Patent DE-102020005171-B4 (DE)
Title: Hochpräzisions-Werkzeugmaschine, Verfahren zur Erzeugung einer glatten Oberfläche mit der Hochpräzisions-Werkzeugmaschine sowie Computerprogrammprodukt hierfür
Inventor: GROEB MARVIN
IPC: B23C3/00
Filed: 2020-08-24
Granted: 2022-11-24
Abstract: Hochpräzisions-Werkzeugmaschine (100)
 - mit einer Werkstückaufnahme (135) zur Aufnahme eines eine zu bearbeitende Oberfläche (139) aufweisenden Werkstückes (137), welche Werkstückaufnahme (135) mit einem ersten, eine erste virtuelle Ebene (E1) aufweisende Maschinenbauteil (5) wirkverbunden ist;
 - mit einer Werkzeugaufnahme (125) zur Aufnahme eines an einem Schaft (127-6) befindlichen Schneidmittels (127-2), welche Werkzeugaufnahme (125) mit einem zweiten, eine erste virtuelle Ebene (E2) aufweisenden Maschinenbauteil (10) wirkverbunden ist, welche virtuelle Ebene (E2) der Werkzeugaufnahme (127) parallel zu der ersten virtuellen Ebene (E1) des ersten Maschinenbauteils (5) angeordnet ist;
 - mit mindestens einem linearen, ein nicht gasförmiges Fluid aufweisenden Antriebs- und Führungslager (1, 1', 1"), das eingerichtet ist, eine relative Bewegung der beiden Maschinenbauteile (5, 10) zu erlauben; und
 - mit einem Steuerungsmittel (150), das eingerichtet ist, ein spanendes Verfahren zur Erzeugung einer glatten Oberfläche (139) eines Werkstückes (137) durchzuführen, welches Verfahren die Schritte umfasst:
 1.1 Bereitstellen der Hochpräzisions-Werkzeugmaschine (100) mit der Werkstückaufnahme (135) und der Werkzeugaufnahme (125), welche eingerichtet sind, relativ zueinander bewegt zu werden;
 1.2 Aufnehmen des die zu bearbeitende Oberfläche (139) aufweisenden Werkstückes (137) in der Werkstückaufnahme (135); 
 1.3 Aufnehmen eines Werkzeuges (127) in der Werkzeugaufnahme (125), wobei das Werkzeug (127) das an dem Schaft (127-6) befindliche Schneidmittel (127-2) aufweist;
 1.4 Anlegen des Schneidmittels (127-2) an der zu bearbeitenden Oberfläche (139); und
 1.5 Ausführen einer spanabhebenden Relativbewegung von Schneidmittel (127-2) und Oberfläche (139) solange, bis die Oberfläche (139) einen Mittenrauwert Ra aufweist, der größer als oder gleich 1 nm sowie kleiner als oder gleich 50 nm ist;
 - wobei das mindestens eine lineare Antriebs- und Führungslager (1, 1', 1") aufweist:
 - mindestens einen Linearmotor (27), der mindestens einen an einem der Maschinenbauteile (5) angeordneten Magneten (15) und mindestens eine an dem anderen Maschinenbauteil (10) angeordnete, mit dem mindestens einen Magneten (15) wirkverbundene Spule (25) aufweist, wobei der mindestens eine Magnet (15) und die mindestens eine Spule (25) eingerichtet sind, eine gegenseitige Anziehungskraft und eine mindestens zeitweise relative Bewegung zueinander auszuüben;
 - mindestens ein an einem der beiden Maschinenbauteile (10) angeordnetes, mit dem anderen Maschinenbauteil (5) wirkverbundenes, ein nicht gasförmiges Fluid aufweisendes hydrostatisches Fluidlager (30-1, 30-3), wobei das hydrostatische Fluidlager (30-1, 30-3) eine der Anziehungskraft entgegengerichtete Abstoßungskraft ausübt; und
 - einen zwischen den beiden Maschinenbauteilen (5, 10) ausgebildeten ersten Lagerspalt (H1), dessen Höhe größer als 0 µm und kleiner als oder gleich 100 µm, bevorzugt kleiner als oder gleich 50 µm, besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 10 µm ist;
 - mit einem von dem zweiten Maschinenbauteil (10) abragenden ersten Abschnitt (60-1) und zweiten Abschnitt (60-3), die jeweils in einer zu der ersten virtuellen Ebene (E1, E2) orthogonalen Ebene (E3) in Richtung des ersten Maschinenbauteils (5) unter Ausbildung eines zweiten Lagerspaltes (H2) voneinander beabstandet sind, wobei
 - sich an dem ersten Abschnitt (60-1) ein als hydrostatisches Lager ausgebildetes Fluidlagermittel (65) befindet, das eingerichtet ist, mit dem ihm gegenüberliegenden, durch den Lagerspalt (H2) beabstandeten ersten Maschinenbauteil (5) zusammenzuwirken, um eine zwischen dem ersten Abschnitt (60-1) und dem ersten Maschinenbauteil (5) abstoßende mechanische Kraft zu erzeugen, und
 - sich an dem zweiten Abschnitt (60-3) ein Magnetlagermittel (75) befindet, das gegenüber dem ersten Maschinenbauteil (5) einer Abstoßungskraft unterliegt und eingerichtet ist, einen zweiten Lagerspalt (H2) zwischen dem ersten Maschinenbauteil (5) und dem zweiten Abschnitt (60-3) zu erzeugen; sowie
 - mit einem Temperaturmessmittel (80-3), das eingerichtet ist, eine Temperatur in dem linearen Antriebs- und Führungslager (1, 1', 1") 1 zu messen, und
 - mit mindestens einem Temperierungsmittel (80), das eingerichtet ist, ausgehend von der gemessenen Temperatur mindestens einen Teil der Hochpräzisions-Werkzeugmaschine (100) zu temperieren, um seine temperaturbedingte Verformung auf ein erlaubtes Maß zu reduzieren oder zu kompensieren.