DE102017204904B4 - Positioning device - Google Patents

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Abstract

Positioniervorrichtung (10) zur Positionierung eines Manipulators (11) an einer Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100), umfassend- einen Bügel (30) mit einem ersten Bügelarm (58) und einem zweiten Bügelarm (59),- ein Aufnahmeelement (19) zur Aufnahme eines Manipulators (11), wobei- die Bügelarme (58, 59) jeweils ein erstes Ende (68, 69) zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel (75) aufweisen, wobei- die Bügelarme (58, 59) jeweils an ihrem dem ersten Ende (68, 69) abgewandten zweiten Ende (70, 71) eine Aufnahme (61) zur Aufnahme des Aufnahmeelements (19) aufweisen, wobei- das Aufnahmeelement (19) in dem Bügel (30) drehbar um eine erste Drehachse (A - A) gelagert ist, und wobei- eine Aufnahme des Aufnahmeelements (19) oder ein in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommener Manipulator (11) um eine zweite Drehachse (B - B) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (B - B) senkrecht zu der ersten Drehachse (A - A) verläuft, wobei- das Aufnahmeelement (19) derart in den Aufnahmen (61) an den zweiten Enden (70, 71) der Bügelarme (58, 59) aufgenommen ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen (61) durch den Schwerpunkt des Aufnahmeelements (19) und/oder eines in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommenen Manipulators (11) verläuft.Positioning device (10) for positioning a manipulator (11) on an outer wall (101) of an aircraft (100), comprising - a bracket (30) with a first bracket arm (58) and a second bracket arm (59), - a receiving element (19 ) for receiving a manipulator (11), the bracket arms (58, 59) each having a first end (68, 69) for at least indirect attachment to a lifting means (75), the bracket arms (58, 59) in each case its second end (70, 71) facing away from the first end (68, 69) has a receptacle (61) for receiving the receptacle element (19), the receptacle element (19) being rotatable in the bracket (30) about a first axis of rotation ( A - A) is mounted, and wherein - a receptacle of the receiving element (19) or a manipulator (11) accommodated in the receiving element (19) is rotatably mounted about a second axis of rotation (B - B), the second axis of rotation (B - B) runs perpendicular to the first axis of rotation (A - A), the receiving element (19) being the Art in the receptacles (61) at the second ends (70, 71) of the bracket arms (58, 59) is that a connecting line between the receptacles (61) through the center of gravity of the receiving element (19) and / or one in the receiving element (19) recorded manipulator (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung zur Positionierung einer Bearbeitungsmaschine an einer Außenwand eines Luftfahrzeuges sowie ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem mit einer solchen Positioniervorrichtung.The present invention relates to a positioning device for positioning a processing machine on an outer wall of an aircraft and a processing or diagnostic system with such a positioning device.

Die zunehmende Automatisierung von Instandhaltungsmaßnahmen in der Luftfahrt macht es erforderlich, Bearbeitungs- und/oder Diagnosesysteme relativ zu dem instandzuhaltenden Flugzeug zuverlässig positionieren zu können. Insbesondere bei Instandhaltungsmaßnahmen an der Außenseite eines Flugzeugrumpfs ist eine zuverlässige Befestigung von Bearbeitungs- und/oder Diagnosesystemen nicht ohne Weiteres möglich. Zum einen muss sichergestellt werden, dass eine Beschädigung des Flugzeugrumpfes vermieden wird, d.h. die entsprechenden Befestigungslasten müssen über eine ausreichend große Fläche auf den Flugzeugrumpf übertragen werden, zum anderen ist die Außenfläche eines Flugzeugrumpfs keine idealebene Fläche, sondern sie ist durch Unebenheiten gekennzeichnet. Ferner ist der Flugzeugrumpf gekrümmt, was die Befestigung an der freigeformten Oberfläche des Flugzeuges zusätzlich erschwert.The increasing automation of maintenance measures in aviation makes it necessary to be able to reliably position processing and / or diagnostic systems relative to the aircraft to be serviced. In particular with maintenance measures on the outside of an aircraft fuselage, reliable attachment of processing and / or diagnostic systems is not readily possible. On the one hand, it must be ensured that damage to the fuselage is avoided, i.e. the corresponding fastening loads must be transferred to the fuselage over a sufficiently large area; on the other hand, the outer surface of an fuselage is not an ideal surface, but is characterized by unevenness. Furthermore, the fuselage is curved, which makes it even more difficult to attach it to the freely formed surface of the aircraft.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Befestigung von Gerätschaften an Oberflächen Saugfüße zu verwenden. Es existieren einfache Ausführungsformen von Saugfüßen, die im Wesentlichen aus einem elastischen Material bestehen, das zusammen mit einer glatten Oberfläche einen Druckraum bilden kann. Durch Andrücken eines solchen Saugfußes in Richtung der Oberfläche strömt Luft aus dem Druckraum in die Umgebung, sodass in dem Druckraum ein den Saugfuß an der Oberfläche haltender Unterdruck entsteht. Problematisch an dieser einfachen Art des Saugfußes ist, dass aufgrund des elastischen Materials keine stabile Befestigung von Gerätschaften an dem Saugfuß und damit auch keine zuverlässige Positionierung gegenüber dem Flugzeugrumpf möglich ist. Ferner sind sehr glatte und ebene Oberflächen für eine Befestigung erforderlich.It is known from the prior art to use suction feet for attaching equipment to surfaces. There are simple embodiments of suction feet which essentially consist of an elastic material which, together with a smooth surface, can form a pressure space. By pressing such a suction cup in the direction of the surface, air flows from the pressure chamber into the environment, so that a negative pressure is created in the pressure chamber, which holds the suction cup on the surface. The problem with this simple type of squeegee is that due to the elastic material, no stable attachment of equipment to the squeegee and therefore no reliable positioning with respect to the fuselage is possible. Furthermore, very smooth and flat surfaces are required for fastening.

Eine Weiterentwicklung der vorangehend dargestellten einfachen Saugfußart bilden industrielle Saugfüße, die eine formstabile Befestigungsstruktur aufweisen, wobei durch eine Dichtung zwischen der Befestigungsstruktur und der Oberfläche ein Druckraum gebildet werden kann. Die Befestigung von Gerätschaften erfolgt über eine Befestigungseinrichtung, die an der formstabilen Befestigungsstruktur vorgesehen ist. Die Erzeugung eines Unterdrucks in dem Druckraum kann bei diesen industriellen Saugfüßen beispielsweise durch eine Vakuumpumpe oder einen Vakuumejektor erfolgen. Typischerweise weisen industrielle Saugfüße eine Tellerform auf, sodass über eine Dichtung eine ringförmige Kontaktfläche zu der Oberfläche entsteht. Die Dichtung, bei der es sich in der Regel um eine elastische Gummidichtung handelt, kann nur eine geringe Höhe aufweisen, da sonst keine stabile Verbindung zwischen dem Saugfuß und der Oberfläche hergestellt werden kann. Demzufolge kann ein solcher industrieller Saugfuß allenfalls geringfügige Unebenheiten der Oberfläche ausgleichen. An Stellen mit größeren Unebenheiten kann durch die aus dem Stand der Technik bekannten Saugfüße keine zuverlässige Befestigung gewährleistet werden.Industrial suction feet, which have a dimensionally stable fastening structure, form a further development of the simple suction foot type described above, wherein a pressure space can be formed by a seal between the fastening structure and the surface. Devices are fastened using a fastening device which is provided on the dimensionally stable fastening structure. In these industrial suction feet, a vacuum can be generated in the pressure chamber, for example, by a vacuum pump or a vacuum ejector. Typically, industrial suction feet have a plate shape, so that an annular contact surface with the surface is created via a seal. The seal, which is usually an elastic rubber seal, can only have a small height, since otherwise a stable connection between the squeegee and the surface cannot be established. As a result, such an industrial squeegee can compensate for any slight unevenness in the surface. In places with larger bumps no reliable attachment can be guaranteed by the suction feet known from the prior art.

Problematisch an den vorangehend genannten Lösungen ist, dass diese nur auf ebenen, glatten Oberflächen zuverlässig verwendet werden können. Für die Anwendung an der Oberfläche eines Flugzeugrumpfs ist es jedoch erforderlich, dass der Saugfuß an gekrümmten Oberflächen und an unebenen Stellen, z.B. an den eingangs beschriebenen Überlappungskanten, befestigt werden kann.The problem with the above-mentioned solutions is that they can only be used reliably on flat, smooth surfaces. For use on the surface of an aircraft fuselage, however, it is necessary that the suction cup on curved surfaces and on uneven places, e.g. can be attached to the overlap edges described above.

Im Flugzeugbau finden zunehmend Verbundwerkstoffe eine Verwendung. Diese werden verstärkt z.B. im Bereich des Leitwerks, aber auch im Bereich des Flugzeugrumpfes eingesetzt. Die überaus hohe Festigkeit, Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit in Kombination mit ihrem geringen Gewicht machen moderne Verbundwerkstoffe, insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zu einem wichtigen Werkstoff für die Luftfahrtindustrie. Der verstärkte Einsatz dieser Verbundwerkstoffe bedingt jedoch zugleich auch die Entwicklung und Anwendung geeigneter Diagnose- und Reparaturverfahren.Composite materials are increasingly being used in aircraft construction. These are increasingly e.g. used in the tail area, but also in the fuselage area. The extremely high strength, rigidity and corrosion resistance in combination with their low weight make modern composite materials, in particular carbon fiber reinforced plastics (CFRP) an important material for the aerospace industry. However, the increased use of these composite materials also requires the development and application of suitable diagnostic and repair procedures.

Aus dem Stand der Technik sind stationäre Fräsroboter bekannt, mit denen die Außenwandung eines Flugzeuges aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bearbeitet werden kann. Problematisch ist jedoch, dass mit solchen stationären Fräsrobotern nicht jeder Bereich des Flugzeugrumpfes bearbeitet werden kann. Zusätzlich sind aus dem Stand der Technik mobile Roboter bekannt, welche mittels einer Trag- oder Hebevorrichtung, beispielsweise einem Deckenkran oder einem Gabelstapler, relativ zum Flugzeug positioniert werden. Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass weiterhin nur bestimmte Bereiche des Flugzeugrumpfes erreicht werden können oder mehrere Vorrichtungen notwendig sind, um einen Roboter entsprechend zum Flugzeugrumpf zu positionieren. Zudem werden mehrere Personen und eine aufwendige Hebevorrichtung benötigt, um einen Fräsroboter relativ zu der Außenhaut des Flugzeugs auszurichten und für die geplante Bearbeitung zu positionieren.Stationary milling robots are known from the prior art, with which the outer wall of an aircraft can be machined from carbon fiber reinforced plastic. The problem, however, is that not every area of the fuselage can be machined with such stationary milling robots. In addition, mobile robots are known from the prior art, which are positioned relative to the aircraft by means of a carrying or lifting device, for example a ceiling crane or a forklift. A disadvantage of such a solution, however, is that only certain areas of the fuselage can still be reached or several devices are required to position a robot in relation to the fuselage. In addition, several people and a complex lifting device are required to align a milling robot relative to the outer skin of the aircraft and to position it for the planned machining.

Ferner sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 7 155 307 B2 , Roboter bekannt, welche mittels Saugfüßen an einer Oberfläche eines Flugzeuges befestigt werden können, um die Außenhaut des Flugzeuges zu reinigen oder zu inspizieren. Ein solcher Roboter ist jedoch nicht geeignet, um die Außenhaut eines Flugzeuges zu bearbeiten und insbesondere Teile der Außenhaut aus dem Flugzeugrumpf zu trennen.Furthermore, from the prior art, for example from US 7 155 307 B2 , Robots known which can be attached to a surface of an aircraft by means of suction feet in order to clean or to clean the outer skin of the aircraft inspect. However, such a robot is not suitable for processing the outer skin of an aircraft and in particular for separating parts of the outer skin from the fuselage.

Aus der US 2013/0261876 A1 ist ein System zur Positionierung eines Roboters in einer Überkopfposition bekannt, wobei das System eine Bewegung des Roboters linear als auch rotatorisch um alle Achsen erlaubt. Der Roboter ist dafür vorgesehen verschiedene Prüf- und Testverfahren an Flugzeugkomponenten durchzuführen.From the US 2013/0261876 A1 a system for positioning a robot in an overhead position is known, the system allowing the robot to move linearly and rotationally around all axes. The robot is intended to carry out various inspection and test procedures on aircraft components.

Weiter sind Vorrichtungen aus der US 2016/0207202 A1 und der US 2014/0305217 A1 bekannt, welche zur Positionierung eines Werkzeugs relativ zu der Oberfläche einer Flugzeugkomponente eingerichtet sind.Next are devices from the US 2016/0207202 A1 and the US 2014/0305217 A1 known which are set up for positioning a tool relative to the surface of an aircraft component.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Positioniervorrichtung vorzuschlagen, mit der eine mobile Vorrichtung zur Diagnose oder Bearbeitung einer Außenwand eines Luftfahrzeuges auf einfache Art und Weise zu einer Außenwand eines Luftfahrzeuges ausgerichtet und/oder an der Außenwand befestigt werden kann, um eine vereinfachte Diagnose oder Bearbeitung der Außenwand zu ermöglichen und insbesondere die Positionierung durch eine einzelne Person zu ermöglichen.The object of the invention is to propose a positioning device with which a mobile device for diagnosing or processing an outer wall of an aircraft can be aligned in a simple manner with an outer wall of an aircraft and / or attached to the outer wall in order to simplify diagnosis or processing to enable the outer wall and in particular to allow positioning by a single person.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung zur Positionierung eines Manipulators, insbesondere eines Industrieroboters, an einer Außenwand eines Luftfahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges, gelöst, wobei die Positioniervorrichtung einen Bügel mit einem ersten Bügelarm und einem zweiten Bügelarm sowie ein Aufnahmeelement zur Aufnahme eines Manipulators umfasst, wobei die Bügelarme jeweils ein erstes Ende zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel aufweisen, wobei die Bügelarme jeweils an ihrem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende eine Aufnahme zur vorzugsweise formschlüssigen Aufnahme des Aufnahmeelements aufweisen, wobei das Aufnahmeelement nach Art einer kardanischen Lagerung in dem Bügel drehbar um eine erste Drehachse und um eine zweite Drehachse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse senkrecht zu der ersten Drehachse verläuft. Die erste Drehachse wird im Folgenden auch als A-Achse und die zweite Drehachse als B-Achse bezeichnet. Durch eine solche Positioniervorrichtung kann ein ansonsten zur stationären Anordnung vorgesehener Manipulator auf einfache Art und Weise durch eine einzelne Person an der Außenwand des Luftfahrzeuges positioniert und temporär angebracht werden, sodass bekannte Bearbeitungs- oder Diagnosevorrichtungen für einen mobilen Einsatz adaptiert werden können. Unter einer Außenwand eines Luftfahrzeuges sind in diesem Zusammenhang sämtliche außenliegenden Oberflächen eines Luftfahrzeuges zu verstehen, also bei einem Flugzeug beispielsweise der Rumpf, die Tragflächen und das Leitwerk. Durch eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung kann beispielsweise ein Industrieroboter als Manipulator an der Außenhaut eines Flugzeuges, insbesondere an einem Flugzeugteil aus einem Faserverbundwerkstoff, besonders bevorzugt aus einem mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff (CFK), angebracht werden, um eine mobile Diagnose und gegebenenfalls Reparatur des Luftfahrzeuges zu ermöglichen.The object is achieved by a positioning device according to the invention for positioning a manipulator, in particular an industrial robot, on an outer wall of an aircraft, in particular an aircraft, the positioning device comprising a bracket with a first bracket arm and a second bracket arm and a receiving element for receiving a manipulator, wherein the bracket arms each have a first end for at least indirect attachment to a lifting means, the bracket arms each having a receptacle on their second end facing away from the first end, for preferably positively receiving the receiving element, the receiving element being rotatable in the bracket in the manner of a cardanic bearing is mounted about a first axis of rotation and about a second axis of rotation, the second axis of rotation being perpendicular to the first axis of rotation. The first axis of rotation is also referred to below as the A axis and the second axis of rotation as the B axis. Such a positioning device allows a manipulator, which is otherwise provided for stationary arrangement, to be positioned and temporarily attached to the outside wall of the aircraft in a simple manner by a single person, so that known processing or diagnostic devices can be adapted for mobile use. In this context, an outer wall of an aircraft is to be understood to mean all of the outer surfaces of an aircraft, that is to say, for an aircraft, for example, the fuselage, the wings and the tail unit. A positioning device according to the invention can be used, for example, to mount an industrial robot as a manipulator on the outer skin of an aircraft, in particular on an aircraft part made of a fiber composite material, particularly preferably made of a plastic reinforced with carbon fibers (CFRP), in order to enable mobile diagnosis and, if necessary, repair of the aircraft .

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement derart in den Aufnahmen an den zweiten Enden der Bügelarme aufgenommen ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen im Wesentlichen durch den Schwerpunkt des Aufnahmeelements und/oder eines in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Manipulators verläuft. Durch eine Aufnahme des Manipulators an oder nahe seinem Schwerpunkt können die durch den Manipulator auf das Aufnahmeelement ausgeübten Momente gering gehalten werden, sodass ein Verdrehen des Aufnahmeelements entlang der beiden Drehachsen mit relativ geringen Kräften, insbesondere mit Kräften von weniger als 350N möglich ist, sodass die Positionierung von einer einzelnen Person mit durchschnittlichen Körperkräften möglich ist.According to the invention it is provided that the receiving element is received in the receptacles at the second ends of the bracket arms such that a connecting line between the receptacles essentially runs through the center of gravity of the receiving element and / or a manipulator received in the receiving element. By mounting the manipulator at or near its center of gravity, the moments exerted by the manipulator on the receiving element can be kept low, so that rotation of the receiving element along the two axes of rotation is possible with relatively low forces, in particular with forces of less than 350N, so that Positioning of a single person with average physical strength is possible.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Positioniervorrichtung möglich.The features listed in the dependent claims allow advantageous improvements and developments of the positioning device specified in the independent claim.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweils ersten Enden der Bügelarme über eine Querstange miteinander verbunden sind. Durch einen Bügel, welcher aus zwei Bügelarmen und einer Querstange zusammengesetzt wird, ist eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung des Bügels möglich. Zudem kann durch eine Querstange die Steifigkeit des Bügels verbessert werden, sodass die Gefahr eines Verbiegens oder Verwindens der Bügelarme gegeneinander unter einer von außen einwirkenden Last reduziert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an der Querstange ein Befestigungselement zur Befestigung an dem Hebemittel ausgebildet ist. Durch ein solches Befestigungselement ist eine besonders einfache und komfortable Aufnahme der Positioniervorrichtung an einem Hebemittel möglich. Zudem wird die Gefahr eines Verdrehens oder Verrutschens des Bügels deutlich reduziert, wenn die Querstange oder vorzugsweise das Befestigungselement eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur aufweisen, sodass eine formschlüssige Aufnahme der Querstange, insbesondere des Befestigungselements an dem Hebemittel möglich ist.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the respective first ends of the bracket arms are connected to one another via a crossbar. A bracket, which is composed of two bracket arms and a cross bar, enables a particularly simple and inexpensive manufacture of the bracket. In addition, the stiffness of the bracket can be improved by means of a crossbar, so that the risk of the bracket arms bending or twisting against one another under an externally acting load is reduced. It is particularly preferred if a fastening element for fastening to the lifting means is formed on the crossbar. Such a fastening element enables the positioning device to be picked up in a particularly simple and convenient manner on a lifting means. In addition, the risk of twisting or slipping of the bracket is significantly reduced if the crossbar or preferably the fastening element have an outer contour that deviates from a circular shape, so that a positive fit of the crossbar, in particular the fastening element, on the lifting means is possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Enden der Bügelarme einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die zweiten Enden. Dadurch kann der Abstand der beiden Bügelarme im Bereich des Hebemittels vergrößert werden, um zusätzlichen Platz für den Manipulator zu schaffen und auch bei horizontaler Lage des Manipulators eine Drehung um die B-Achse zu ermöglichen. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first ends of the bracket arms are at a greater distance from one another than the second ends. As a result, the distance between the two bracket arms in the area of the lifting means can be increased in order to create additional space for the manipulator and to enable rotation about the B axis even when the manipulator is in a horizontal position.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Positioniervorrichtung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement zerstörungsfrei teilbar ist. Dadurch ist eine vereinfachte Aufnahme eines Manipulators möglich, da der Manipulator seitlich in die Positioniervorrichtung eingebracht werden kann und nicht durch die vergleichsweise enge Öffnung in der Stirnseite. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Ausnahmeelement mindestens ein Scharnier aufweist, an dem ein Teilsegment des Aufnahmeelements aufklappbar ist. Durch ein aufklappbares Teilsegment ist ein besonders einfaches Einbringen des Manipulators in die Positioniervorrichtung möglich.In a further advantageous embodiment of the positioning device it is provided that the receiving element can be divided without being destroyed. This enables a simplified mounting of a manipulator, since the manipulator can be inserted laterally into the positioning device and not through the comparatively narrow opening in the end face. It is particularly advantageous if the exception element has at least one hinge on which a partial segment of the receiving element can be opened. A hinged sub-segment enables the manipulator to be introduced into the positioning device in a particularly simple manner.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweist, wobei der zweite Ring konzentrisch zu dem ersten Ring angeordnet ist, wobei der erste Ring über erste Lager drehbar in dem Aufnahmeelement gelagert ist und der zweite Ring über zweite Lager drehbar in dem ersten Ring gelagert ist. Durch zwei jeweils drehbar gelagerte Ringe ist eine kardanische Lagerung eines in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Manipulators möglich, sodass eine unabhängige Verdrehung um zwei Achsen möglich ist. Dadurch wird eine besonders einfache Positionierung des Manipulators an der Außenwand des Luftfahrzeuges ermöglicht. Zudem können durch entsprechende Lager die zur Drehung des Manipulators benötigten Kräfte reduziert werden, sodass eine Bedienung durch eine einzelne Person erleichtert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die ersten Lager und die zweiten Lager jeweils um 90° versetzt an dem ersten Ring angeordnet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Schnittachsen der beiden Drehachsen im Schwerpunkt des Aufnahmeelements liegen. Dabei trägt der erste Ring an seiner dem Schnittpunkt der Drehachsen abgewandten Seite ein Lagerelement des jeweils ersten Lagers und an seiner dem Schnittpunkt der Drehachsen zugewandten Seite jeweils ein Lagerelement für die jeweils zweiten Lager.According to an advantageous development, it is provided that the receiving element has a first ring and a second ring, the second ring being arranged concentrically to the first ring, the first ring being rotatably mounted in the receiving element via first bearings and the second ring being arranged via second ones Bearing is rotatably mounted in the first ring. A gimbal mounting of a manipulator accommodated in the receiving element is possible by means of two rotatably mounted rings, so that an independent rotation about two axes is possible. This enables a particularly simple positioning of the manipulator on the outer wall of the aircraft. Appropriate bearings can also be used to reduce the forces required to rotate the manipulator, so that operation by a single person is made easier. It is particularly preferred if the first bearings and the second bearings are each offset by 90 ° on the first ring. This ensures that the intersection axes of the two axes of rotation lie in the center of gravity of the receiving element. The first ring carries a bearing element of the first bearing on its side facing away from the point of intersection of the axes of rotation and a bearing element for the second bearing in each case on its side facing the point of intersection of the axis of rotation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement aufweist, wobei an dem ersten Trägerelement oder an dem zweiten Trägerelement ein Kragen zur Aufnahme des Manipulators ausgebildet ist. Dadurch wird eine Auflagefläche mit einem kleineren Innendurchmesser als der Durchmesser der übrigen Öffnung im Aufnahmeelement geschaffen, wodurch ein Aufliegen des Manipulators auf dem Kragen möglich ist. Dadurch ist eine vereinfachte Aufnahme des Manipulators in dem Aufnahmeelement möglich. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an dem Kragen ein Lagertopf aufgenommen oder der Kragen als Lagertopf ausgebildet ist, um den Manipulator derart aufzunehmen, dass der Schwerpunkt des Manipulators zumindest im Wesentlichen auf der Höhe der Schnittpunkte der ersten und zweiten Drehachse liegt. Durch einen Lagertopf kann der Manipulator derart aufgenommen werden, dass der Schwerpunkt des aufgenommenen Manipulators auf Höhe des Schnittpunkts der Drehachsen liegt. Somit werden durch den Manipulator keine oder nur sehr geringe Momente auf das Aufnahmeelement übertragen, sodass eine Verdrehung der Positioniervorrichtung ohne größere Kraftanstrengung möglich ist.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the receiving element has a first carrier element and a second carrier element, a collar for receiving the manipulator being formed on the first carrier element or on the second carrier element. This creates a contact surface with a smaller inner diameter than the diameter of the rest of the opening in the receiving element, which allows the manipulator to rest on the collar. This enables a simplified mounting of the manipulator in the mounting element. It is particularly preferred if a bearing pot is received on the collar or the collar is designed as a bearing pot in order to receive the manipulator in such a way that the center of gravity of the manipulator lies at least substantially at the intersection points of the first and second axes of rotation. The manipulator can be accommodated by a bearing pot in such a way that the center of gravity of the manipulator accommodated lies at the intersection point of the axes of rotation. Thus, the manipulator transmits no or only very small moments to the receiving element, so that the positioning device can be rotated without great effort.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung mindestens ein Befestigungsmittel zur zerstörungsfreien, reversiblen Verbindung der Positioniervorrichtung an der Außenwand des Luftfahrzeuges und mindestens ein Verbindungs- oder Sicherungselement zur Sicherung einer Position des in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulators relativ zur Positioniervorrichtung aufweist. Durch ein Befestigungsmittel kann die Positioniervorrichtung nach der Ausrichtung in einer beliebigen Position an der Außenwand des Luftfahrzeuges fixiert werden. Dabei wird die Position des Manipulators relativ zu der Positioniervorrichtung ebenfalls fixiert, um nach der Ausrichtung eine Bearbeitung oder Analyse der Außenwand zu ermöglichen.According to a further advantageous development, it is provided that the positioning device has at least one fastening means for the non-destructive, reversible connection of the positioning device to the outer wall of the aircraft and at least one connecting or securing element for securing a position of the manipulator accommodated in the positioning device relative to the positioning device. The positioning device can be fixed in any position on the outer wall of the aircraft after the alignment by means of a fastening means. The position of the manipulator relative to the positioning device is also fixed in order to allow processing or analysis of the outer wall after alignment.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung mindestens zwei Arme, vorzugsweise genau zwei Arme, aufweist, mit denen die Positioniervorrichtung an der Außenwand des Luftfahrzeuges befestigt ist. Durch zwei Arme an der Positioniervorrichtung können die Auflagepunkte relativ weit von dem Schwerpunkt der Positioniervorrichtung entfernt angebracht werden, wodurch sich mehrere positive Effekte ergeben. Zum einen kann die Last auf eine größere Fläche verteilt werden, sodass die Gefahr einer Beschädigung der Struktur des Luftfahrzeuges durch die Positioniervorrichtung verringert wird. Zum anderen verlängert sich durch die Arme der Hebel beim Abstützen, sodass die Gefahr eines Verkippens der Positioniervorrichtung durch über eine in der Positioniervorrichtung aufgenommene Bearbeitungsvorrichtung und die von dieser Bearbeitungsvorrichtung auf die Positioniervorrichtung ausgeübten Kräfte verringert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an den Enden der zwei Arme sowie an der Aufnahmeöffnung Befestigungsmittel angeordnet sind, mit denen eine Dreipunktauflage auf der Außenwand des Luftfahrzeuges gebildet werden kann. Dadurch kann ein statisch bestimmtes System gebildet werden, welches sich durch drei Auflagepunkte an der Außenwand des Luftfahrzeuges auszeichnet und somit eine besonders stabile Positionierung ermöglicht.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the positioning device has at least two arms, preferably exactly two arms, with which the positioning device is fastened to the outer wall of the aircraft. By means of two arms on the positioning device, the support points can be attached relatively far from the center of gravity of the positioning device, which results in several positive effects. Firstly, the load can be distributed over a larger area, so that the risk of damage to the structure of the aircraft by the positioning device is reduced. On the other hand, the arms extend the lever when it is supported, so that the risk of the positioning device tipping over is reduced by means of a processing device accommodated in the positioning device and the forces exerted on the positioning device by this processing device. It is particularly preferred if fastening means are arranged at the ends of the two arms and at the receiving opening, with which a three-point support on the outer wall of the Aircraft can be formed. As a result, a statically determined system can be formed, which is characterized by three support points on the outer wall of the aircraft and thus enables particularly stable positioning.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungsmittel Saugnäpfe umfassen. Durch Saugnäpfe ist eine besonders einfache und reversibel lösbare Befestigung der Positioniervorrichtung an der Außenwand des Lauffahrzeuges möglich. Alternativ können an dem Luftfahrzeug Aufnahmebohrungen zur temporären Fixierung der Positioniervorrichtung vorgesehen sein. Hierzu notwendige Öffnungen können vorzugsweise in die CFK-Struktur des Flugzeugrumpfes eingelassen sein und im Betrieb durch Blindstopfen verschlossen werden.According to an advantageous further development of the invention, it is provided that the fastening means comprise suction cups. Suction cups enable the positioning device to be attached to the outer wall of the running vehicle in a particularly simple and reversibly releasable manner. Alternatively, receiving bores can be provided on the aircraft for temporarily fixing the positioning device. Openings required for this purpose can preferably be embedded in the CFRP structure of the fuselage and closed during operation by blind plugs.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung kreisrund ausgebildet ist. Durch die kreisrunde Aufnahme wird die Aufnahme eines Industrieroboters erleichtert. Industrieroboter weisen vorzugsweise einen zylindrischen Fuß auf, welcher in dieser kreisrunden Ausnehmung aufgenommen werden kann und somit einfach mit der Positioniervorrichtung zu verbinden ist.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the receiving opening is circular. The circular mount makes it easier to pick up an industrial robot. Industrial robots preferably have a cylindrical base, which can be received in this circular recess and is therefore easy to connect to the positioning device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Aufnahmeöffnung Arretierbolzen zur temporären Verbindung der Positioniervorrichtung mit dem Manipulator angeordnet sind. Um den Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, an der Positioniervorrichtung zu fixieren, sind an dem Aufnahmeelement Arretierbolzen vorgesehen, mit welcher der Manipulator formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Positioniervorrichtung verbunden werden kann. Dadurch lässt sich der Manipulator gegen ein Verdrehen sichern und ermöglicht so die sichere Ausrichtung des Manipulators am Flugzeug.According to an advantageous development of the invention, it is provided that locking bolts for temporarily connecting the positioning device to the manipulator are arranged on the receiving opening. In order to fix the manipulator, in particular an industrial robot, to the positioning device, locking bolts are provided on the receiving element, with which the manipulator can be connected to the positioning device in a positive and / or non-positive manner. This allows the manipulator to be secured against twisting and enables the manipulator to be safely aligned on the aircraft.

In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Bügel und/oder an dem Aufnahmeelement Verriegelungselemente vorgesehen sind. Durch die Verriegelungselemente, insbesondere durch Kugelsperrbolzen, sind die beiden Stege des Aufnahmeelements miteinander verbindbar. Durch das Entfernen des Kugelsperrbolzens lassen sich die Stege aufklappen und der Topf mit dem Manipulator aus dem Aufnahmeelement entnehmen. Alternativ lassen sich die beiden Systeme auch durch Entfernen der beiden anderen Kugelsperrbolzen am Ende der Arme trennen. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Bügel zwischen einer Montageposition für eine Aufnahme des Manipulators und einer Bedienposition schwenkbar ist. Dadurch kann der Bügel als Absturzsicherung für einen in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulator dienen. Zudem kann durch den Bügel ein Führen des in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulators erleichtert werden, sodass der Manipulator von einer einzelnen Person positioniert und bedient werden kann.In a further improvement of the invention it is provided that locking elements are provided on the bracket and / or on the receiving element. The two webs of the receiving element can be connected to one another by the locking elements, in particular by ball locking bolts. By removing the ball lock pin, the webs can be opened and the pot with the manipulator can be removed from the receiving element. Alternatively, the two systems can also be separated by removing the other two ball lock pins at the end of the arms. In addition, it is provided that the bracket can be pivoted between an assembly position for receiving the manipulator and an operating position. As a result, the bracket can serve as a fall protection device for a manipulator accommodated in the positioning device. In addition, guiding the manipulator accommodated in the positioning device can be facilitated by the bracket, so that the manipulator can be positioned and operated by a single person.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Bügel und/oder an dem Aufnahmeelement Verriegelungselemente vorgesehen sind, um die Position des Aufnahmeelements und/oder des Manipulators relativ zu dem Bügel zu fixieren und eine Verdrehung um die erste Drehachse und um die zweite Drehachse zu unterbinden. Dadurch kann nach einer groben Vorpositionierung des Manipulators der Manipulator relativ zu dem Luftfahrzeug fixiert werden, sodass eine spätere genaue und exakte Positionierung zur Bearbeitung oder Analyse der Außenwand des Luftfahrzeuges durch eine Person erfolgen kann.In an advantageous development of the invention it is provided that locking elements are provided on the bracket and / or on the receiving element in order to fix the position of the receiving element and / or the manipulator relative to the bracket and a rotation about the first axis of rotation and about the second To prevent the axis of rotation. As a result, after a rough prepositioning of the manipulator, the manipulator can be fixed relative to the aircraft, so that a person can later perform a precise and exact positioning for processing or analyzing the outer wall of the aircraft.

Erfindungsgemäß wird ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem für die Außenwand eines Luftfahrzeuges vorgeschlagen, welches eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung sowie einen Manipulator aufweist, welcher in der Positioniervorrichtung aufgenommen ist. Durch ein solches Bearbeitungssystem ist die spanende Bearbeitung der Außenwand des Luftfahrzeuges, insbesondere ein Heraustrennen eines Rumpfsegmentes, möglich, um das entsprechende Rumpfsegment auszutauschen. Durch eine Diagnosevorrichtung kann die Außenwand des Luftfahrzeuges auf Beschädigungen untersucht werden, um eine mögliche Vorschädigung des Luftfahrzeuges zu erkennen, bevor es zu einem größeren Folgeschaden kommt.According to the invention, a processing or diagnostic system for the outer wall of an aircraft is proposed which has a positioning device according to the invention and a manipulator which is accommodated in the positioning device. Such a machining system enables machining of the outer wall of the aircraft, in particular removing a fuselage segment, in order to replace the corresponding fuselage segment. A diagnostic device can be used to examine the outer wall of the aircraft for damage in order to identify possible pre-damage to the aircraft before major consequential damage occurs.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem einen Industrieroboter umfasst. Ein Industrieroboter ist eine weit verbreitete und vergleichsweise kostengünstige Variante eines Manipulators. Industrieroboter können durch eine entsprechende Programmierung und eine Auswahl von Werkzeugen für verschiedene Aufgaben genutzt werden. So können sowohl durch eine entsprechende Werkzeugauswahl sowohl eine Diagnose, als auch eine Bearbeitung und Reparatur der Außenwand des Luftfahrzeuges durchgeführt werden.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the processing or diagnostic system comprises an industrial robot. An industrial robot is a widely used and comparatively inexpensive variant of a manipulator. With appropriate programming and a selection of tools, industrial robots can be used for various tasks. A diagnosis as well as a processing and repair of the outer wall of the aircraft can thus be carried out by means of a corresponding selection of tools.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Manipulator an oder nahe seinem Schwerpunkt in der Positioniervorrichtung gelagert ist. Durch eine Lagerung des Manipulators am Schwerpunkt bzw. in unmittelbarer Nähe des Schwerpunkts können die auftretenden Kräfte und Momente gleichmäßig in die Positioniervorrichtung eingeleitet werden, sodass die Gefahr eines Verkippens des Manipulators gegenüber der Positioniervorrichtung verringert wird.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the manipulator is mounted at or near its center of gravity in the positioning device. By mounting the manipulator at the center of gravity or in the immediate vicinity of the center of gravity, the forces and moments that occur can be introduced evenly into the positioning device, so that the risk of the manipulator tipping over relative to the positioning device is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter mindestens ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung der Außenwand des Luftfahrzeuges trägt. Durch ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung kann ein Teil der Außenwand zur Reparatur des Luftfahrzeuges aus der restlichen Außenwand herausgetrennt werden und durch ein neues, passendes Bauteil ersetzt werden. Dabei ist vorzugsweise das Heraustrennen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff (CFK), vorgesehen, wobei ein entsprechendes Ersatzteil das herausgetrennte Bauteil ersetzt. Das neue Bauteil wird vorzugsweise mittels eines Klebeprozesses fixiert, wodurch keine zusätzliche Bearbeitung der restlichen Außenwand des Luftfahrzeuges notwendig ist und somit die restliche Außenwand nicht zusätzlich geschwächt wird. Alternativ kann das erfindungsgemäße Bearbeitungs- oder Diagnosesystem auch zur Bearbeitung von Außenwänden aus Metall, insbesondere aus Aluminium, genutzt werden, um eine schnelle Überprüfung und ggf. Reparatur der Außenwand zu ermöglichen. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the industrial robot carries at least one tool for machining the outer wall of the aircraft. Using a machining tool, part of the outer wall for repairing the aircraft can be separated from the remaining outer wall and replaced with a new, suitable component. In this case, the removal of a component from a fiber composite material, in particular a plastic reinforced with carbon fibers (CFRP), is preferably provided, a corresponding spare part replacing the removed component. The new component is preferably fixed by means of an adhesive process, as a result of which no additional processing of the remaining outer wall of the aircraft is necessary and the remaining outer wall is therefore not additionally weakened. Alternatively, the processing or diagnostic system according to the invention can also be used for processing external walls made of metal, in particular aluminum, in order to enable the external wall to be checked and repaired quickly.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Industrieroboter ein Schneidwerkzeug, vorzugsweise ein Bohr- oder Fräswerkzeug, aufweist, welches zur spanenden Bearbeitung der Oberfläche des Flugzeuges vorgesehen ist.It is particularly preferred if the industrial robot has a cutting tool, preferably a drilling or milling tool, which is provided for machining the surface of the aircraft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter ein Klebewerkzeug aufweist. Bei der Reparatur einer Außenwand aus einem Faserverbundwerkstoff ist es vorteilhaft, wenn der Industrieroboter zur Einpassung eines Ersatzteiles ein Klebewerkzeug aufweist, mit welchem das Ersatzteil in die restliche Außenwand des Luftfahrzeuges eingeklebt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the industrial robot has an adhesive tool. When repairing an outer wall made of a fiber composite material, it is advantageous if the industrial robot has an adhesive tool for fitting a spare part, with which the spare part can be glued into the remaining outer wall of the aircraft.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter mindestens eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung der Außenwand des Luftfahrzeuges trägt. Um die Funktionsfähigkeit des Luftfahrzeuges nicht zu gefährden, ist eine zerstörungsfreie Prüfung der Außenwand in regelmäßigen Inspektionsintervallen notwendig. Dabei kann neben einer Sichtprüfung auf oberflächliche (sichtbare) Beschädigungen oder Risse auch eine zerstörungsfreie Materialprüfung erfolgen, welche durch den Industrieroboter ermöglicht wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the industrial robot carries at least one device for non-destructive testing of the outer wall of the aircraft. In order not to endanger the functionality of the aircraft, a non-destructive inspection of the outer wall is necessary at regular inspection intervals. In addition to a visual inspection for superficial (visible) damage or cracks, a non-destructive material inspection can also be carried out, which is made possible by the industrial robot.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung mindestens eine Quelle zur Emittierung von Radarwellen, Ultraschall, Röntgenstrahlen oder zur Thermographie aufweist. Die oben genannten Verfahren sind geeignet, um eine Außenwand aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Faserverbundwerkstoff zerstörungsfrei zu untersuchen. Dabei ist bevorzugt, wenn der Industrieroboter mindestens einen Prüfkopf trägt, mit dem eine solche zerstörungsfreie Prüfung durchgeführt werden kann.It is particularly preferred if the device for non-destructive testing has at least one source for emitting radar waves, ultrasound, X-rays or for thermography. The above-mentioned methods are suitable for the non-destructive examination of an outer wall made of a metallic material and / or a fiber composite material. It is preferred if the industrial robot carries at least one test head with which such a non-destructive test can be carried out.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

  • 1 einen Bügel einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung;
  • 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung;
  • 3 ein Aufnahmeelement einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung;
  • 4 eine weitere Ansicht einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung;
  • 5 ein Ausführungsbeispiel der Positioniervorrichtung, bei der ein Lagertopf in dem Aufnahmeelement aufgenommen ist;
  • 6 den Aufnahmetopf aus 5 in einer weiteren Darstellung;
  • 7 mehrere Ansichten einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung, in der ein Industrieroboter aufgenommen ist;
  • 8 den Anschlussbereich der Positioniervorrichtung für einen Fuß eines Manipulators in Detaildarstellung;
  • 9 eine Seitenhalterung der Positioniervorrichtung in Detaildarstellung;
  • 10 ein Sicherungselement zur Fixierung einer Position des Aufnahmeelements relativ zu dem Bügel der Positioniervorrichtung;
  • 11 eine Ansicht der Öffnung eines Haltebügels der Positioniervorrichtung in Detaildarstellung;
  • 12 eine weitere Ansicht des Haltebügels;
  • 13 eine Ansicht der Begrenzung der Aufnahmeöffnung der Positioniervorrichtung;
  • 14 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungs- oder Diagnosesystem an einer Außenwand eines Flugzeugrumpfes;
  • 15 das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem an einer Tragfläche eines Flugzeuges;
  • 16 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungs- oder Diagnosesystem;
  • 17 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Bearbeitungs- oder Diagnosesystems.
The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures. It shows
  • 1 a bracket of a positioning device according to the invention;
  • 2nd an embodiment of a positioning device according to the invention;
  • 3rd a receiving element of a positioning device according to the invention;
  • 4th another view of a positioning device according to the invention;
  • 5 an embodiment of the positioning device in which a bearing pot is received in the receiving element;
  • 6 the pot 5 in another representation;
  • 7 several views of a positioning device according to the invention, in which an industrial robot is accommodated;
  • 8th the connection area of the positioning device for a foot of a manipulator in detail;
  • 9 a side bracket of the positioning device in detail;
  • 10th a securing element for fixing a position of the receiving element relative to the bracket of the positioning device;
  • 11 a view of the opening of a bracket of the positioning device in detail;
  • 12th another view of the bracket;
  • 13 a view of the boundary of the receiving opening of the positioning device;
  • 14 a processing or diagnostic system according to the invention on an outer wall of an aircraft fuselage;
  • 15 the processing or diagnostic system on an aircraft wing;
  • 16 a processing or diagnostic system according to the invention;
  • 17th a further representation of a processing or diagnostic system according to the invention.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst einen in 1 detailliert dargestellten Bügel 30 sowie ein in 3 dargestelltes Aufnahmeelement 19. Der Bügel 30 umfasst einen ersten Bügelarm 58 und einen zweiten Bügelarm 59, welche an ihren jeweils ersten Enden 68, 69 über eine Querstange 60 miteinander verbunden sind. Die Querstange 60 weist ein im Wesentlichen rundes Profil auf. Alternativ kann die Querstange 60 auch ein Mehrkant-Profil, insbesondere ein Dreikant-, Vierkant- oder Sechskant-Profil, aufweisen. An der Querstange 60 ist ein Befestigungselement 63 angeordnet, welches drehfest, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung, mit der Querstange 60 verbunden ist. Die Bügelarme 58, 59 weisen in ihrem Verlauf von dem jeweils ersten Ende 68, 69 zu ihrem jeweils zweiten Ende 70, 71 einen S-Schlag 72 auf. Dadurch weisen die ersten Enden 68, 69 einen größeren Abstand voneinander auf als die zweiten Enden 70, 71. Dadurch kann zwischen den beiden ersten Enden 68, 69 zusätzlicher Platz geschaffen werden, um einen Manipulator 11 auch in horizontaler Lage um eine in 3 dargestellte B-Achse drehen zu können. An den jeweils zweiten Enden 70, 71 sind Aufnahmen 61 zu Aufnahme des in 3 dargestellten Aufnahmeelements 19 ausgebildet, welche eine formschlüssige oder kraftschlüssige Aufnahme des Aufnahmeelements 19 ermöglichen. Alternativ kann der Bügel 30 auch ohne eine Querstange 60 ausgeführt werden, wobei die Bügelarme 58, 59 dann direkt von einem Hebemittel 75 aufgenommen werden. Das Aufnahmeelement 19 weist einen ersten Ring 76 und einen konzentrisch zum ersten Ring 76 angeordneten zweiten Ring 77 auf, welche als kardanische Lagerung für einen in dem zweiten Ring 77 aufgenommenen Manipulator 11 dienen. Der erste Ring des Aufnahmeelements 19 ist in einem ersten Lager 78 mit einem ersten Gelenk 62 um eine Achse A - A drehbar in den Aufnahmen 61 des Bügels 30 gelagert. Der zweite Ring 77 ist in einem zweiten Lager 79 mit einem zweiten Gelenk 64 drehbar um eine Achse B - B gelagert, welche senkrecht zu der ersten Achse A - A verläuft.In 2nd is a positioning device according to the invention 10th shown. The positioning device 10th includes an in 1 detailed shown bracket 30th as well as an in 3rd shown receiving element 19th . The coat hanger 30th includes a first bracket arm 58 and a second bracket arm 59 , which at their first ends 68 , 69 over a crossbar 60 are interconnected. The crossbar 60 has an essentially round profile. Alternatively, the crossbar 60 also have a polygonal profile, in particular a triangular, square or hexagonal profile. On the crossbar 60 is a fastener 63 arranged, which is rotatably, for example by means of a welded connection, with the crossbar 60 connected is. The bow arms 58 , 59 point in their course from the first end 68 , 69 to their second end 70 , 71 an S-beat 72 on. This will cause the first ends to point 68 , 69 a greater distance apart than the second ends 70 , 71 . This allows between the first two ends 68 , 69 Additional space can be created around a manipulator 11 also in a horizontal position by one in 3rd to be able to rotate the B axis shown. At the second ends 70 , 71 are recordings 61 to include the in 3rd shown receiving element 19th formed which a positive or non-positive recording of the receiving element 19th enable. Alternatively, the bracket 30th even without a crossbar 60 are executed, the bow arms 58 , 59 then directly from a lifting device 75 be included. The receiving element 19th has a first ring 76 and one concentric to the first ring 76 arranged second ring 77 on which acts as a gimbal for one in the second ring 77 recorded manipulator 11 serve. The first ring of the receiving element 19th is in a first camp 78 with a first joint 62 rotatable about an axis A - A in the receptacles 61 of the bracket 30th stored. The second ring 77 is in a second camp 79 with a second joint 64 rotatably supported about an axis B - B which is perpendicular to the first axis A - A.

In 3 ist eine weitere Ansicht des Aufnahmeelements 19 der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Das Aufnahmeelement 19 umfasst einen Aufnahmering mit einem ersten Trägerelement 73 und einem zweiten Trägerelement 74. Die Trägerelemente 73, 74 sind durch Lagerstellen eines Gleitlagers 36 verbunden. Dabei ist der Aufnahmering des Aufnahmeelements 19 zerstörungsfrei teilbar und kann an in 9 dargestellten Scharnieren 35 aufgeklappt werden, sodass ein Manipulator 11, insbesondere ein Industrieroboter 21, in das Aufnahmeelement 19 eingeführt und in diesem aufgenommen werden kann. Dabei weist der Aufnahmering einen ersten Steg 44 und einen zweiten Steg 45 auf, welche jeweils über ein Scharnier 35 mit dem restlichen Abschnitt des Aufnahmerings verbunden sind. Die jeweils ersten Lager 78 sind vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet und erlauben eine Drehbewegung um die erste Drehachse A - A. Die jeweils zweiten Lager 79 sind als Gleitlager 36 ausgebildet und können einen Kragen 67 an dem Manipulator 11 oder einem Lagerelement 66 zur Lagerung des Manipulators 11 aufnehmen. Dabei sind sowohl an dem jeweils ersten Lager 78 als auch an dem zweiten Lager 79 ein Sicherungselement 14 vorgesehen, um nach einer Verdrehung die Position des Aufnahmeelements 19 bzw. des in dem Aufnahmeelement 19 aufgenommenen Manipulators 11 relativ zu der Positioniervorrichtung 10 zu sichern. Zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerelement 73, 74 ist ein Spalt 80 ausgebildet, welcher bei einem unterbrochenen Kragen 67 alternativ oder zusätzlich zu dem Gleitlager 36 als Lagerstelle genutzt werden kann.In 3rd is another view of the receiving element 19th the positioning device 10th shown. The receiving element 19th comprises a receiving ring with a first carrier element 73 and a second support element 74 . The support elements 73 , 74 are through bearings of a plain bearing 36 connected. Here is the receiving ring of the receiving element 19th non-destructively divisible and can be used in 9 shown hinges 35 unfolded so that a manipulator 11 , especially an industrial robot 21 , in the receiving element 19th can be introduced and included in this. The receiving ring has a first web 44 and a second bridge 45 on which each has a hinge 35 are connected to the remaining section of the receiving ring. The first camp 78 are preferably designed as slide bearings and allow a rotary movement about the first axis of rotation A - A. The second bearing in each case 79 are as plain bearings 36 trained and can have a collar 67 on the manipulator 11 or a bearing element 66 for storing the manipulator 11 record, tape. Both are on the first camp 78 as well as at the second camp 79 a securing element 14 provided to the position of the receiving element after rotation 19th or that in the receiving element 19th recorded manipulator 11 relative to the positioning device 10th to secure. Between the first and the second carrier element 73 , 74 is a crack 80 trained who with an interrupted collar 67 alternatively or in addition to the plain bearing 36 can be used as a storage location.

In 4 ist das Aufnahmeelement 19 in den Bügel 30 der Positioniervorrichtung 10 eingesetzt. Dabei kann der Manipulator 11 wahlweise in die bereits fertig montierte Positioniervorrichtung 10 eingesetzt werden, oder alternativ zunächst in das Aufnahmeelement 19 eingesetzt werden, wobei das Aufnahmeelement 19 mitsamt des im Aufnahmeelement 19 aufgenommenen Manipulators 11 dann in die Aufnahmen 61 an den jeweils zweiten Enden 70, 71 der Bügelarme 58, 59 eingesetzt und mit diesen verbunden werden.In 4th is the receiving element 19th in the temple 30th the positioning device 10th used. The manipulator can 11 optionally in the already assembled positioning device 10th are used, or alternatively first in the receiving element 19th are used, the receiving element 19th together with the in the receiving element 19th recorded manipulator 11 then in the recordings 61 at the second ends 70 , 71 the bow arms 58 , 59 used and connected to them.

In 5 ist ein in das Aufnahmeelement 19 eingesetztes Lagerelement 66 zur Lagerung des Manipulators 11 dargestellt. Dabei kann durch das Lagerelement 66 die Position des Manipulators 11 relativ zu dem Aufnahmeelement 19 angepasst werden, um eine Aufnahme des Manipulators 11 nahe seinem Schwerpunkt zu ermöglichen. Das Lagerelement 66 weist einen in 6 dargestellten Kragen 67 auf, welcher in den Lagerstellen des Gleitlagers 36 aufgenommen werden kann und somit eine einfache Verdrehung des Manipulators 11 um die zweite Drehachse B - B ermöglicht. Somit kann der in der Positioniervorrichtung 10 aufgenommene Manipulator 11 ebenso wie bei der in 2 dargestellten kardanischen Lagerung um zwei Achsen gedreht werden und durch das Hebemittel 75 in der Höhe angepasst werden, sodass quasi jede Position relativ zu der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 erreicht werden kann.In 5 is a in the receiving element 19th used bearing element 66 for storing the manipulator 11 shown. It can through the bearing element 66 the position of the manipulator 11 relative to the receiving element 19th be adjusted to accommodate the manipulator 11 close to its center of gravity. The bearing element 66 has one in 6 illustrated collar 67 on which in the bearings of the plain bearing 36 can be recorded and thus a simple rotation of the manipulator 11 around the second axis of rotation B - B enables. Thus, the in the positioning device 10th recorded manipulator 11 just like in the 2nd shown gimbal bearing can be rotated around two axes and by the lifting means 75 can be adjusted in height so that almost every position relative to the outer wall 101 of the aircraft 100 can be achieved.

7 zeigt eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 10 zur Positionierung eines Manipulators 11 an einer Außenwand 101 eines Luftfahrzeuges 100, insbesondere eines Flugzeuges 102. Der Manipulator 11 weist Befestigungsmittel 12 in Form von Saugnäpfen 17 zur zerstörungsfreien, reversibel lösbaren Verbindung der Positioniervorrichtung 10 mit der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 auf. Die Positioniervorrichtung 10 weist in dem Aufnahmeelement 19 eine Aufnahmeöffnung 13 zur Aufnahme des Manipulators 11, insbesondere eines Industrieroboters 21, auf. Ferner sind an dem Manipulator 11 zwei Arme 15, 15a, 15b ausgebildet. An den Enden 16, 16a, 16b der Arme 15, 15a, 15b sowie in Verlängerung der Aufnahmeöffnung 13 sind drei Befestigungsmittel 12, 17 angeordnet, mit denen eine Dreipunkt-Auflage des Manipulators 11 bzw. der Positioniervorrichtung 10 an der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 möglich ist. Die Arme 15 und die Befestigungsmittel 12, 17 können alternativ auch Teil eines Grundgerüsts 20 des Manipulators 11 oder der Positioniervorrichtung 10 sein, in welchem das Aufnahmeelement 19 drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst ferner einen Bügel 30, mit welchem die Positioniervorrichtung 10 an einem Hebemittel 75 befestigbar ist, wobei der Bügel 30 um die erste Drehachse A - A an dem Aufnahmeelement 19 schwenkbar ist. Die Positioniervorrichtung 10 weist eine hinreichende Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit auf, um auch schwere Manipulatoren 11 wie beispielsweise Industrieroboter 21 mit einem Gewicht von mehr als 50 kg aufnehmen zu können. 7 shows a positioning device according to the invention 10th for positioning a manipulator 11 on an outer wall 101 of an aircraft 100 , especially an airplane 102 . The manipulator 11 has fasteners 12th in the form of suction cups 17th for non-destructive, reversibly detachable connection of the positioning device 10th with the outer wall 101 of the aircraft 100 on. The positioning device 10th points in the receiving element 19th a receiving opening 13 to accommodate the manipulator 11 , especially an industrial robot 21 , on. Also on the manipulator 11 two arms 15 , 15a , 15b educated. To the end up 16 , 16a , 16b the poor 15 , 15a , 15b as well as in the extension of the receiving opening 13 are three fasteners 12th , 17th arranged with which a three-point support of the manipulator 11 or the positioning device 10th on the outer wall 101 of the aircraft 100 is possible. The poor 15 and the fasteners 12th , 17th can alternatively also be part of a basic framework 20th of the manipulator 11 or the positioning device 10th be in which the receiving element 19th is rotatably or pivotally mounted. The positioning device 10th further includes a bracket 30th with which the positioning device 10th on a lifting device 75 is attachable, the bracket 30th around the first axis of rotation A - A on the receiving element 19th is pivotable. The positioning device 10th has sufficient bending stiffness and torsional stiffness to handle heavy manipulators 11 such as industrial robots 21 with a weight of more than 50 kg.

In 8 ist ein Anschlussbereich der Positioniervorrichtung 10 für einen zylindrischen Fuß des Manipulators 11 gezeigt. Der Anschlussbereich weist eine Anschlussschraube 40 zur Fixierung des Grundgerüstes 20 des Manipulators 11 auf. Die Seitenhalterung weist ferner eine Fußplatte 41 auf, welche mittels einer weiteren Anschlussschraube 52 mit dem Grundgerüst 20 des Manipulators 11 verbindbar ist. Der Manipulator 11 wird an der Fußplatte 41 der Positioniervorrichtung 10 über eine Gewindebohrung fixiert. Zusätzlich kann die Fußplatte 41 eine Öffnung 54 für einen Passstift 39 aufweisen, um eine exaktere Positionierung des Fußes des Manipulators 11 zu ermöglichen. An dem Grundgerüst 20, insbesondere an der Fußplatte 41, sind Anschlusselemente 43 vorgesehen, mit denen eine Blechverkleidung 42 die Fußplatte 41 mit dem Kragen 67 verbindet und somit eine Lagerung des Manipulators 11 im Schwerpunkt ermöglicht. Alternativ kann das Grundgerüst 20 auch Teil der Positioniervorrichtung 10 sein.In 8th is a connection area of the positioning device 10th for a cylindrical base of the manipulator 11 shown. The connection area has a connection screw 40 for fixing the basic framework 20th of the manipulator 11 on. The side bracket also has a footplate 41 on, which by means of a further connection screw 52 with the basic framework 20th of the manipulator 11 is connectable. The manipulator 11 is on the footplate 41 the positioning device 10th fixed via a threaded hole. In addition, the footplate 41 an opening 54 for a dowel pin 39 have a more precise positioning of the foot of the manipulator 11 to enable. On the basic structure 20th , especially on the footplate 41 , are connection elements 43 provided with a sheet metal cladding 42 the footplate 41 with the collar 67 connects and thus a storage of the manipulator 11 in focus. Alternatively, the basic framework 20th also part of the positioning device 10th be.

In 9 ist eine Seitenhalterung der Positioniervorrichtung 10 gezeigt. Die Seitenhalterung umschließt die zylindrische Aufnahmeöffnung 13 und weist ein Scharnier 35 auf, mit welchem ein in 3 dargestellter Steg 44, 45 des Aufnahmeelements 19 schwenkbar an dem Grundgerüst 20 der Positioniervorrichtung 10 befestigt ist. Die Seitenhalterung weist ferner ein Gleitlager 36, ein Blech 37 und einen Haltering 38 auf.In 9 is a side bracket of the positioning device 10th shown. The side bracket encloses the cylindrical receiving opening 13 and has a hinge 35 on which one in 3rd shown footbridge 44 , 45 of the receiving element 19th pivotable on the basic structure 20th the positioning device 10th is attached. The side bracket also has a plain bearing 36 , a sheet 37 and a retaining ring 38 on.

In 10 ist ein Sicherungselement 14 zur Fixierung einer Position eines in der Positioniervorrichtung 10 aufgenommenen Manipulators 11 dargestellt. Das Sicherungselement 14 umfasst einen Arretierbolzen 18 und eine gelochte Scheibe 53. An der gelochten Scheibe 53 ist ein Anschluss 31 für den Bügel 30 befestigt, sodass die Position des Bügels 30 durch ein Einrasten des Arretierbolzens 18 in der gelochten Scheibe 53 fixiert werden kann und eine Arretierung relativ zu der ersten Drehachse A - A möglich ist.In 10th is a security element 14 for fixing a position in the positioning device 10th recorded manipulator 11 shown. The securing element 14 includes a locking bolt 18th and a perforated disc 53 . On the perforated disc 53 is a connection 31 for the bracket 30th attached so that the position of the bracket 30th by engaging the locking bolt 18th in the perforated disc 53 can be fixed and a lock relative to the first axis of rotation A - A is possible.

In 11 ist eine weitere Ansicht der Aufnahmeöffnung 13 des Aufnahmeelements 19 der Positioniervorrichtung 10 gezeigt. Das Aufnahmeelement 19 umfasst einen ersten Steg 44 und einen zweiten Steg 45, welche mittels eines in 12 dargestellten Verschlusses 47 verbunden sind. An dem Aufnahmeelement 19 ist ein Sicherungselement 14 in Form eines Arretierbolzens 33 ausgebildet, mit welchem an einer Arretierung 55 eine Fixierung relativ zu der zweiten Drehachse B - B möglich ist. Der erste und der zweite Steg 44, 45 sind jeweils über Gelenkbolzen 46 mit dem Grundgerüst 20 der Positioniervorrichtung 10 verbunden. An dem Aufnahmeelement 19 sind eine Sicherungslasche 34 und eine Ringhalterung 32 ausgebildet.In 11 is another view of the receiving opening 13 of the receiving element 19th the positioning device 10th shown. The receiving element 19th includes a first web 44 and a second bridge 45 which by means of an in 12th shown closure 47 are connected. On the receiving element 19th is a security element 14 in the form of a locking bolt 33 trained with which on a lock 55 a fixation relative to the second axis of rotation BB is possible. The first and the second bridge 44 , 45 are each via hinge pins 46 with the basic framework 20th the positioning device 10th connected. On the receiving element 19th are a securing tab 34 and a ring holder 32 educated.

In 12 und 13 sind weitere Ansichten der Begrenzung der Aufnahmeöffnung 13 der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. 12 zeigt eine weitere Ansicht des in 11 dargestellten Abschnitts der Begrenzung der Aufnahmeöffnung 13. Dabei ist zu erkennen, dass an dem Steg 45 ein Arretierbolzen 18 zur Fixierung einer Position angeordnet ist.In 12th and 13 are further views of the boundary of the receiving opening 13 the positioning device 10th shown. 12th shows another view of the in 11 shown section of the boundary of the receiving opening 13 . It can be seen that on the web 45 a locking bolt 18th is arranged to fix a position.

13 zeigt einen dem in 11 und 12 gegenüberliegenden Halbkreisbogen des Aufnahmeelements 19. Das Aufnahmeelement 19 weist einen dritten Steg 48 auf, an dem eine Rückhalterung 50 zur Aufnahme des Fußes des Manipulators 11 ausgebildet ist. Der dritte Steg 48 ist an einem Seitenteil 49 des Grundgerüstes 20 mittels einer Schraubverbindung 51 befestigt. 13 shows you one in 11 and 12th opposite semicircular arc of the receiving element 19th . The receiving element 19th has a third web 48 on which a retainer 50 to hold the base of the manipulator 11 is trained. The third footbridge 48 is on a side part 49 of the basic structure 20th by means of a screw connection 51 attached.

Dabei sind Passstifte 39 vorgesehen, um eine genauere relative Lage des dritten Steges 48 bezüglich der Seitenteile 49 zu ermöglichen.There are dowel pins 39 provided for a more accurate relative location of the third land 48 regarding the side parts 49 to enable.

In 14 ist ein Einsatz des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 an einer Außenwand 101 eines Flugzeuges 102, insbesondere eines Flugzeugrumpfes 103 dargestellt. Dabei ist die Positioniervorrichtung 10 mittels der Saugnäpfe 17 an den Enden 16 der beiden Arme 15 sowie mit einem Saugnapf 17 am Schwerpunkt mit einer Dreipunktlage auf der Außenwand 101 befestigt, sodass ein Verkippen der Positioniervorrichtung 10 bzw. des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 ausgeschlossen ist. Dabei ist der Industrieroboter 21 durch den Bügel 30 zusätzlich gesichert, sodass ein Herausfallen des Industrieroboters 21 aus der Positioniervorrichtung 10 durch diese zusätzliche Sicherungsmaßnahme unterbunden wird.In 14 is an application of the processing or diagnostic system 1 on an outer wall 101 of an airplane 102 , in particular an aircraft fuselage 103 shown. The positioning device 10th by means of the suction cups 17th at the ends 16 of the two arms 15 as well as with a suction cup 17th at the center of gravity with a three-point position on the outer wall 101 attached so that the positioning device tilts 10th or the processing or diagnostic system 1 is excluded. Here is the industrial robot 21 through the bracket 30th additionally secured so that the industrial robot falls out 21 from the positioning device 10th is prevented by this additional security measure.

In 15 ist ein weiterer Einsatz der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Dabei wird die Positioniervorrichtung an der Unterseite einer Tragfläche 104 angebracht. Alternativ kann die Positioniervorrichtung 10 bzw. das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 auch an einem Leitwerk 105 des Flugzeugs 102 befestigt und eingesetzt werden.In 15 is another use of the positioning device 10th shown. The positioning device is located on the underside of a wing 104 appropriate. Alternatively, the positioning device 10th or the processing or diagnostic system 1 also on a tail unit 105 of the plane 102 attached and used.

In 16 ist ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 für ein Luftfahrzeug 100 dargestellt. Das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 umfasst eine Positioniervorrichtung 10 und einen Manipulator 11, insbesondere einen Industrieroboter 21. Der Manipulator 11 ist dabei mit einem zylindrischen Fuß 57 nahe seinem Schwerpunkt 56 in dem Aufnahmeelement 19 der Positioniervorrichtung 10 aufgenommen. Der Industrieroboter 21 ist mit mindestens einem Werkzeug 22, vorzugsweise mit mehreren Werkzeugen 22 ausgerüstet, mit denen eine Diagnose und/oder Bearbeitung einer Außenwand 101 eines Luftfahrzeuges 100 möglich ist. Vorzugsweise trägt der Industrieroboter 21 ein Schneidwerkzeug 23, insbesondere ein Bohrwerkzeug 24 oder ein Fräswerkzeug 25. Der Industrieroboter 21 kann ferner ein Klebewerkzeug 27 oder eine Vorrichtung 28 zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere eine Ultraschalleinheit 26, aufweisen, wobei die Vorrichtung 28 eine Quelle zur Emittierung von Ultraschall, Radarwellen, Röntgenstrahlen oder zur Thermographie aufweist. Der Industrieroboter 21 kann ferner eine Quelle zur Emittierung von sichtbarem Licht, insbesondere von Laserstrahlen, aufweisen, um eine zerstörungsfreie Prüfung des Luftfahrzeuges 100 zu ermöglichen. Die Positioniervorrichtung 10 ist mittels des Bügels 30 an einem Stativ befestigt.In 16 is a processing or diagnostic system 1 for an aircraft 100 shown. The processing or diagnostic system 1 comprises a positioning device 10th and a manipulator 11 , especially an industrial robot 21 . The manipulator 11 is with a cylindrical foot 57 close to its center of gravity 56 in the receiving element 19th the positioning device 10th added. The industrial robot 21 is with at least one tool 22 , preferably with several tools 22 equipped with which a diagnosis and / or processing of an outer wall 101 of an aircraft 100 is possible. The industrial robot preferably carries 21 a cutting tool 23 , especially a drilling tool 24th or a milling tool 25th . The industrial robot 21 can also use an adhesive tool 27 or a device 28 for non-destructive material testing, especially an ultrasonic unit 26 , Have, the device 28 has a source for emitting ultrasound, radar waves, X-rays or for thermography. The industrial robot 21 can furthermore have a source for emitting visible light, in particular laser beams, for a non-destructive testing of the aircraft 100 to enable. The positioning device 10th is by means of the bracket 30th attached to a tripod.

In 17 ist ein weiterer Einsatz des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 an einer Außenwand 101 eines Flugzeugrumpfes 103 dargestellt. Dabei ist die Positioniervorrichtung 10 über den Bügel 30 mit einem Stativ verbunden, welches eine Positionierung der Positioniervorrichtung 10 an der Außenwand 101 des Flugzeuges 102 erleichtert.In 17th is another use of the processing or diagnostic system 1 on an outer wall 101 of an aircraft fuselage 103 shown. The positioning device 10th over the bracket 30th connected to a tripod, which is a positioning of the positioning device 10th on the outer wall 101 of the plane 102 facilitated.

Die Positionierung und/oder Montage des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 kann mit einfachen Hilfsmitteln wie einem Deckenkran oder einem Gabelstapler oder einem mobilen Lastenlift erfolgen, sodass eine einfache und schnelle Montage möglich ist. Durch die Positioniervorrichtung 10 ist eine Aufnahme des Industrieroboters 21 an oder nahe seinem Massenschwerpunkt 56 möglich. Ein Bewegen des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 inklusive der Positioniervorrichtung 10 ist sowohl vom Boden als auch von einer Decke aus möglich. Die Sicherstellung der Position während des Betriebes kann ebenfalls mittels eines Krans oder eines mobilen Lastenliftes erfolgen. Somit ermöglicht die Erfindung eine Verwendung des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 oberhalb und unterhalb eines Luftfahrzeuges 100. Durch die Lagerung, welche sich nahe dem Schwerpunkt 56 befindet, ist es möglich, den Industrieroboter 21 manuell, insbesondere von nur einer Person, innerhalb der Positioniervorrichtung 10 zu bewegen. Die Sicherung der Lage erfolgt durch die Arretierbolzen 18 bzw. die Sicherungselemente 14. Durch eine Rotation des Bearbeitungssystems 1 in der Positioniervorrichtung 10 lässt sich das Bearbeitungssystem 1 auf beliebig ausgerichteten Strukturen anbringen.The positioning and / or assembly of the processing or diagnostic system 1 can be done with simple tools such as a ceiling crane or a forklift or a mobile goods lift, so that simple and quick installation is possible. Through the positioning device 10th is a photo of the industrial robot 21 at or near its center of mass 56 possible. Moving the machining or diagnostic system 1 including the positioning device 10th is possible both from the floor and from a ceiling. The position can also be secured during operation by means of a crane or a mobile goods lift. The invention thus enables the processing or diagnostic system to be used 1 above and below an aircraft 100 . Due to the storage, which is close to the center of gravity 56 it is possible to use the industrial robot 21 manually, in particular by only one person, within the positioning device 10th to move. The position is secured by the locking bolts 18th or the securing elements 14 . By rotating the machining system 1 in the positioning device 10th the machining system 1 attach to structures of any orientation.

Claims (22)

Positioniervorrichtung (10) zur Positionierung eines Manipulators (11) an einer Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100), umfassend - einen Bügel (30) mit einem ersten Bügelarm (58) und einem zweiten Bügelarm (59), - ein Aufnahmeelement (19) zur Aufnahme eines Manipulators (11), wobei - die Bügelarme (58, 59) jeweils ein erstes Ende (68, 69) zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel (75) aufweisen, wobei - die Bügelarme (58, 59) jeweils an ihrem dem ersten Ende (68, 69) abgewandten zweiten Ende (70, 71) eine Aufnahme (61) zur Aufnahme des Aufnahmeelements (19) aufweisen, wobei - das Aufnahmeelement (19) in dem Bügel (30) drehbar um eine erste Drehachse (A - A) gelagert ist, und wobei - eine Aufnahme des Aufnahmeelements (19) oder ein in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommener Manipulator (11) um eine zweite Drehachse (B - B) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (B - B) senkrecht zu der ersten Drehachse (A - A) verläuft, wobei - das Aufnahmeelement (19) derart in den Aufnahmen (61) an den zweiten Enden (70, 71) der Bügelarme (58, 59) aufgenommen ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen (61) durch den Schwerpunkt des Aufnahmeelements (19) und/oder eines in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommenen Manipulators (11) verläuft.Positioning device (10) for positioning a manipulator (11) on an outer wall (101) of an aircraft (100), comprising a bracket (30) with a first bracket arm (58) and a second bracket arm (59), - A receiving element (19) for receiving a manipulator (11), wherein - The bracket arms (58, 59) each have a first end (68, 69) for at least indirect attachment to a lifting means (75), wherein - The bracket arms (58, 59) each have at their second end (68, 69) facing away from the second end (70, 71) a receptacle (61) for receiving the receiving element (19), wherein - The receiving element (19) in the bracket (30) is rotatably mounted about a first axis of rotation (A - A), and wherein - A receptacle of the receiving element (19) or a manipulator (11) accommodated in the receiving element (19) is rotatably mounted about a second axis of rotation (B - B), the second axis of rotation (B - B) perpendicular to the first axis of rotation (A - A) runs, whereby - The receiving element (19) in the receptacles (61) at the second ends (70, 71) of the bracket arms (58, 59) is received in such a way that a connecting line between the receptacles (61) through the center of gravity of the receiving element (19) and / or a manipulator (11) accommodated in the receiving element (19). Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils ersten Enden (68, 69) der Bügelarme (58, 59) über eine Querstange (60) miteinander verbunden sind.Positioning device (10) after Claim 1 , characterized in that the respective first ends (68, 69) of the bracket arms (58, 59) are connected to one another via a crossbar (60). Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Querstange (60) ein Befestigungselement (63) zur Befestigung an dem Hebemittel (75) ausgebildet ist.Positioning device (10) after Claim 2 , characterized in that a fastening element (63) for fastening to the lifting means (75) is formed on the crossbar (60). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Enden (68, 69) der Bügelarme (58, 59) einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die zweiten Enden (70, 71).Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the first ends (68, 69) of the bracket arms (58, 59) are at a greater distance from one another than the second ends (70, 71). Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügelarm (58) und der zweite Bügelarm (59) jeweils einen S-Schlag (72) aufweisen.Positioning device (10) after Claim 4 , characterized in that the first bracket arm (58) and the second bracket arm (59) each have an S-lay (72). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) zerstörungsfrei teilbar ist. Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the receiving element (19) can be divided without destruction. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) mindestens ein Scharnier (35) aufweist, an dem ein Teilsegment (44, 45) des Aufnahmeelements (19) aufklappbar ist.Positioning device (10) after Claim 6 , characterized in that the receiving element (19) has at least one hinge (35) on which a partial segment (44, 45) of the receiving element (19) can be opened. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufklappbaren Teilsegment (44, 45) ein Sicherungselement (14) zugeordnet ist, mit welchem das aufklappbare Teilsegment (44, 45) an dem Aufnahmeelement (19) verriegelbar ist.Positioning device (10) after Claim 7 , characterized in that the hinged partial segment (44, 45) is assigned a securing element (14) with which the hinged partial segment (44, 45) can be locked on the receiving element (19). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) einen ersten Ring (76) und einen zweiten Ring (77) aufweist, wobei der zweite Ring (77) konzentrisch zu dem ersten Ring (76) angeordnet ist, wobei der erste Ring (76) über erste Lager (78) drehbar in dem Aufnahmeelement (19) gelagert ist und der zweite Ring (77) über zweite Lager (79) drehbar in dem ersten Ring (76) gelagert ist.Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 8th characterized in that the receiving element (19) has a first ring (76) and a second ring (77), the second ring (77) being arranged concentrically to the first ring (76), the first ring (76) is rotatably supported in the receiving element (19) via first bearings (78) and the second ring (77) is rotatably supported in the first ring (76) via second bearings (79). Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lager (78) und die zweiten Lager (79) jeweils um 90° versetzt an dem ersten Ring (76) angeordnet sind.Positioning device (10) after Claim 9 , characterized in that the first bearings (78) and the second bearings (79) are each offset by 90 ° on the first ring (76). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) ein Gleitlager (36) aufweist, wobei ein Kragen (67) des Manipulators (11) oder ein Kragen (67) eines Lagerelements (66) zur Aufnahme des Manipulators (11) in dem Gleitlager (36) drehbar gelagert ist.Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 10th characterized in that the receiving element (19) has a slide bearing (36), a collar (67) of the manipulator (11) or a collar (67) of a bearing element (66) for receiving the manipulator (11) in the slide bearing ( 36) is rotatably mounted. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (66) als ein Lagertopf mit einem Kragen (67) ausgebildet ist, welcher derart ausgebildet ist, um den Manipulator (11) so aufzunehmen, dass der Schwerpunkt des Manipulators (11) zumindest auf Höhe der ersten Drehachse (A - A) und der zweiten Drehachse (B - B) liegt.Positioning device (10) after Claim 11 , characterized in that the bearing element (66) is designed as a bearing pot with a collar (67) which is designed to accommodate the manipulator (11) such that the center of gravity of the manipulator (11) is at least at the level of the first axis of rotation (A - A) and the second axis of rotation (B - B). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (10) mindestens ein Befestigungsmittel (12) zur zerstörungsfreien, reversiblen Verbindung der Positioniervorrichtung (10) an der Außenwand (101) des Luftfahrzeuges (100), und mindestens ein Verbindungs- oder Sicherungselement (14) zur Sicherung einer Position des in der Positioniervorrichtung (10) aufgenommenen Manipulators (11) relativ zur Positioniervorrichtung (10) aufweist.Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 12th , characterized in that the positioning device (10) has at least one fastening means (12) for the non-destructive, reversible connection of the positioning device (10) to the outer wall (101) of the aircraft (100), and at least one connecting or securing element (14) for securing a position of the manipulator (11) accommodated in the positioning device (10) relative to the positioning device (10). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aufnahmeelement (19) Arretierbolzen (14, 18) zur temporären Unterbindung einer Drehung des Manipulators (11) um die zweite Drehachse (B - B) der Positioniervorrichtung (10) angeordnet sind.Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 13 , characterized in that locking bolts (14, 18) for temporarily preventing rotation of the manipulator (11) about the second axis of rotation (BB) of the positioning device (10) are arranged on the receiving element (19). Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bügel (30) und/oder an dem Aufnahmeelement (19) Verriegelungselemente (14, 18) vorgesehen sind, um die Position des Aufnahmeelements (19) und/oder des Manipulators (11) relativ zu dem Bügel (30) zu fixieren und eine Verdrehung um die erste Drehachse (A - A) und um die zweite Drehachse (B - B) zu unterbinden.Positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 14 , characterized in that locking elements (14, 18) are provided on the bracket (30) and / or on the receiving element (19) in order to adjust the position of the receiving element (19) and / or the manipulator (11) relative to the bracket ( 30) and prevent twisting around the first axis of rotation (A - A) and around the second axis of rotation (B - B). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) für die Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100), umfassend eine Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 sowie einen Manipulator (11), welcher in der Positioniervorrichtung (10) aufgenommen ist.Processing or diagnostic system (1) for the outer wall (101) of an aircraft (100), comprising a positioning device (10) according to one of the Claims 1 to 15 and a manipulator (11) which is accommodated in the positioning device (10). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (11) einen Industrieroboter (21) umfasst.Processing or diagnostic system (1) according to Claim 16 , characterized in that the manipulator (11) comprises an industrial robot (21). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (11) nahe oder an seinem Schwerpunkt (56) in der Positioniervorrichtung (10) aufgenommen ist.Processing or diagnostic system (1) according to Claim 16 or 17th , characterized in that the manipulator (11) is received near or at its center of gravity (56) in the positioning device (10). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (21) mindestens ein Werkzeug (22) zur spanenden Bearbeitung der Außenwand (101) des Luftfahrzeuges (100) trägt.Processing or diagnostic system (1) according to one of the Claims 17 or 18th , characterized in that the industrial robot (21) carries at least one tool (22) for machining the outer wall (101) of the aircraft (100). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (22) zur spanenden Bearbeitung der Außenwand (101) ein Schneidwerkzeug, ist.Processing or diagnostic system (1) according to Claim 19 , characterized in that the tool (22) for machining the outer wall (101) is a cutting tool. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (21) ein Klebewerkzeug (27) aufweist.Processing or diagnostic system (1) according to one of the Claims 17 to 20th , characterized in that the industrial robot (21) has an adhesive tool (27). Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (21) mindestens eine Vorrichtung (28) zur zerstörungsfreien Prüfung der Außenwand (101) des Luftfahrzeuges (100) trägt.Processing or diagnostic system (1) according to Claim 17 to 21 , characterized in that the industrial robot (21) carries at least one device (28) for the non-destructive testing of the outer wall (101) of the aircraft (100).
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