DE102020204232B4 - Werkzeugmaschine mit hochgenauer Bearbeitungsmöglichkeit und Verfahren zum Betreiben - Google Patents

Werkzeugmaschine mit hochgenauer Bearbeitungsmöglichkeit und Verfahren zum Betreiben Download PDF

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Abstract

Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung eines Werkstücks, umfassend:- eine Hauptspindel (2) mit einer angetriebenen Welle (20),- einen Werkzeughalter (3), welcher in die Welle (20) einspannbar ist,- ein Bearbeitungswerkzeug (4), welches am Werkzeughalter (3) angeordnet ist,- einen Abstandssensor (5) zur Bestimmung eines Abstandes (L) der Welle (20) der Hauptspindel (2) zu einem Bezugspunkt, und- eine Steuereinheit (10), welche eingerichtet ist, eine Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks basierend auf einer Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und einer Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) auszuführen,- wobei die Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) basierend auf dem mit dem Abstandssensor (5) bestimmten Abstand (L) bestimmt wird, und- wobei die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf einer Drehzahl der Welle (20) bestimmt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mit hochgenauer Bearbeitungsmöglichkeit, bei der thermisch und/oder drehzahlbedingte Längungen von Bauteilen der Werkzeugmaschine erfasst werden können und bei der Bearbeitungssteuerung berücksichtigt werden. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine.
  • Werkzeugmaschinen für die spanende Bearbeitung sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Für eine Fräs- oder Schleifbearbeitung wird üblicherweise ein Bearbeitungswerkzeug an einer Hauptspindel gespannt. In der Regel wird dazu das Bearbeitungswerkzeug in einem Werkzeughalter befestigt. Der Werkzeughalter mit Bearbeitungswerkzeug wird über eine standardisierte Schnittstelle, z.B. Hohlschaftkegel oder Steilkegel, an der Welle der Hauptspindel gespannt. Die Hauptspindel treibt die Welle mit daran gespanntem Werkzeughalter und Bearbeitungswerkzeug für die mechanische Bearbeitung eines Werkstücks in der Werkzeugmaschine an und versetzt diese in Rotation. Die Welle ist in der Hauptspindel mit Hilfe von Kugellagern gelagert. Es sind aber auch andere Formen der Lagerung, z.B. hydrostatisch oder aerostatisch bekannt.
  • Vor Beginn der Bearbeitung mit einem neu gespannten Werkzeughalter mit Bearbeitungswerkzeug wird üblicherweise eine Messung der Länge des Bearbeitungswerkzeuges an der Hauptspindel durchgeführt. Aus dem Stand der Technik bekannt ist dafür z.B. ein Messlaser. Nach dem Spannen des Werkzeughalters an der Welle der Hauptspindel beschleunigt die Hauptspindel die Welle mit Werkzeughalter und Bearbeitungswerkzeug auf Solldrehzahl und anschließend wird das rotierende Bearbeitungswerkzeug in den Messlaser gefahren, um die tatsächliche Länge zu ermitteln. Im Anschluss beginnt dann die Bearbeitung des Werkstücks.
  • Insbesondere wenn eine Bearbeitung bei hohen Drehzahlen erfolgen soll, erwärmt sich die Welle der Hauptspindel über einen Zeitraum von mehreren Minuten. Das hat zur Folge, dass sich die Welle in Längsrichtung thermisch ausdehnt und es zu einer Verlagerung des rotierenden Werkzeughalters mit daran gespanntem Bearbeitungswerkzeug in Längsrichtung kommt. Außerdem kommt es zu einer drehzahl- und thermisch bedingten Verlagerung der Welle in axialer Richtung bezüglich der Lagerstellen der Welle. Das führt zu unerwünschten Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung, da der Vorgang sich über einen längeren Zeitraum nach der Messung im Messlaser erstreckt. Außerdem gelangt die Wärme aus der Welle der Hauptspindel über die Spannstelle in den Werkzeughalter, so dass sich dieser ebenfalls erwärmt und ebenfalls thermisch längt. Das führt zu einer zusätzlichen Verlagerung des Bearbeitungswerkzeuges und damit weiteren Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung. Da dieser Vorgang mehrere Minuten dauert und die Messung der Länge des Bearbeitungswerkzeuges direkt nach dem Spannen des Werkzeughalters an der Welle der Hauptspindel erfolgt, findet die thermisch und drehzahlbedingte Verlagerung des Bearbeitungswerkzeuges während der Bearbeitung des Werkstücks statt und führt zu Ungenauigkeiten.
  • In der Praxis werden bei hochgenauen Bearbeitungen daher nach jedem Wechsel eines Bearbeitungswerkzeugs zunächst Warmlaufzeiten abgewartet, bis sich Hauptspindel, Werkzeughalter und Bearbeitungswerkzeug in einem thermischen Gleichgewicht befinden. Erst dann erfolgt die Messung der Länge im Messlaser und erst danach beginnt die Bearbeitung. Die Wartezeit bis zum Erreichen eines solchen thermischen Gleichgewichts kann mehrere Minuten dauern und ist daher unerwünscht, insbesondere wenn die Bearbeitungszeit mit dem jeweiligen Bearbeitungswerkzeug nur kurz ist. Aus der DE 10 2015 105 055 A1 ist eine thermische Verschiebungskorrekturvorrichtung für eine Werkzeugmaschine bekannt, welche eine thermische Verschiebung einer Spindeleinheit mittels eines zweidimensionalen Modells korrigiert.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, bei denen eine hochgenaue Bearbeitung von Werkstücken ohne Abwarten von vorhergehenden Warmlaufzeiten möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Unteransprüche zeigen jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass für eine hochgenaue Bearbeitung von Werkstücken keine Warmlaufzeiten abgewartet werden müssen, sondern eine Bearbeitung eines Werkstücks sofort nach einem Start der Werkzeugmaschine oder einem Werkzeugwechsel möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass thermische und drehzahlbedingte Verlagerungen einer angetriebenen Welle einer Hauptspindel und eines Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug kompensiert werden können und in einer Steuereinheit, welche eingerichtet ist, eine Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks vorzugeben, berücksichtigt werden. Hierbei umfasst die Werkzeugmaschine eine Hauptspindel mit einer angetriebenen Welle und einen Werkzeughalter, welcher in die Welle einspannbar ist und in welchem ein Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist. Ferner ist ein Abstandssensor zur Bestimmung eines Abstandes der Welle der Hauptspindel zu einem Bezugspunkt vorgesehen. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks, basierend auf einer Längung und Verlagerung der Welle und einer Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug auszuführen. Dabei wird die Längung und Verlagerung der Welle basierend auf dem mit dem Abstandssensor bestimmten Abstand bestimmt und die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug wird, basierend auf einer Drehzahl der Welle, bestimmt. Somit kann basierend auf den beiden Eingangsgrößen der Drehzahl der Welle und dem mit dem Abstandssensor bestimmten Abstand durch die Steuereinheit eine Kompensation der Werkzeugbahn des Bearbeitungswerkzeugs während einer Bearbeitung eines Werkstücks erfolgen. Vorzugsweise werden die Werte für die Drehzahl und den Abstand kontinuierlich erfasst und zur Steuereinheit zugeführt, so dass kontinuierlich eine Anpassung der Werkzeugbahn des Bearbeitungswerkzeugs möglich ist. Der Abstandssensor ist vorzugsweise ein hochgenauer Abstandssensor und insbesondere ein Abstandssensor für eine berührungslose Messung, z.B. ein Wirbelstromsensor.
  • Die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug wird basierend auf der Drehzahl der Welle bestimmt, weil die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug durch Temperaturveränderung der Welle der Hauptspindel verursacht wird, die wiederum drehzahlabhängig aufgrund von Reibung in einem Lager und/oder einem Temperaturanstieg eines häufig nahe der Welle für deren Antrieb angeordneten Spindelmotors entsteht. Diese drehzahlabhängige Temperaturerhöhung der Welle der Hauptspindel führt dazu, dass sich auch der an der Welle der Hauptspindel gespannte Werkzeughalter aufgrund von Wärmeleitung erwärmt und in axialer Richtung ausdehnt. Somit kann eine Verlagerung des Bearbeitungswerkzeugs durch Addition
    1. a) der basierend auf der drehzahlabhängigen thermischen Belastung und der Längung sowie der Verlagerung der Welle, basierend auf dem mit dem Abstandssensor bestimmten Abstand, erfasst und berücksichtigt werden und
    2. b) der drehzahlabhängigen Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der Drehzahl der Welle erfasst und berücksichtigt werden.
  • Durch die Erfassung der Drehzahl der Welle der Hauptspindel kann ferner auch berücksichtigt werden, dass die Rotation der Welle mit dem Werkzeughalter und dem daran gehaltenen Bearbeitungswerkzeug zu einer Kühlung des sich durch Wärmeleitung aus der Welle der Hauptspindel erwärmten Werkzeughalters durch Konvektion führt. Mit steigender Drehzahl steigt die Kühlleistung durch Konvektion. Daher kann insbesondere bei einer bevorzugten zyklischen Ermittlung der Längung und Verlagerung der Welle und der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug die hochgenaue Bearbeitung des Werkstücks sichergestellt werden.
  • Der Abstandssensor ist vorzugsweise in der Hauptspindel in der Nähe der Schnittstelle zur Spannung des Werkzeughalters oder außerhalb der Hauptspindel mittels eines separaten Halters angeordnet.
  • Weiter bevorzugt ist die zu messende Fläche an der Welle der Hauptspindel, welche zur Bestimmung des Abstandes mit dem Abstandssensor verwendet wird, rechtwinklig zu einer Mittelachse X-X der Welle der Hauptspindel. Es ist aber auch möglich, z.B. an schrägen Flächen zu messen und eine axiale Verlagerung der Welle entsprechend zu berechnen.
  • Besonders bevorzugt ist der Abstandssensor derart angeordnet, dass eine Messung des Abstandes möglichst an einem Ende der Welle nahe an der Spannstelle für den Werkzeughalter durchgeführt wird, um die Verlagerung der Schnittstelle zwischen Welle der Hauptspindel und Werkzeughalter möglichst genau zu erfassen.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Werkzeugmaschine eine Messeinrichtung, insbesondere einen Messlaser, welche eine Länge des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug vor einem Beginn der Bearbeitung bestimmt. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Längung und Verlagerung der Welle und die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug, ausgehend von dem mit der Messeinrichtung gemessenen Wert als Bezugspunkt zu bestimmen. Der durch die Messeinrichtung erfasste Wert ist somit der Nullpunkt für die Bestimmung der Längung und Verlagerung von Welle und Werkzeughalter mit Bearbeitungswerkzeug.
  • Eine noch genauere Erfassung einer Längung und Verlagerung der Welle der Hauptspindel und des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug wird erreicht, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, basierend auf Abstandswerten des Abstandssensors und der Drehzahl der Welle eine Temperatur der Welle an einer Spannstelle des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug in der Hauptspindel zu bestimmen. Daraus und aus der Drehzahl der Welle wird dann die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Temperatur der Welle an der Spannschnittstelle des Werkzeughalters und daraus die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug auch basierend auf einem Drehzahlverlauf der Welle über die Zeit und/oder einem Verlauf der Abstandswerte, die mit dem Abstandssensor über die Zeit erfasst werden, bestimmt werden.
  • Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, die Längung des Werkzeugshalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf einer ersten Temperatur zu bestimmen, welche der Werkzeughalter vor einem Beginn der Bearbeitung aufweist. Durch Erfassung der ersten Temperatur des Werkzeughalters vor Beginn der Bearbeitung kann die Genauigkeit bei der Kompensation der Werkzeugbahn weiter verbessert werden.
  • Vorzugsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die erste Temperatur des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug vor Beginn der Bearbeitung aus einer Lagerzeit des Werkzeughalters im Werkzeugwechsler seit dem letzten Spannen an der Welle der Hauptspindel zu bestimmen. Dadurch können auf einfache Weise unterschiedliche Temperaturen der Werkzeughalter im Werkzeugwechsler erfasst werden. Weiter bevorzugt oder zusätzlich ist ein erster Temperatursensor vorgesehen, welcher die erste Temperatur des Werkzeughalters vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der ersten Temperatur vor Beginn der Bearbeitung zu bestimmen. Die erste Temperatur kann dabei direkt am Werkzeughalter berührungslos oder mit einem berührenden Taster oder dgl. erfasst werden.
  • Hierzu ist vorzugsweise der Temperatursensor im Werkzeugwechsler angeordnet. Berührungslos kann die Temperatur beispielsweise mittels eines Infrarotsensors erfasst werden. Hierbei ist es auch möglich, dass die Temperatur des Werkzeughalters bevorzugt direkt nach dem Spannen des Werkzeughalters an der Hauptspindel gemessen wird, so dass gegebenenfalls auf einen Temperatursensor im Werkzeugwechsler verzichtet werden kann.
  • Weiter alternativ ist der erste Temperatursensor unterhalb der Hauptspindel benachbart zur Spannstelle des Werkzeughalters in der Welle angeordnet.
  • Bevorzugt ist der erste Temperatursensor mittels einer Verfahreinheit verfahrbar, um die erste Temperatur in der Nähe der Spannstelle des Werkzeughalters in der Hauptspindel im gespannten Zustand zu messen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Werkzeugmaschine ferner einen zweiten Temperatursensor, welcher eine zweite Temperatur der Welle bestimmt. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der erfassten zweiten Temperatur und/oder auf einem Verlauf der erfassten zweiten Temperatur über die Zeit zu bestimmen. Dadurch ist eine genaue Temperaturerfassung der Welle möglich, wobei die ansteigende Temperatur der Welle über Wärmeleitung auch auf den Werkzeughalter übertragen wird und entsprechend eine Längung in Axialrichtung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug auftritt.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Werkzeugmaschine einen dritten Temperatursensor, welcher an einem Lager der Welle angeordnet ist. Der dritte Temperatursensor bestimmt eine dritte Temperatur des Lagers, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, basierend auf der dritten Temperatur des Lagers und/oder einem Verlauf der dritten Temperatur des Lagers über die Zeit eine Temperatur der Welle zu bestimmen und daraus die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug zu bestimmen. Somit kann zusätzlich als weitere Eingangsgröße die Lagertemperatur erfasst werden, aus welcher auf die Temperatur der Welle geschlossen werden kann, welche wiederum eine Bestimmung der axialen Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug ermöglicht.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Werkzeugmaschine einen vierten Temperatursensor, welcher eine vierte Temperatur eines Arbeitsraums der Werkzeugmaschine erfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der vierten Temperatur des Arbeitsraumes und/oder einem Verlauf der vierten Temperatur des Arbeitsraums über die Zeit zu bestimmen. Durch die Erfassung der Arbeitsraumtemperatur ist es möglich, eine noch genauere Kompensation der Werkzeugbahn zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn beispielsweise der Werkzeugwechsler mit relativ großem Abstand vom Arbeitsraum angeordnet ist oder gegebenenfalls in einem separaten Schrank oder dgl. Außerhalb des Arbeitsraumes angeordnet ist, in welchem eine andere Temperatur als im Arbeitsraum herrscht.
  • Eine weitere genauere Kompensation der Werkzeugbahn ist möglich, wenn die Steuereinheit der Werkzeugmaschine eingerichtet ist, basierend auf einer Geometrie des Werkzeughalters und/oder basierend auf einer Geometrie des Bearbeitungswerkzeugs die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug zu bestimmen. Grundsätzlich ist während eines thermisch eingeschwungenen Zustands bei einer Bearbeitung die Temperatur des Werkzeughalters an der Spannstelle an der Welle der Hauptspindel am höchsten. Mit zunehmendem Abstand von der Spannstelle nimmt die Temperatur des Werkzeughalters aufgrund von rotationsbedingter Konvektionskühlung ab. Dieser Effekt ist für unterschiedliche Geometrien von Werkzeughaltern auch unterschiedlich, so dass durch die zusätzliche Eingangsgröße der Geometrie des Werkzeughalters und/oder des Bearbeitungswerkzeugs die Bearbeitungsgenauigkeit weiter verbessert werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Werkzeugmaschine ferner einen fünften Temperatursensor, welcher eine fünfte Temperatur des Abstandssensors und/oder einen zeitlichen Verlauf der fünften Temperatur des Abstandssensors erfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Temperatur der Welle und daraus die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf dem fünften Temperatursensor des Abstandssensors zu bestimmen. Da der Abstandssensor sehr nah an der Welle der Hauptspindel angeordnet ist, kann eine genaue Temperatur der Welle der Hauptspindel erfasst werden und in der Steuereinheit verarbeitet werden.
  • Die Steuereinheit ist vorzugsweise als lernendes System ausgebildet, um insbesondere auch eine Bestimmung der Längung und Verlagerung der Welle und/oder der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug aus historischen Daten zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise weist die Steuereinheit einen Speicher auf, in welchem standardisierte Geometrien für Werkzeughalter und/oder Bearbeitungswerkzeuge hinterlegt sind. Ein Bediener der Werkzeugmaschine kann dann in der Steuereinheit einfach durch Auswahl der entsprechenden standardisierten Geometrie diese zusätzliche Eingangsgröße für die Bestimmung der Längung und Verlagerung der Welle und/oder der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug eingeben.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Das Verfahren passt dabei im Betrieb der Werkzeugmaschine eine Werkzeugbahn bei der Bearbeitung eines Werkstücks an, wobei eine Längung und Verlagerung der Welle und eine Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug berücksichtigt werden. Die Längung und Verlagerung der Welle wird basierend auf Abstandswerten des Abstandssensors bestimmt und die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug wird basierend auf einer Drehzahl der Welle bestimmt. Dadurch können die voranstehend erläuterten Vorteile betreffend die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine erhalten werden.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt, so dass
    eine erste Temperatur des Werkzeughalters vor Beginn der Bearbeitung aus einer Lagerzeit des Werkzeughalters im Werkzeugwechsler seit dem letzten Spannen an der Welle der Hauptspindel bestimmt wird und/oder
    mittels eines ersten Temperatursensors die erste Temperatur des Werkzeughalters vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt wird, und die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der ersten Temperatur des Werkzeughalters vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt wird und/oder
    eine zweite Temperatur der Welle mittels eines zweiten Temperatursensors bestimmt wird und die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der erfassten zweiten Temperatur und/oder einem Verlauf der zweiten Temperatur über die Zeit bestimmt wird, und/oder
    eine dritte Temperatur eines Lagers, in welchem die Welle gelagert ist, mittels eines dritten Temperatursensors bestimmt wird und die Temperatur der Welle und daraus die Längung Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug basierend auf der dritten Temperatur des Lagers und/oder einem Temperaturverlauf der dritten Temperatur des Lagers über die Zeit bestimmt wird und/oder
    basierend auf den Werten des Abstandssensors und der Drehzahl der Welle eine Temperatur der Welle bestimmt wird und basierend auf der derart bestimmten Temperatur der Welle und der Drehzahl die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wird und/oder
    basierend auf dem Verlauf der Abstandswerte des Abstandssensors über die Zeit eine Temperatur der Welle und daraus eine Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wird und/oder
    basierend auf einem Drehzahlverlauf der Welle über die Zeit eine Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wird, und/oder
    basierend auf einer vierten Temperatur eines Arbeitsraums der Werkzeugmaschine und/oder basierend auf einem Verlauf der vierten Temperatur des Arbeitsraums über die Zeit die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wird, und/oder
    basierend auf einer fünften Temperatur des Abstandsensors eine Temperatur der Welle und daraus die Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wird.
  • Bevorzugt werden beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Längung und Verlagerung der Welle und/oder der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug historische Daten vorhergehender Bearbeitungsvorgänge, in welchen die beiden Längungen und die Verlagerung der Welle und des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug bestimmt wurden, berücksichtigt.
  • Weiter bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich während einer Bearbeitung eines Werkstücks ausgeführt, um eine kontinuierliche Anpassung der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks zu ermöglichen. Auch ist es möglich, dass die Steuereinheit ein Anlernen in Zeiten, in denen die Werkzeugmaschine nicht für eine Bearbeitung genutzt wird, ausführt, um eine Bestimmung der Längung und Verlagerung der Welle und der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug kontinuierlich zu wiederholen und Werte für die Längung und Verlagerung zu verfeinern oder zu korrigieren. Dies ist insbesondere ein Vorteil, dass, wenn sich eine Lagerung der Hauptspindel über eine Lebensdauer der Werkzeugmaschine in ihrem Verhalten ändert, ein gelegentliches ergänzendes Anlernen der Steuereinheit und/oder einzelner verwendeter Parameter zur Bestimmung der Längung und Verlagerung der Welle und/oder der Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug ausgeführt wird.
  • Nachfolgend wir unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
    • 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Werkzeugwechslers der Werkzeugmaschine von 1 mit einem Temperatursensor in einer ersten Stellung,
    • 3 eine schematische, perspektivische Ansicht des Werkzeugwechslers von 2 mit dem Temperatursensor in einer zweiten Stellung,
    • 4 eine schematische vergleichende Darstellung der Längung und Verlagerung einer Welle und der Längung eines Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug der Werkzeugmaschine von 1,
    • 5 eine schematische Seitenansicht der Hauptspindel der Werkzeugmaschine von 1 während eines Messvorgangs in einer Messeinrichtung, und
    • 6 eine schematische Darstellung der Hauptspindel mit Werkzeughalter der Werkzeugmaschine von 1.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Werkzeugmaschine 1 zur Bearbeitung eines Werkstücks eine Hauptspindel 2 und einen Werkzeughalter 3, welcher in eine angetriebene Welle 20 (vgl. 6) der Hauptspindel 2 eingespannt ist. Der Werkzeughalter 3 dient zur Befestigung eines Bearbeitungswerkzeuges 4, z.B. einem Fräser, mit welchem ein Werkstück (nicht gezeigt) auf einem Bearbeitungstisch bearbeitet werden kann.
  • Die Werkzeugmaschine 1 umfasst in einem Arbeitsraum 9 ferner einen Werkzeugwechsler 15, in welchem eine Vielzahl von Werkzeughaltern 3 mit Bearbeitungswerkzeugen 4 angeordnet ist und welcher umlaufend verschiedene Werkzeuge bereitstellen kann. Der Werkzeugwechsler ist im Detail aus den 2 und 3 ersichtlich.
  • Wie weiter aus 5 und 6 ersichtlich ist, umfasst die Werkzeugmaschine 1 ferner einen Abstandssensor 5 zur Bestimmung eines Abstandes L der Welle 20 der Hauptspindel 2 zu einem Bezugspunkt. Der Bezugspunkt liegt in diesem Ausführungsbeispiel direkt auf einer Oberfläche des Abstandssensors 5.
  • Die Werkzeugmaschine 1 weist ferner eine Steuereinheit 10 auf. Die Steuereinheit 10 ist eingerichtet, eine Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks, basierend auf einer ersten Längung und Verlagerung ΔL1 der Welle 20 und einer zweiten Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 auszuführen. Durch Berücksichtigung der beiden Längungen und Verlagerung ΔL1 und ΔL2 kann somit eine hochgenaue Bearbeitung eines Werkstücks ermöglicht werden.
  • Die erste Längung und Verlagerung ΔL1 der Welle 20 basiert auf dem mit dem Abstandssensor 5 bestimmten Abstand L. Die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 basiert auf einer Drehzahl der Welle 20. Die Drehzahl der Welle 20 kann mit bekannten Verfahren ermittelt werden, z.B. einem Drehzahlsensor, oder ist sowieso ein für die Steuereinheit 10 bekannter Wert. Es sei angemerkt, dass die Steuereinheit 10 grundsätzlich eine separate Steuereinheit sein kann oder auch in eine Hauptsteuereinheit der Werkzeugmaschine integriert sein kann.
  • Somit kann eine thermisch-bedingte und eine drehzahl-bedingte Längung und Verlagerung der Welle 20 der Hauptspindel 2 mittels des Abstandssensors 5 berührungslos gemessen werden. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist der Abstandssensor 5 dabei derart angeordnet, dass ein Abstand L zu einem Wellenende 21 der Welle 20 gemessen werden kann. Das Wellenende 21 ist dabei senkrecht zu einer Mittelachse X-X der Welle 20.
  • Der Abstandssensor 5 ist mittels eines Halters 7 dabei unterhalb der Hauptspindel 2, benachbart zu einer Spannstelle 6 des Werkzeughalters 3 in der Welle 20 angeordnet.
  • Die Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 wird basierend auf der Drehzahl der Welle 20 bestimmt. Dadurch kann die zusätzliche zweite Längung des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 neben der ersten Längung und Verlagerung ΔL1 der Welle 20 erfasst werden. Die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 wird dabei aufgrund von Wärmeleitung von der Welle 20 auf den Werkzeughalter 3 verursacht, wodurch sich der Werkzeughalter 3 und das Bearbeitungswerkzeug 4 in axialer Richtung ausdehnt. Dies führt zu einer zusätzlichen Verlagerung des Endes des Bearbeitungswerkzeuges 4, welche durch den Abstandssensor 5 nicht erfasst werden kann, da dieser nur die axiale Längung und Verlagerung der Welle 20 der Hauptspindel 2 erfasst. Die Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 hängt dabei im Wesentlichen von der Drehzahl der Welle 20 ab, wobei durch die Drehung auch ein gewisser Kühleffekt durch Konvektion am Werkzeughalter 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 auftritt.
  • Die Steuereinheit 10 kann nun basierend auf dem Abstandswert L und der Drehzahl der Welle 20 die erste und zweite Längung und Verlagerung ΔL1 und ΔL2 bestimmen und eine entsprechende Kompensation der Werkzeugbahn des Bearbeitungswerkzeugs 4 ermöglichen.
  • Um die Genauigkeit der Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung zu erhöhen, weist die Werkzeugmaschine 1 ferner einen ersten Temperatursensor 11A auf, welcher, wie aus 6 ersichtlich ist, unterhalb der Hauptspindel 2 benachbart zur Spannstelle 6 des Werkzeughalters 3 in der Welle 20 angeordnet ist. Der erste Temperatursensor 11A ermittelt eine erste Temperatur T1 des Werkzeughalters 3 vor einem Beginn der Bearbeitung. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 dann zusätzlich basierend auf der ersten Temperatur T1 zu bestimmen. Natürlich kann der erste Temperatursensor 11A die erste Temperatur T1 des Werkzeughalters 3 auch kontinuierlich während der Bearbeitung bestimmen und die Steuereinheit 10 die gemessenen Temperaturwerte für eine entsprechende Kompensation der Werkzeugbahn des Bearbeitungswerkzeugs 4 nutzen.
  • Es sei angemerkt, dass der erste Temperatursensor 11A auch unter der Hauptspindel 2 in der Nähe der Spannstelle 6 des Werkzeughalters 3 in der Hauptspindel 2 zur Messung der ersten Temperatur T1 an einer nicht gezeigten Verfahreinheit verfahrbar angeordnet sein kann.
  • Alternativ oder zusätzlich umfasst die Werkzeugmaschine 1 einen weiteren ersten Temperatursensor 11C im Werkzeugwechsler 15 (vgl. 2 und 3), um die erste Temperatur T1 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 vor dem Spannen des Werkzeughalters 3 an der Welle 20 zu erfassen.
  • Die Genauigkeit der Bestimmung der zweiten Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 kann ferner verbessert werden, indem weitere Temperaturen erfasst werden. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist ein zweiter Temperatursensor 12 vorgesehen, welcher eine zweite Temperatur T2 der Welle 20 bestimmt, wobei die Steuereinheit 10 eingerichtet ist, die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 basierend auf der erfassten zweiten Temperatur T2 zusätzlich oder alternativ zu bestimmen. Somit kann die Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 basierend auf der Drehzahl und der zweiten Temperatur T2 genauer bestimmt werden.
  • Ein dritter Temperatursensor 13 ist, wie aus 6 ersichtlich ist, an einem Lager 22 zur Lagerung der Welle 20 angeordnet. Der dritte Temperatursensor 13 erfasst eine dritte Temperatur T3 des Lagers 22, wobei die Steuereinheit 10 eingerichtet ist, basierend auf der dritten Temperatur T3 eine Temperatur der Welle 20 und daraus eine Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 zusätzlich oder alternativ zu bestimmen. Somit kann die Genauigkeit der Längung des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 noch weiter verbessert werden.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, ist ein vierter Temperatursensor 14 vorgesehen, welcher eine vierte Temperatur T4 des Arbeitsraumes 9 der Werkzeugmaschine 1 erfasst. Die Steuereinheit 10 ist dabei eingerichtet, die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 basierend auf der vierten Temperatur T4 des Arbeitsraums 9 zusätzlich oder alternativ zu bestimmen. Dadurch kann die Genauigkeit bei der Kompensation der Werkzeugbahn weiter verbessert werden.
  • Ein fünfter Temperatursensor 15 ist in den Abstandssensor 5 integriert. Der fünfte Temperatursensor 15 erfasst eine fünfte Temperatur T5 des Abstandssensors 5, wobei die Steuereinheit 10 eingerichtet ist, die Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 zusätzlich oder alternativ auf der fünften Temperatur T5 zu bestimmen.
  • Zu den erfassten ersten bis fünften Temperaturen sei angemerkt, dass die Steuereinheit 10 eingerichtet ist, sowohl die Absolutwerte der erfassten Temperaturen als auch zusätzlich oder alternativ die Temperaturverläufe über die Zeit für die Bestimmung der zweiten Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 zu bestimmen.
  • Die Steuereinheit 10 ist ferner eingerichtet, auch historische Eingangsgrößen zu verarbeiten und die erste und zweite Längung und Verlagerung der Welle 20 und des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 zu ermitteln.
  • Somit kann die erste Längung und Verlagerung ΔL1 der Welle 20 basierend auf Abstandswerten L des Abstandssensor 5 bestimmt werden und die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 basierend auf einer Drehzahl der Welle 20 und in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich oder alternativ basierend auf der ersten bis fünften Temperatur T1, T2, T3, T4 und T5 bestimmt werden. Dadurch kann insbesondere die zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 hochgenau ermittelt werden und bei der Bearbeitung berücksichtigt werden.
  • 4 zeigt schematisch die erste und zweite Längung und Verlagerung ΔL1 und ΔL2 der Welle 20 und des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4. Die linke Darstellung zeigt dabei die Hauptspindel 2 mit Werkzeughalter 3 und Bearbeitungswerkzeug 4, bei welchen noch keine thermisch und drehzahlbedingte Längung und Verlagerung aufgetreten ist. Die rechte Darstellung zeigt schematisch eine erste Längung und Verlagerung ΔL1 der Welle 20 und eine zweite Längung ΔL2 des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4. Die Summe der ersten und zweiten Längungen und Verlagerung ΔL1 plus ΔL2 ergibt die Gesamtlängung und
  • Verlagerung der Welle 20 und des Werkzeughalters 3 mit Bearbeitungswerkzeug 4 in Axialrichtung X-X.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugmaschine
    2
    Hauptspindel
    3
    Werkzeughalter
    4
    Bearbeitungswerkzeug
    5
    Abstandssensor
    6
    Spannstelle des Werkzeughalters in der Hauptspindel
    7
    Halter
    8
    Messeinrichtung
    9
    Arbeitsraum
    10
    Steuereinheit
    11
    erster Temperatursensor
    11A
    erster Temperatursensor unterhalb der Hauptspindel
    11 C
    erster Temperatursensors im Werkzeugwechsler
    12
    zweiter Temperatursensor
    13
    dritter Temperatursensor
    14
    vierter Temperatursensor
    15
    fünfter Temperatursensor
    16
    Werkzeugwechsler
    20
    Welle
    21
    Wellenende
    22
    Lager
    L
    Abstand Welle-Bezugsmesspunkt
    ΔL1
    Längung und Verlagerung der Welle
    ΔL2
    Längung des Werkzeughalters mit Bearbeitungswerkzeug
    T1 bis T5
    erste bis fünfte Temperatur
    X-X
    Rotationsachse
    Z
    Vertikalrichtung

Claims (15)

  1. Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung eines Werkstücks, umfassend: - eine Hauptspindel (2) mit einer angetriebenen Welle (20), - einen Werkzeughalter (3), welcher in die Welle (20) einspannbar ist, - ein Bearbeitungswerkzeug (4), welches am Werkzeughalter (3) angeordnet ist, - einen Abstandssensor (5) zur Bestimmung eines Abstandes (L) der Welle (20) der Hauptspindel (2) zu einem Bezugspunkt, und - eine Steuereinheit (10), welche eingerichtet ist, eine Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks basierend auf einer Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und einer Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) auszuführen, - wobei die Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) basierend auf dem mit dem Abstandssensor (5) bestimmten Abstand (L) bestimmt wird, und - wobei die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf einer Drehzahl der Welle (20) bestimmt wird.
  2. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Messeinrichtung (8), insbesondere einen Messlaser, welche eine Länge des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor einem Beginn der Bearbeitung bestimmt, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) ausgehend von dem mit der Messeinrichtung (8) gemessenen Wert zu bestimmen.
  3. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, basierend auf Abstandswerten des Abstandssensors (5) und der Drehzahl der Welle (20) eine Temperatur der Welle (20) an einer Spannstelle (6) des Werkzeughalters (3) in der Hauptspindel (2) zu bestimmen und daraus die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) zu bestimmen und/oder wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, basierend auf einem Drehzahlverlauf der Welle (20) über die Zeit und/oder dem Verlauf der Abstandswerte (L) des Abstandssensors (5) über die Zeit eine Temperatur der Welle (20) zu bestimmen und daraus die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) zu bestimmen.
  4. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf einer ersten Temperatur (T1) zu bestimmen, die der Werkzeughalter (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor Beginn der Bearbeitung hat.
  5. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die erste Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor Beginn der Bearbeitung aus einer Lagerzeit des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) in einem Werkzeugwechsler (16) seit dem letzten Spannen an der Welle (20) der Hauptspindel (2) zu bestimmen.
  6. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 4 oder 5, ferner umfassend einen ersten Temperatursensor (11A, 11C), welcher eine erste Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der ersten Temperatur (T1) vor Beginn der Bearbeitung zu bestimmen.
  7. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 6, wobei der erste Temperatursensor (11A) unterhalb der Hauptspindel (2) benachbart zur Spannstelle (6) des Werkzeughalters (3) in der Welle (20) angeordnet ist und/oder wobei der erste Temperatursensor (11A) unter die Hauptspindel (2) in der Nähe der Spannstelle (6) des Werkzeughalters (3) in der Hauptspindel (2) zur Messung der ersten Temperatur (T1) des an der Welle (20) gespannten Werkzeughalters (3) mittels einer Verfahreinheit verfahrbar ist und/oder wobei der erste Temperatursensor (11C) im Werkzeugwechsler (16) der Werkzeugmaschine (1) angeordnet ist, um die erste Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor dem Spannen des Werkzeughalters (3) an der Welle (20) zu erfassen.
  8. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Temperatursensor (12), welcher eine zweite Temperatur (T2) der Welle (20) bestimmt, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der erfassten zweiten Temperatur (T2) und/oder auf einem Verlauf der erfassten zweiten Temperatur (T2) über die Zeit zu bestimmen.
  9. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen dritten Temperatursensor (13), welcher an einem Lager (22) der Welle (20) angeordnet ist und welcher eine dritte Temperatur (T3) des Lagers (22) bestimmt, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, basierend auf der dritten Temperatur (T3) des Lagers (22) und/oder einem Verlauf der dritten Temperatur (T3) des Lagers (22) über die Zeit eine Temperatur der Welle (20) zu bestimmen und daraus die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) zu bestimmen.
  10. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen vierten Temperatursensor (14), welcher eine vierte Temperatur (T4) eines Arbeitsraumes (9) der Werkzeugmaschine (1) erfasst, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der vierten Temperatur (T4) des Arbeitsraumes (9) und/oder einem Verlauf der vierten Temperatur (T4) des Arbeitsraumes (9) über die Zeit zu bestimmen.
  11. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, basierend auf einer Geometrie des Werkzeughalters (3) die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) zu bestimmen und/oder wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, basierend auf einer Geometrie des Bearbeitungswerkzeugs (4) die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) zu bestimmen.
  12. Werkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen fünften Temperatursensor (15), welcher eine fünfte Temperatur (T5) des Abstandssensors (5) und/oder einen zeitlichen Verlauf der fünften Temperatur (T5) des Abstandssensors (5) erfasst, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, eine Temperatur der Welle (20) und daraus die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der fünften Temperatur (T5) des Abstandsensors (5) zu bestimmen.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (1), welche eine Hauptspindel (2) mit einer Welle (20), einen Werkzeughalter (3), der in die Hauptspindel (2) einspannbar ist und ein am Werkzeughalter (3) angeordnetes Bearbeitungswerkzeug (4) sowie einen Abstandssensor (5) zur Bestimmung eines Abstandes (L) der Welle (20) der Hauptspindel (2) zu einem Bezugspunkt umfasst, wobei im Betrieb der Werkzeugmaschine (1) zur Kompensation der Werkzeugbahn bei der Bearbeitung des Werkstücks eine Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und eine Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) berücksichtigt werden, wobei die Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) basierend auf Abstandswerten (L) des Abstandssensors (5) bestimmt wird, und wobei eine Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf einer Drehzahl der Welle (20) bestimmt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine erste Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor Beginn der Bearbeitung aus einer Lagerzeit des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) im Werkzeugwechsler seit dem letzten Spannen an der Welle (20) der Hauptspindel (2) bestimmt wird und/oder mittels eines ersten Temperatursensors (11) die erste Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt wird, und die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der ersten Temperatur (T1) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) vor dem Beginn der Bearbeitung bestimmt wird und/oder wobei eine zweite Temperatur (T2) der Welle (20) mittels eines zweiten Temperatursensors (12) bestimmt wird und die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der erfassten zweiten Temperatur (T2) und/oder einem Verlauf der zweiten Temperatur (T2) über die Zeit bestimmt wird, und/oder wobei eine dritte Temperatur (T3) eines Lagers (22), in welchem die Welle (20) gelagert ist, mittels eines dritten Temperatursensors (13) bestimmt wird und eine Temperatur der Welle (20) und daraus die Längung (ΔL2) Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) basierend auf der dritten Temperatur (T3) des Lagers (22) und/oder einem Temperaturverlauf der dritten Temperatur (T3) des Lagers (22) über die Zeit bestimmt wird und/oder wobei basierend auf den Werten (L) des Abstandssensors (5) und der Drehzahl der Welle (20) eine Temperatur der Welle (20) bestimmt wird und basierend auf der derart bestimmten Temperatur der Welle (20) die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wird und/oder wobei basierend auf dem Verlauf der Abstandswerte (L) des Abstandssensors (5) über die Zeit eine Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wird und/oder wobei basierend auf einem Drehzahlverlauf der Welle (20) über die Zeit eine Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wird, und/oder wobei basierend auf einer vierten Temperatur (T4) eines Arbeitsraums (9) der Werkzeugmaschine (1) und/oder basierend auf einem Verlauf der vierten Temperatur (T4) des Arbeitsraums (9) über die Zeit die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wird, und/oder wobei basierend auf einer fünften Temperatur (T5) des Abstandsensors (5) eine Temperatur der Welle (20) und daraus die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei zur Bestimmung der Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und/oder der Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) historische Daten vorhergehender Bearbeitungsvorgänge, in welchen die Längung und Verlagerung (ΔL1) der Welle (20) und/oder die Längung (ΔL2) des Werkzeughalters (3) mit Bearbeitungswerkzeug (4) bestimmt wurden, berücksichtigt werden.
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