Werkstückes die Reaktion auf das Aufbringen einer Antriebskraft auf den Support-Schlitten 48 zum Vorschieben des Werkzeuges 54 um zwei Mikron eine sehr geringe Formänderung der Konstruktion bewirkt, an der der Support-Schlitten 48 befestigt ist, und/oder in dem Gußteil 10 und/oder in den Konstruktionen, die den Support-Schlitten 28 festlegen, kann das Resultat so aussehen, dass die tatsächliche Bewegung des Werkzeugs 54 relativ zum Werkstück 32 größer als zwei Mikron wird, um eine Änderung von zwei Mikron in den X-Achsen-Koordinaten von dem primären Lesekopf 98 zu erreichen. Dies hat zur Folge, dass mehr Material von dem Durchmesser des Werkstückes abgenommen wird.
Bei manchen Anwendungsfällen können die Fehler, die durch solche Formänderungen entstehen, unberücksichtigt bleiben, und für solche Anwendungsfälle können die Bearbeitungs-Zuwachsanteile einfach dadurch bestimmt werden, dass die X-Achsen- Koordinaten von dem Lesekopf 98 überwacht werden, nachdem die Start-Position des Schlittens 48 geeicht worden ist (d. h. die Position, wenn das Werkzeug 54 gerade das Werkstück zum ersten Mal berührt, wenn der Schlitten 48 vorgeschoben wird).
Wenn solche Fehler nicht annehmbar sind, können die X-Achsen-Ablesungen aus dem zweiten Lesekopf 96 ebenfalls berücksichtigt werden, und wenn der Koordinaten-Wert für 96 beginnt, außer Tritt mit dem aus 98 zu kommen, wird ein Fehlersignal in einer Rechenvorrichtung berechnet, das die Größe der Formänderung anzeigt, die längs der X-Achse aufgrund der Reaktion auf die Bearbeitungskräfte an der Werkzeug-/Werkstück-Eingriffsstelle auftritt.
Durch Verwendung einer trigonometrischen Analyse dieses Fehlersignals kann der Antrieb auf den Werkzeug-Support-Schlitten 48 eingestellt und früher freigegeben und entfernt werden, als dies sonst der Fall wäre, um einen zusätzlichen unerwünschten Vorschub des Werkzeuges längs der Achse 70 zu verhindern.
Um die Plattform 82 aufzunehmen, wird die innenliegende Fläche des Support- Schlittens 48 bei 100 (siehe Fig. 1 und 2) ausgespart, und der Bereich der Befestigung 90 zwischen dem Arm 92 und dem Schlitten 48 liegt tatsächlich auf der Innenfläche 102 der Aussparung 100.
Es können unterschiedliche Werkzeuge, z. B. 56, 58 usw. dadurch in Betrieb genommen werden, dass der Schlitten 48 begrenzt wird, um die Werkzeug-Anordnung aus dem Bereich des Werkstückes zu entfernen und den Revolver weiter zu schalten, bis das gewünschte Werkzeug die "Arbeits-Position" einnimmt; anschließend kann der Schlitten nochmals vorgeschoben werden, so dass das neue Werkzeug mit dem Werkstück in Eingriff kommt.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Bearbeitungsvorgänge und Werkstücke, die eine sehr kurze axiale Bewegung oder einen sehr kurzen Hub des Werkzeuges relativ zum Werkstück oder des Werkstücks relativ zum Werkzeug erfordern. Die Bearbeitung sehr kleiner Teile, z. B. Spindeln für Rechner-Diskettenantriebe ist ein solches Anwendungsgebiet, wobei eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich ist, um exakte fertig bearbeitete Durchmesser und minimale hohe und tiefe Punkte zu erreichen.
Wenn eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, können Antriebe zur Erzielung von X- und Y-Achsenverschiebungen der Schlitten 28 und 48 in Form von high traction friction drives, wie sie beispielsweise von der Firma Cranfield Precision Engineering Ltd., Wharley End, Cranfield, Bedford, England entwickelt und hergestellt werden. Mit solchen Antrieben ist es möglich, Stufen von weniger als 0,1 Mikron zu erreichen.
Bei einer typischen Anwendung kann der Grundhub des Werkzeug-Schlittens X in der Größenordnung von 20 mm und der Werkstück-Z-Achsen-Hub etwa 50 mm betragen.
Der ganze Vorteil des zweiten Lesekopfes 96 wird erzielt, wenn der Abstand zwischen dem Lesekopf 98 und der Eingriffsstelle des Werkzeuges und Werkstückes (104 in Fig. 1) gleich groß wie der Abstand zwischen dem Lesekopf 98 und dem Lesekopf 96 ist.
Parallaxen-Fehler können entstehen, wenn die Eingriffsstelle des Werkzeuges und des Werkstückes nicht in der gleichen Ebene wie die Skalen und die Leseköpfe liegt.
Da die Skalen und Leseköpfe eine begrenzte Tiefe haben und ein kleiner Spalt zwischen dem Kopf bzw. den Köpfen und der Oberfläche der Skala bzw. Skalen bestehen muss, ist es für die Skalen und den Kopf nicht möglich, die gleiche horizontale Ebene einzunehmen. Die in den Zeichnungen dargestellte Konfiguration minimiert Parallaxen-Fehler, die sonst durch Positionieren der Support-Plattform 82 für die Skala bzw. Skalen knapp unterhalb der horizontalen Ebene 106 entstehen, die die Werkstück-Achse und die Stelle des Werkzeug-Eingriffs 104 (siehe Fig. 1) aufnimmt, sowie durch Positionieren des Armes, der die Leseköpfe im gleichen Abstand über der horizontalen Ebene wie die Plattform 82 unterhalb aufnimmt. Auf diese Weise liegt die horizontale Ebene 106 in dem Spalt zwischen den Leseköpfen und den Skalen.
Zweiachsen- X-, -Z-Koordinaten-Meßvorrichtungen werden u. a. von Heidenhain, Dr. Johannes Heidenhain GmbH hergestellt, die Brechungsgitter und optische Sensoren für eine exakte Bestimmung der Bewegung in zwei orthogonalen Richtungen verwenden.
In Zusammenhang mit den Fig. 4-6 werden die Schlitten 28 und 48 durch Motoren 204 und 206 vom Sprach-Spulen-Typ angetrieben. Die Energie zur Betätigung der Motoren 204 und 206 wird von Verstärkern 208 und 210 unter Steuerung eines (rack MTD PC) Rechners 212 geliefert, der mit dem Motoren 208 und 210 über digitale Signale verarbeitende Schnittstellenkarten 214 verbunden sind, die den Rechner in die Lage versetzen, Steuersignale an die Motoren 208 und 210 zu senden. Die Karten 214 ermöglichen dem Rechner 212 auch, einen Spindelverstärker 216 zu steuern, der seinerseits die Energie für die Betätigung eines Spindelmotors 218 zum Drehen des Spannkopfes 30 einspeist.
Die Positions-Bestimmungsvorrichtung 202 weist eine lineare Skala 220 auf, die auf dem Schlitten 48 befestigt ist, ferner einen Heidenhain-Codierer 222, der am Gußteil 10 befestigt und so angeordnet ist, dass er die Skala 220 abliest. Weitere Informationen über die Position des Schlittens 48 relativ zum Gußteil 10 werden durch einen Bezugs- Schalter 224 gewonnen, der auf dem Gußteil 10 befestigt und durch einen Teil des Schlittens 48 (nicht dargestellt) geschlossen wird, wenn der Schlitten am einen Ende seines Bewegungsbereiches längs der Achse 70 angekommen ist. Die Bestimmungsvorrichtung 200 weist in ähnlicher Weise eine lineare Skala 226 auf dem Schlitten 28 sowie einen Sensor 228 und einen Bezugs-Schalter 230, der an dem Gußteil 10 befestigt ist, auf.
Die Ausgänge aus den Sensoren 98, 222 und 228 werden in den Rechner 212 über eine Heidenhain-Splitterbox 232 eingespeist, ebenso wie der Ausgang aus einem Codierer 234, der auf der Werkstück-Spindel der Maschine (auf der der Spannkopf 30 ebenfalls befestigt ist) festgelegt und so angeordnet ist, dass Geschwindigkeits- und Positions-Informationen auf der Spindel und damit dem Werkstück 32 erreicht werden. Die Splitterbox 232 steuert auch die Sensoren, die mit den Verstärkern 208, 210 und 216 kommunizieren.
Der Rechner 212 ist ferner mit dem Schaltantrieb 50 für das Drehkreuz 52 über die Steuerschaltung 236 verbunden und Informationen über die Winkelposition des Drehkreuzes 52 werden von dem Rechner über den Ausgang aus Kaman-Sonden 238 abgeleitet, die mit dem Rechner 212 über eine Schnittstellen-Einheit 240 verbunden sind. Die Dimensionen der Teile des Werkstückes, die auf der Maschine befestigt sind, können mit Hilfe von Luft-Sonden 242 gemessen werden, die ebenfalls an den Rechner 212 angeschlossen sind.
Ein C> perator kann den Betrieb des Rechners 212 mit Hilfe einer Man Machine Interface 244 steuern, die in diesem Fall die Form eines Monitors 246, Tastenfeldes 248 und einer Steuertafel 250 annimmt. Die Maschine kann auch verschiedene Steuer- und Informations-Signale erzeugen und verschiedene andere Signale empfangen, z. B. Ladeprogramm-Signale oder Maß-Signale und zwar über I/O-Schnittstellenmodule 252, 254 und 256, die mit dem Rechner 212 geschaltet sind. Das Beispiel einer Maschine nach der Erfindung weist einen Zweiachsen-Ladeprogramm-Roboter 258 auf, der mit dem Rechner 212 verbunden und von ihm mit Hilfe einer Steuerschaltung 260 gesteuert wird.
Im Falle einer Unterbrechung der Netzversorgung zur Maschine wird die Energieeinspeisung in den Rechner 212 durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung 262 aufrecht erhalten, die ein gesteuertes Anhalten der Maschine ermöglicht und verhindert, dass Daten aus dem flüchtigen Speicher des Rechners 212 verloren gehen.
Die Maschine kann auch mit einem Nutenformwerkzeug (nicht dargestellt) ausgerüstet sein, das mit Hilfe eines Nuteneinstechsystems, generell mit 264 bezeichnet, zum Werkstück vorgeschoben werden kann.
Der Codierer 96 ist ferner mit dem Rechner 212 über die Splitter-Box 232 verbunden, ist jedoch aus den Fig. 4-6 der einfacheren Darstellung wegen weggelassen.
Jeder der Schlitten 28 und 48 kann eine entsprechende Platte aufnehmen, die verwendet wird, um eine Dämpfung für die Schlittenbewegung zu erreichen. Die Platten können unmittelbar über der Bodenwand 76 und unterhalb der Versteifungsrippe 94 an Positionen angeordnet sein, die generell mit 300 und 302 bezeichnet sind, wobei jede von ihnen sich auf die Platte bezieht, die mit dem Schlitten 48 und dem Schlitten 28 verbunden ist. Der einfacheren Darstellung wegen sind die Platten in der Zeichnung nicht gezeigt. Die mit dem Schlitten 28 verbundene Platte liegt über der mit dem Schlitten 48 verbundenen Platte, und eine viskose Flüssigkeit, z. B. Öl, wird zwischen die beiden Platten eingeführt, um eine Dämpfung der Schlittenbewegungen zu erzielen. Bei einer abgeänderten Ausführungsform liegen die beiden Platten nicht übereinander, sondern stattdessen liegt jede Platte teilweise über einem entsprechenden Tablett, das auf dem Boden der Nut 76 befestigt ist, wobei die beiden Tabletts die viskose Flüssigkeit enthalten, um den Dämpfungsvorgang zu erzielen. In einem solchen Fall kann jedes Tablett beweglich so angeordnet sein, dass die Proportion der entsprechenden Platte, die darüber liegt, verändert wird, so dass das Ausmaß der Dämpfung des entsprechenden Schlittens fein abgestimmt wird.
Zwei Beispiele des Betriebes der Schleifmaschine werden nachstehend in Verbindung mit den folgenden Definitionen der verschiedenen Versetzungs- und Bezugs-Werte beschrieben, die verwendet werden, um den einwandfreien Pfad für ein bearbeitendes Werkzeug auf dem Drehkreuz 52 relativ zu einem Werkstück, das auf dem Schlitten 28 befestigt ist, zu bestimmen.

Bezugsstellen auf den X- und Z-Achsen

Dies sind die Positionen längs der X- und Z-Achsen der Schlitten 48 und 28, definiert durch eine gegebene Bezugsstelle. Zu Anfang kann die Bezugsstelle durch die Positionen der Schlitten definiert werden, an denen die Bezugsschalter 224 und 230 geschlossen sind. Die Bezugslinie(n) auf einem der Gitter 86 und 88, die diesen Positionen entsprechen, können dann durch die Maschine gespeichert werden, damit die Bezugspositionen in aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen gefunden werden können.

Heimpositionen der X- und Z-Achsen

Dies sind die Positionen, die als die zurückgezogenen Enden der Hübe der Schlitten 28 und 48 angesehen werden. An diesen Positionen werden die Sichtanzeigen auf der Man Machine Interface 244 eingestellt, um einen Wert von +35 für X und +50 für Z anzuzeigen.

X-Achsen-Schnittstelle

Dies ist die Position des Schlittens 48, bei der ein Werkzeug (das keine Versetzungen erforderlich macht) auf der Achse 34 positioniert wird, und deshalb dem am weitesten vorne liegenden Ende des Hubes des Schlittens 48 entspricht, d. h., wenn X = 0.

Z-Achsen-Schnittstelle

Ein Werkzeug (das keine Versetzungen erforderlich macht) auf dem Drehkreuz 52 würde 10 mm über (in) die Frontfläche der Backen des Spannkopfes 30 an dieser Stelle hinaus platziert werden, was der Stelle entspricht, an der der Schlitten 28 sein am weitesten vorne liegendes Ende des Arbeitshubes erreicht hat (bei dem Z = 0 ist).

Spannkopf-Z-Referenz-Versetzung

Dies ist die Differenz in Z-Werten (ein Abstand längs der Achse 34) zwischen der Frontseite der Backen des Spannkopfes 30, die an die Maschine angepasst ist und der des 15 mm Nennwertes der Backen des Spannkopfes. Diese Versetzung kann variiert werden, um beispielsweise den Verschleiß an den Backen zu kompensieren.

X- und Z-Versetzungen des Werkzeugsatzes

Dies sind die gemessenen Differenzen zwischen der idealen Position einer Schneidkante eines Werkzeuges in dem Drehkreuz 52 und der eigentlichen der Maschine angepaßten Position. Wenn die Versetzungen Null sind, wird die Werkzeugkante auf die Schnittstellen platziert, wenn X und Z = 0 sind. Diese Versetzungen werden auf einer Offline-Werkzeug-Bezugs-Haltevorrichtung gemessen und in den Rechner 212 eingeführt. Jedes Werkzeug erfordert seine eigenen X- und Z- Versetzungswerte.

Index X- und Z-Werkzeug-Versetzung

Dies ist der detektierte Unterschied zwischen der Position, bei der ein Werkzeug auf dem Drehkreuz 52 an der Schneidstelle platziert ist, und der entsprechenden Position für vorausgehende Operationen der Maschine. Diese Versetzungen stellen die Nicht- Wiederholbarkeit der Bewegung des Werkzeuges und der Werkstücke relativ zueinander dar. Für ein gegebenes Drehkreuz 52 gibt es acht Paare von X- und Z- Werkzeug-Versetzungswerten, nämlich einen Satz für jede Position auf dem Drehkreuz.

X- und Z-Messungs-Werkzeug-Versetzung

Nachdem ein Werkstück durch die Maschine bearbeitet worden ist, wird es auf eine dem Prozess nachgeschaltete Mess-Station (nicht dargestellt) übertragen, wo die Werkstück-Dimensionen gemessen und mit theoretischen Dimensionen verglichen werden. Die Mess-Station erzeugt dabei einen Satz von konstant fortgeschalteten Werten, die die Versetzung darstellen, die erforderlich ist, um die Dimensionen des fertigen Werkstückes innerhalb einer vorbestimmten Toleranz als Änderung der Konditionen mit der Zeit einhalten. Fehler, die sich aus geringfügigen thermischen Veränderungen, Werkzeugabnutzung und dergl. ergeben, werden auf diese Weise korrigiert. Dies Korrekturen können automatisch in den Rechner über das Modul 256 oder von Hand eingegeben werden, falls Öffline-Messmerkmale, die an der Mess- Station nicht gemessen werden, eine Abweichung von den Bearbeitungs-Grenzwerten anzeigen.
Beim Konstruieren und Einrichten der Maschine kann der Hub eines jeden Schlittens 28 und 48 innerhalb weicher Grenzen dadurch eingestellt werden, dass das Ausmaß der Bewegung geändert wird, das erforderlich ist, um die Schlitten von den Bezugsstellen-Positionen und Ausgangs-Positionen zu den Schneidstellen zu bringen. Dies wird durch Änderungen in den Unterschieden zwischen den X-Werten entsprechend den Bezugs/Ausgangs-Positionen und den Schneid-Positionen reflektiert.
Der Rechner 212 kann dann so programmiert werden, dass er die Start- und End- Punkte des Bewegungspfades des Werkzeuges in bezug auf die Schneidstellen in den X- und Z-Achsen, d. h. in bezug auf die Achse 34 und die Stirnseite der Backen des Spannkopfes 30 definiert. Die Maschine führt automatisch weitere Korrekturen durch, indem das fertig bearbeitete Werkstück überwacht wird, und indem das Drehkreuz 52 auf Nicht-Wiederholbarkeit geprüft wird.

Beispiel 1: Drehen eines Durchmessers

Um ein zylindrisches Werkstück mit einem Durchmesser von 10 mm herzustellen, werden folgende Schritte durchgeführt:
1. Die Schlitten 28 und 48 werden in ihre entsprechenden Ausgangspositionen verschoben.
2. Die Werkzeugsatz-X-Versetzung eines Werkzeuges wird dadurch gemessen, dass das Werkzeug in einen Werkzeughalter einer außerhalb der Maschine angeordneten Werkzeug-Bezugsvorrichtung (nicht dargestellt) eingesetzt wird. Das Werkzeug (z. B. 54) wird dann in einem vorgegebenen Behälter in der Stirnplatte des Drehkreuzes 52 befestigt und die gemessene Werkzeugsatz-X-Versersetzung wird in den Rechner 212 eingeführt, der diese Zahlen in eine Werkzeug-Versetzungs-Datentabelle einführt, die auf dem Behälter angebracht werden kann.
3. Das Werkzeug wird anschließend auf dem Schlitten 48 in eine Position von X = 5.000 (d. h. bei der das Ende des Werkzeuges 5 mm von der Achse 34 entfernt ist) verschoben und das Werkzeug nimmt dann eine Position ein, in der es den Durchmesser von 10 mm dreht, da der Rechner 212 die Werkzeugsatz-X-Versetzung in die Positions-Koordinaten des Werkzeuges durchgeführt hat.
4. Während des anfänglichen Drehens wird die Index-X-Werkzeug-Versetzung auf Null gebracht.
5. Nachdem das Werkstück auf den Durchmesser von 10 mm gedreht und fertig gestellt worden ist, wird es in die Mess-Station übertragen.
Die Genauigkeit des fertig gestellten Bauteils wird durch die akkumulierten Fehler in der Position der Schneidstelle in der X-Achse, dem festgelegten Werkzeugsatz-X-Offset- Wert und Fehlern, die aufgrund der Nicht-Wiederholbarkeit der Positionen des Gehäuses in das Drehkreuz 52, sowohl in bezug auf die Stirnplatte des Drehkreuzes als auch die Bezugsstellen der Schlitten 28 und 48 eingeführt werden, begrenzt. Die Mess-X-Werkzeug-Versetzung wird jedoch an der Mess-Station berechnet und in den Rechner 212 zurückgeführt, der dann den Mess-X-Werkzeug-Versetzungswert benutzt, um die Werkzeug-Position für nachfolgende Werkstücke zu revidieren.
Bevor solche Werkstücke hergestellt werden, berechnet die Maschine auch einen Wert der Index-X-Werkzeug-Versetzung dadurch, dass der Schlitten 70 verschoben wird, bis die Sensoren 96 und 98, die in Verbindung mit den Skalen 86 und 88 arbeiten, anzeigen, dass das Werkzeug an der X-Achsen-Schneidstelle angekommen ist und dann diese Messung mit der Positions-Messung verglichen wird, die durch die Bestimmungsvorrichtung 202 gegeben ist. Diese Daten werden dann verwendet, um die Werkzeug-Position zu revidieren, um wiederum eine Korrektur auf Nicht- Wiederholbarkeit des Werkzeug-Index vorzunehmen.
Sollten alle anderen Funktionen auf der Maschine unverändert bleiben und der berechnete Wert der Versetzungen korrekt sein, wird der zweite Teil theoretisch exakt auf Maß gedreht.
Nachfolgende Teile können in gleicher Weise hergestellt werden, wobei die Mess-X- Werkzeug-Versetzung in diesen Fällen einem Glättungs-Algorithmus unterzogen wird, um den Korrekturvorgang zu stabilisieren.

Beispiel 2: Drehen einer Stirnfläche

Zum Drehen einer Stirnfläche mit einer Positions-Dimension relativ zu einem vorbearbeiteten Merkmal muß die Position des Merkmals relativ zur Vorderseite der Backen des Spannkopfes 30 zunächst festgestellt werden. In dem nachfolgenden Beispiel beträgt die Dimension 3 mm.
1. Die Schlitten 28 und 48 werden zunächst in ihre Ausgangspositionen verschoben, wie im vorausgehenden Beispiel.
2. Das Werkzeug wird dann in eine außerhalb der Maschine gelegene Werkzeug- Bezugs-Spannvorrichtung gebracht, so dass die Werkzeugsatz-Z-Versetzung gemessen werden kann. Das Werkzeug und seine Halterung werden dann in einem vorgegebenen Behältnis im Drehkreuz 52 festgelegt und der Wert der Werkzeugsatz-Z- Versetzung wird in den Rechner eingegeben, der den Wert in einer Versetzungs- Datentabelle für diesen Behälter benutzt.
3. Der Schlitten 28 wird anschließend soweit verschoben, bis eine Position von Z = 13.000 erreicht ist. Dies führt dazu, dass das Werkzeug sich dann in einer Position befindet, in der die Stirnseite gedreht werden kann, da das Steuergerät die Werkzeugsatz-X-Versetzung in die eigentliche Z-Position des Werkzeugs relativ zum Werkstück aufgenommen hat. Wenn eine gültige Spannfutter Z-Bezugsversetzung im Speicher des Rechners 212 vorhanden ist, wird letztere auch diesen Wert verwenden, um die Z-Position des Werkzeugs zu modifizieren, wenn dieses sich an der Schneidfläche befindet.
4. Der Index-Z-Werkzeug-Versetzungswert wird dann auf Null während des Drehens der ersten Fläche eingestellt.
5. Das durch den Vorgang erzeugte Teil wird dann auf die Mess-Station übertragen und kann anschließend von Hand vermessen werden.
Die Genauigkeit, mit der das Teil hergestellt wird, wird durch die angesammelten Fehler in der Position der Z-Achsen-Schneidstelle, den Werkzeugsatz-Z-Versetzungswert und den berechneten Spannfutter-Z-Bezug dieser Versetzung und die aus der Nicht-Wiederholbarkeit in den Stellen der Werkzeughalter-Behälter (und dem Drehkreuz 52) eingeführten Fehler begrenzt.
Es wird festgestellt, dass für aufeinanderfolgende Teile die Position der Schnittfläche verschoben werden muss, wobei die Spannkopf-Z-Bezugs-Versetzung oder die Mess-Z- Werkzeug-Versetzung von Hand eingestellt werden kann, indem entsprechende Befehle in den Rechner 212 eingegeben werden.
Um ein zweites Teil zu drehen, werden bei der Maschine automatisch neue Versetzungen verwendet, um die Werkzeug-Position zu revidieren. Die Maschine wird auch den Wert entnehmen, der gerade in der Index-Z-Werkzeug-Versetzung gefunden wird (der in ähnlicher Weise wie die Index-X-Werkzeug-Versetzung berechnet wird) und wird die Werkzeug-Position erneut revidieren, um eine Nicht-Wiederholbarkeit des Werkzeug-Index für nachfolgende Teile zu korrigieren.
Für den Fall, dass alle anderen Funktionen an der Maschine unverändert bleiben und der Wert der Versetzungen korrekt berechnet wird, werden der zweite und die nachfolgenden Teile theoretisch exakt auf Maß gedreht.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der linearen Bewegung eines ersten Schlittens relativ zu einem zweiten Schlitten in einer Werkzeugmaschine, wobei der zweite Schlitten rechtwinklig zu der linearen Bewegung des ersten Schlittens bewegbar ist und wobei jeder Schlitten eine entsprechende Vorrichtung in Form eines Werkstücks und eines Werkzeugs (54-68) zur Bearbeitung des Werkstückes aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweiachsen-Skala (86, 88) mit einem Schlitten (28) so verbunden ist, dass sie sich mit ihm bewegt, dass ein erster Lesekopf (96), der mit der Skala zusammenwirkt, mit dem anderen Schlitten (48) so befestigt ist, dass er sich mit diesem bewegt, dass der Lesekopf (96) in im wesentlichen der gleichen Ebene wie die Zweiachsen-Skala angeordnet ist, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst, dass Positionsdaten aus dem Lesekopf und der Skala für den ersten Schlitten gewonnen werden, eine Kraft auf wenigstens einen der beiden Schlitten zur Erzielung einer Bewegung des Schlittens relativ zur Maschine ausgeübt wird, und ein Wert für die lineare Verschiebung des ersten Schlittens relativ zu dem zweiten Schlitten durch Bestimmen der Differenz zwischen den Positionsdaten zu Beginn und am Ende der Schlittenbewegung gewonnen wird, dass ein zweiter Lesekopf (98) mit einem der beiden Schlitten an einer Steife getrennt von der Befestigungsstelle des ersten Lesekopfes (96), gemessen parallel zur Achse der Bewegung des anderen Schlittens, befestigt ist, wobei der zweite Lesekopf (98) mit der Zweiachsen-Skala (86, 88), die mit dem anderen Schlitten befestigt ist, zusammenwirkt, und dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst, dass zweite Positionsdaten, die sich auf den ersten Schlitten beziehen, aus dem zweiten Lesekopf gewonnen werden und ein Fehlerwert aus einem Unterschied zwischen den Verschiebungswerten berechnet wird, die von den Positionsdaten aus den beiden getrennten Leseköpfen gewonnen werden, und der lineare Verschiebungwert, der aus dem ersten Lesekopf erhalten wird, durch Verwenden des berechneten Fehlerwertes korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beide Leseköpfe mit dem gleichen Schlitten befestigt sind, wobei beide Köpfe mit einer einzigen Zweiachsen-Skala, die mit dem anderen Schlitten verbunden ist, zusammenwirken.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Schlitten in Schritten bewegt wird und der Positionswert am Ende eines jeden Schrittes so eingestellt wird, dass eine exakte Positionierung eines Schlittens erzielt werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verfahren den Schritt des Einstellens der Position des Werkstück- oder Werkzeug-Schlittens oder beider umfasst, um eine Differenz in den Positionsdaten zu kompensieren, die aus den Leseköpfen aufgrund einer unerwünschten Bewegung eines Schlittens relativ zur Maschine und/oder des anderen Schlittens erhalten werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Differenz durch Einstellen des Antriebes auf den Werkstück-Schlitten oder den Werkzeug-Schlitten oder beider überwacht und kompensiert wird, so dass eine Neueinstellung des einen oder des anderen oder beider auf die Position erfolgt, die er oder sie eingenommen hätten, wenn die Bewegung ungestört verlaufen wäre, damit jede störende Beeinflussung kompensiert wird und der Eingriffspunkt des Werkzeuges und des Werkstückes unabhängig von einer Störung zwischen den Werkstück- und Werkzeug- Schlittenachsen aufrecht erhalten wird.

6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem eine viskose Dämpfung den Schlittenbewegungen aufgegeben wird.

7. Werkzeugmaschine mit einem beweglichen Werkstück-Schlitten (28) zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes (32) und einem Werkzeug- Schlitten (48) zur Aufnahme eines Material von dem Werkstück abnehmenden Werkzeuges (54-68), wobei die beiden Schlitten in rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen beweglich sind, gekennzeichnet durch eine Zweiachsen- Skala (86, 88), die auf einem der Schlitten so befestigt ist, dass sie sich mit ihm bewegt, einen ersten Lesekopf (96), der in der Lage ist, mit der mit dem anderen Schlitten befestigten Skala zusammen zu wirken, wobei der erste Lesekopf in im wesentlichen der gleichen Ebene wie die Zweiachsen-Skala angeordnet ist, eine Signalverarbeitungsvorrichtung (212) zum Empfangen von Signalen aus dem ersten Lesekopf, die die Position und/oder Bewegung eines Schlittens relativ zum anderen anzeigt, und zum Erzeugen von Positionsdaten über einen oder beide Schlitten zur Unterstützung der Steuerung der Bewegung des einen oder beider Schlitten zur Erzielung eines Bearbeitungsvorganges, und einen zweiten Lesekopf (98), der ebenfalls in der Lage ist, mit einer Zweiachsen-Skala zusammen zu wirken und der auf dem gleichen Schlitten wie der erste Lesekopf (96), jedoch in einer unterschiedlichen Position zu der, in der der Kopf befestigt ist, festgelegt ist, wobei die Signalverarbeitungsvorrichtung (212) für Signale aus beiden Leseköpfen (96, 98) aufnahmefähig ist und ein erstes Ausgangssignal, das die lineare Bewegung eines Schlittens relativ zu dem anderen anzeigt, sowie ein zweites Ausgangssignal liefert, das eine Differenz zwischen den Positionssignalen anzeigt, die aus den beiden Leseköpfen gewonnen werden.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, bei dem der Lesekopf mit der Unterseite des Werkzeug-Schlittens nahe der Bearbeitungsstelle verbunden ist und die Skala in ähnlicher Weise mit dem Werkstück-Schlitten befestigt ist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, bei der die Skalenvorrichtung zwei getrennte Zweiachsen-Skalen (86, 88), und zwar eine für jeden entsprechenden Kopf, aufweist, die im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, bei der die beiden Skalen mit einem Schlitten befestigt und nahe der Eingriffsstelle zwischen Werkzeug und Werkstück angeordnet sind, und bei der die beiden Leseköpfe mit den beiden Skalen zusammenwirkend von dem anderen der beiden Schlitten aufgenommen sind.

11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7-10, bei der die Werkzeugmaschine eine Rückkopplungsvorrichtung zur Einstellung der Position eines Werkstück- oder Werkzeug-Schlittens aufweist, um ein Fehlersignal zu berücksichtigen, das aus einer Signalverarbeitungsvorrichtung erhalten wird, die Positionsdaten aus den beiden Leseköpfen aufnehmen kann.

12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7-11, bei der die Werkzeugmaschine eine viskose Dämpfungsvorrichtung aufweist, die eine erste, an den Werkzeug-Schlitten angepasste und eine zweite, an den Werkstück-Schlitten angepasste Platte aufweist, wobei die beiden Platten in unmittelbarer Nähe des Skalensystems angeordnet sind, sowie eine Vorrichtung zum Aufbringen einer viskosen Dämpfung auf die Platten besitzt.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, bei der die Vorrichtung zum Aufbringen einer viskosen Dämpfung auf jede Platte ein entsprechendes getrenntes viskoses Dämpfungsmedium aufweist, wobei jedes der Medien auf Feinabstimmung einstellbar ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, bei der die Anwendung der Dämpfung auf die beiden Platten mit Hilfe eines einzigen viskosen Dämpfungsmediums erzielt wird, in die die Platten eingreifen.

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, bei der eine der Platten über der anderen Platte liegt und ein viskoses Fluid zwischen die beiden Platten eingeführt wird, um die Dämpfung zu erreichen.

16. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7-15, bei der die Schlitten sich in Richtung der Längsachsen bewegen, die durch entsprechende Führungsbahnen definiert sind, welche auf orthogonalen vertikalen Flächen eines Maschinenrahmens befestigt sind, damit der Abstand zwischen den beiden Führungsbahnen verringert wird.

17. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 9-11, bei der eine Zweiachsen- Skala in unmittelbarer Nähe des Werkstück-Schlittens und die andere Zweiachsen- Skala ebenfalls mit dem Werkstück-Schlitten, jedoch beabstandet davon, in einem Abstand ähnlich dem zwischen der erstgenannten Skala und dem Werkstück, gemessen längs der Werkstückachse, befestigt ist.

18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17, bei der die erste Skala sich horizontal im wesentlichen mit dem Werkzeug und der Werkzeugbefestigung ausgerichtet erstreckt, während die zweite genannte Skala sich in horizontaler Richtung im wesentlichen ausgerichtet mit dem Werkstück und seinem Support erstreckt, derart, dass Parallaxen-Fehler, wie z. B. zwischen dem Werkstück und der ersten Skala und zwischen dem Werkstück und der zweiten Skala, reduziert werden können.