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

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 errores térmicos causados pueden ser de un orden de magnitud equivalente al de los errores geométricos de la máquina, afectando severamente a la precisión de esta.

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 matemático 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 han 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 compensación desarrollado.

De esta manera se ha demostrado la validez del método propuesto para la medida y compensación de las deformaciones térmicas en grandes máquinas herramienta. Esta metodología permitirá mejorar la precisión final en el mecanizado de grandes piezas y por tanto lograr un avance en el sector de la máquina herramienta de grandes dimensiones.