Thermal stability in machine tools

• Main Author: Hedderich, Johannes
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Industriell produktion 2016
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-185117

Reliable and stable processes allowing precision manufacturing are a core demand in today’s production. To achieve stable processes several influences on machine tools have to be controlled. Beside the other factors, thermal influences are among the most important factors infecting the production system.In this work two problems that are caused by thermal deviations are considered: Firstly the positioning error of machine tools, and secondly possible changes in the elastic behaviour of a machine tool due to changes in stiffness.Positioning problems due to thermal changes are widely examined in research and the focus in this thesis is laid to a machine tool control program, developed and used by “Company A”, which will be explained and evaluated. This program is used both to evaluate new machine tools but also machine tools used in daily production. Also the standard method of Company A to compensate for thermal deviations in production is shortly evaluated.The connection between thermal deviations and changes in stiffness of a machine tool is a fairly new field in research. In this work tests were done using the Loaded Double Ball Bar (LDBB), a tool to measure the elastic behaviour of machine tools during movement. The changes observed in the machine tool are documented over time and different thermal states. A couple of machine tools of the same type but with different specifications are compared and differences and similarities are highlighted and evaluated. === Dagens produktion, som är sträver mot allt snävre toleranser och bättre precision kräver stabila och pålitliga processer. Flera faktorer som påverkar verktygsmaskiner måste kontrolleras för att nå en stabil process. Bredvid andra fakrorer har termiska förändringar en väldigt stor påverkan på produktions systemet.Det här arbetet undersökte två olika problem som framkallas av förändringen av termiska tillståndet, positionerings fel i verktygsmaskiner samt möjliga ändringar i maskinens styvhet.Termisk påverkan på positionerings felet av verktygsmaskiner är ett ämne som underöks av många forskare. Det här arbetet fokusserades därför på att undersöka ett program för att testa och kontrollera förändringar i verktygsmaskiner, framtagen av ett företag som kallas för ”Company A”. Själva programmet undersöktes och värderades. Programmet används av företaget både för att värdera nya maskina samt maskiner som används i daglig produktion. Dessutom undersöktes metoden av ”Company A” som används för termisk kompensering i daglig produktion.Sammanhanget mellan termiska förändringar och styvhet av en verktygsmaskin är ett någorlunda nytt forskningsämne. I det här arbetet utfördes tester med en Loaded Double Ball Bar (LDBB), ett verktyg som mätar elastiska egenskaper av en maskin under rörelse. Skillnader i maskinen som dokumenterades sattes i relation till tid och termiska förändringar. Några stycken maskiner av samma typ men med olika konfigurationer jämfördes och skillnader som likheter analyserades.