Mejora de la precisión en máquinas herramienta de grandes dimensiones mediante la medida y compensación de las deformaciones térmicas

Abstract

Las máquinas herramieta de grandes dimensiones han tomado una gran importancia en la actualidad debido a la creciente demanda de piezas de gran tamaño. Entre los principales factores que limitan la precisión en las grandes máquinas se encuentran las deformaciones térmicas. El calor generado internamente y los cambios en las condiciones ambientales conducen a la máquina a distribuciones complejas y variables de temperatura. Por esta razón los erroes térmicos causados pueden ser de un orden de magnitud equivalente al de los errores geométricos de la máquina. afectando severamente a la precisión de la misma.Se presenta una metodología para la caracterización térmica de máquinas herramienta de grandes dimensiones y una posterior compensación de sus errores térmicos. Se han desarrollado diferentes técnicas para la medida de las deformaciones térmicas, basadas en el uso de artefactos de referencia y también en la multilateración interferométrica. Para caracterizar la máquina además se registran las temperaturas en los focos de calor y también la velocidad del motor del cabezal. Posteriormente se compensa el error térmico mediante un modelo matermático basado en la representación de espacio de estados. Este modelo tiene como entradas la velocidad del motor del cabezal y la temperatura ambiente y hace uso de una variable observada que consiste en una temperatura de referencia en la caja reductora. Al implantar el sistema de compensación en la máquina se consigue mejorar su precisión de posicionamiento. Finalmente se ha llevado a cabo diversos ensayos en los que se han caracterizado diferentes máquinas herramienta de gran tamaño y validado las técnicas de medida así como el sistema de medida y compensación de las deformaciones térmicas en grandes máquinas herramienta. Esta metodología permitirá mejorar la presicisión final en el mecanizado de grandes piezas y por tanto lograr un avance en el sector de la máquina herramienta de grandes dimensiones.