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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Positionierungsvorrichtung zur Positionierung eines auf der Positionierungsvorrichtung aufliegenden Bauteils mittels wenigstens einer variablen Positionierstelle, wobei die Positionierungsvorrichtung wenigstens ein zwischen einem ersten Referenzpunkt und einem zweiten Referenzpunkt längserstrecktes Referenzelement aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzpunkt wenigstens eine Mess- und Stelleinrichtung aufweist, wobei die Mess- und Stelleinrichtung eine Messvorrichtung aufweist, und wobei die Messvorrichtung zur Bestimmung der Relativposition der Messvorrichtung und des Referenzelements in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Referenzelements konfiguriert ist.
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Vorrichtungen zur Bestimmung der Lage bzw. Positionierung sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2009 021 483 B3 eine Einrichtung und ein Verfahren zur Positions- und Lagebestimmung bekannt, bei der zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse, insbesondere zur hochgenauen Führung einer mobilen Werkzeugmaschine oder eines speziellen Messsystems, ein auf einem Tragemittel montierter erster 2D-Positionssensor zur Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage des ersten 2D-Positionssensors relativ zu einer Bezugsachse in einer ersten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, ein zweiter 2D-Positionssensor, der in Richtung der Bezugsachse beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor auf dem Tragemittel montiert ist, zur Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage des zweiten 2D-Positionssensors relativ zu der Bezugsachse in einer zweiten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, sowie ein Neigungssensor zur Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels um eine Rotationsachse parallel zur Bezugsachse angeben. Aus diesen Daten ist die Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse und die Orientierung des Tragemittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen ermittelbar.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 003 556 B3 offenbart ferner eine Werkzeug-Sensor-Einheit mit einem relativ zu einem Referenzbauteil positionierbaren Werkzeug, wobei die Werkzeug-Sensor-Einheit einen Sensor zur Gewinnung von Positionsdaten, welche die Position des Werkzeugs relativ zu dem Referenzbauteil beschreiben, und einen gemeinsam mit dem Sensors verbundenen Datenspeicher für Kalibrierdaten des Sensors aufweist. Der Sensor dient dazu, das Werkzeug positionsgenau an einen beliebigen Zielort zu führen. Das Bereitstellen der Kalibrierdaten durch den Datenspeicher ermöglicht gleichzeitig einen schnellen Austausch des Sensors gegen einen Ersatzsensor.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2007 020 400 A1 ist darüber hinaus eine Anlage zum Belegen von Trägerplatten mit Folien bekannt, bei welcher die Position und die Ausrichtung der von einem Folienstapel abgenommenen Folie mit einer oder mehrerer Messeinrichtungen bestimmt werden.
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Eine Positioniervorrichtung zum Positionieren von Anlagen und Anlagenkomponenten in einer Fertigungsanlage für Fahrzeugkarosserien und Karosserieteilen, welche eine Montagehilfe mit einem Peilmittel aufweist, ist aus der Druckschrift
DE 202 04 585 U1 bekannt. Das Peilmittel umfasst eine Einrichtung zur Höhenmessung, um eine möglichst genaue Höhenvermessung bei der Positionierung der Anlage und der Anlagenkomponente zu ermöglichen.
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Ferner offenbart die Druckschrift
EP 1 476 085 B1 eine Schablone zur Führung eines chirurgischen Bearbeitungswerkzeugs, welche für einen chirurgischen Eingriff in einer bestimmten Position an einem Knochen festlegbar ist.
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Solche Lage- und Positionierungssystem müssen lediglich eine Relativposition beispielsweise einer mobilen Werkzeugmaschine relativ zu einem feststehenden, zu bearbeitenden Werkstück einhalten; eine Wechselwirkung beispielsweise zwischen der Positionierung der Werkzeugmaschine einerseits und dem Eigengewicht des Werkstücks und/oder der Werkzeugmaschine andererseits findet nicht statt.
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Bei der Montage sehr großer Bauteile, wie Tragflächen von Flugzeugen oder Rotorblättern von Windkraftmaschinen, ist die Auflage-Vorrichtung (beispielsweise ein Rahmen), in der die Montage stattfindet, unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt. Beispielsweise führt die Zuladung von Bauteilen bei sehr großen Montagevorrichtungen aufgrund der Steifigkeit-Eigenmasse-Problematik zu Verformungen der Vorrichtung, die die zulässigen Toleranzen in einzelnen Montagestufen überschreiten. Auch thermische Einflüsse verändern die Bauteilauflagepunkte in der Vorrichtung und führen zu Positionierfehlern der Bauteile während der Montage.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Positionierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche es ermöglicht, eine genaue Positionierung eines Bauteils, beispielsweise mit Blick auf einen Montagevorgang des Bauteils oder an dem Bauteil, zu ermöglichen, insbesondere auch für Fälle von großen und/oder schweren Bauteilen wie Tragflächen von Flugzeugen oder Rotorblättern von Windkraftmaschinen.
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Offenbarung der Erfindung
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Positionierungsvorrichtung zur Positionierung eines auf der Positionierungsvorrichtung aufliegenden Bauteils mittels wenigstens einer variablen Positionierstelle, wobei die Positionierungsvorrichtung wenigstens ein zwischen einem ersten Referenzpunkt und einem zweiten Referenzpunkt längserstrecktes Referenzelement aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzpunkt wenigstens eine Mess- und Stelleinrichtung aufweist, wobei die Mess- und Stelleinrichtung eine Messvorrichtung aufweist, wobei die Messvorrichtung zur Bestimmung der Relativposition der Messvorrichtung und des Referenzelements in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Referenzelements konfiguriert ist, wobei die Mess- und Stelleinrichtung eine Stellvorrichtung aufweist, wobei die Stellvorrichtung konfiguriert ist, in Abhängigkeit der Relativposition der Messvorrichtung und des Referenzelements eine Positionsänderung der variablen Positionierstelle der Positionierungsvorrichtung zu bewirken.
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Die erfindungsgemäße Positionierungsvorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass in einfacher Weise eine genaue Positionierung des Bauteils dadurch herbeigeführt werden kann, dass mittels der Mess- und Stelleinrichtung eine Korrektur einer vorliegenden (und nicht der Sollpositionierung entsprechenden) Positionierung des Bauteils im Bereich der variablen Positionierstelle durchführbar ist. Gegenüber dem Stand der Technik ist es somit möglich eine – insbesondere aufgrund des Eigengewichts von großen und schweren Bauteilen mögliche – Rückkoppelung einer durchgeführten Korrektur der Bauteilpositionierung auf die Positionierung des Bauteils beispielsweise an anderen Positionierstellen in einfacher Weise zu detektieren und zu korrigieren. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Positionierungsvorrichtung vergleichsweise einfach, kompakt und kostengünstig realisierbar, da in der Mess- und Stelleinrichtung sowohl die Messvorrichtung als auch die Stellvorrichtung integriert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung und die Stellvorrichtung der Mess- und Stelleinrichtung entlang der Erstreckung des Referenzelements in einem relativ zur Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und zweiten Referenzpunkt kleinen räumlichen Bereich angeordnet sind, insbesondere in einem räumlichen Bereich kleiner als 5% der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und zweiten Referenzpunkt. Hierdurch ist die Annahme gerechtfertigt, dass die durch die Messvorrichtung durchgeführte Messung der Positionierung des Bauteils im Wesentlichen an der der Stellvorrichtung entsprechenden Positionierstelle vorgenommen wurde.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ganz besonders bevorzugt, wenn entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und zweiten Referenzpunkt wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen angeordnet sind. Entsprechend sind dann entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und zweiten Referenzpunkt auch wenigstens zwei variable Positionierstellen vorhanden. Hierdurch ist es erfindungsgemäß in einfacher Weise möglich, die Rückwirkungen bei der Positionierung des Bauteils, die sich aus der Veränderung der Einstellung einer der wenigstens zwei Stellvorrichtungen für die Positionierung an der anderen der wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen bzw. variablen Positionierstellen ergeben, in einfacher Weise auszugleichen.
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Ferner ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Positionierungsvorrichtung neben dem Referenzelement ein zwischen einem dritten Referenzpunkt und einem vierten Referenzpunkt längserstrecktes weiteres Referenzelement aufweist, wobei bevorzugt auch entlang der Erstreckung des weiteren Referenzelements zwischen dem dritten und vierten Referenzpunkt wenigstens eine Mess- und Stelleinrichtung (und entsprechend eine variable Positionierstelle), bevorzugt jedoch wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen (und entsprechend wenigstens zwei variable Positionierstellen) angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass eine Gerade durch den ersten und zweiten Referenzpunkt und eine weitere Gerade durch den dritten und vierten Referenzpunkt sich bei Projektion in eine Ebene schneiden (dass die Geraden also nichtparallel und windschief vorgesehen sind) oder dass die Geraden sogar eine Ebene definieren (d. h. dass die Geraden keinen Abstand voneinander haben (d. h. sich in einer Ebene schneiden) bzw. nicht windschief sind). Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich und bevorzugt, dass die Gerade durch den ersten und zweiten Referenzpunkt und die weitere Gerade durch den dritten und vierten Referenzpunkt parallel sind.
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Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Referenzelement als ein gespannter Draht vorgesehen ist oder dass sowohl das Referenzelement und das weitere Referenzelement als ein gespannter Draht vorgesehen sind. Hierdurch kann die Realisierung der Positionierungsvorrichtung mit besonders einfachen Mitteln bewerkstelligt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Positionierung eines Bauteils unter Verwendung einer Positionierungsvorrichtung mit wenigstens einer variablen Positionierstelle, wobei das Bauteil auf der Positionierungsvorrichtung aufliegt, wobei die Positionierungsvorrichtung wenigstens ein zwischen einem ersten Referenzpunkt und einem zweiten Referenzpunkt längserstrecktes Referenzelement aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzpunkt wenigstens eine Mess- und Stelleinrichtung aufweist, wobei die Mess- und Stelleinrichtung eine Messvorrichtung aufweist, wobei mittels der Messvorrichtung die Relativposition der Messvorrichtung und des Referenzelements in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Referenzelements bestimmt wird, wobei die Mess- und Stelleinrichtung eine Stellvorrichtung aufweist, wobei mittels der Stellvorrichtung in Abhängigkeit der Relativposition der Messvorrichtung und des Referenzelements eine Positionsänderung der variablen Positionierstelle der Positionierungsvorrichtung bewirkt wird.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders bevorzugt, dass mittels dynamischer Signalverarbeitung der Messvorrichtung Störeinflüsse auf die Position des Referenzelements kompensiert werden. Hierdurch kann der Vorgang der Positionierung des Bauteils beschleunigt werden und das Positionierungsergebnis hinsichtlich seiner Genauigkeit verbessert werden.
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Erfindungsgemäß ist es ferner bevorzugt, wenn die Mess- und Stelleinrichtung nach der Positionsänderung der Positionierstelle verriegelt wird. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise eine spätere Verstellung der Positionierung verhindert werden.
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Weiterhin ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch bevorzugt, dass dass entlang der Erstreckung des Referenzelements zwischen dem ersten und zweiten Referenzpunkt wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen angeordnet sind, wobei mittels der Stellvorrichtungen der wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen eine Korrektur der Positionierung des Bauteils derart vorgesehen ist, dass die Korrekturbewegungen für die wenigstens zwei Mess- und Stelleinrichtungen im Wesentlichen synchron erfolgen. Mittels einer synchronen Korrekturbewegung an zwei Mess- und Stelleinrichtungen ist im Sinne der vorliegenden Erfindung gemeint, dass eine (für die Korrektur der Bauteilpositionierung vorzunehmende) Korrekturstrecke für die eine der beiden betrachteten Mess- und Stelleinrichtungen und für die andere der beiden betrachteten Mess- und Stelleinrichtungen im Wesentlichen gleichzeitig beginnt und im Wesentlichen gleichzeitig endet, wobei die jeweilige Geschwindigkeit der Korrekturbewegung im Wesentlichen proportional zur jeweiligen Korrekturstrecke ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß in besonders vorteilhafter Weise möglich, dass die Positionierungskorrektur schonend und ohne das Einbringen von Spannungsspitzen in das Bauteil vorgenommen werden kann.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Positionierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch eine Detaildarstellung der Mess- und Stelleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer Positionierungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Positionierungsvorrichtung 1 umfasst im dargestellten Beispiel einen nicht mit einem Bezugszeichen Rahmen versehenen Rahmen, auf dem ein Bauteil – insbesondere ein vergleichsweise großes und schweres Bauteil, wie etwa eine Flugzeugtragfläche eines Verkehrsflugzeugs oder auch ein Rotorblatt einer Windkraftanlage – zu Positionierungszwecken, etwa für einen Montagevorgang oder dergleichen, aufgelegt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Positionierungsvorrichtung 1 wenigstens ein Referenzelement 10 auf, welches zwischen einem ersten Referenzpunkt 11 und einem zweiten Referenzpunkt 12 längserstreckt vorgesehen ist. Entlang der Erstreckung des Referenzelements 10 weist die Positionierungsvorrichtung 1 zwischen dem ersten Referenzpunkt 11 und dem zweiten Referenzpunkt 12 wenigstens eine Mess- und Stelleinrichtung 20 auf.
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In 2 ist eine Detaildarstellung einer solchen Mess- und Stelleinrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung abgebildet. Die Mess- und Stelleinrichtung 20 weist eine Messvorrichtung 30 und eine Stellvorrichtung 40 auf. Die Messvorrichtung 30 dient der Bestimmung der Relativposition der Messvorrichtung 30 und des Referenzelements 10 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Referenzelements 10. Die Stellvorrichtung 40 ist derart vorgesehen, dass in Abhängigkeit der Relativposition der Messvorrichtung 30 und des Referenzelements 10 eine Positionsänderung einer variablen Positionierstelle 41 der Positionierungsvorrichtung 1 (und damit eine Positionsänderung der Bauteilauflage) bewirkt werden kann, beispielsweise mittels Stellantrieben. Die Mess- und Stelleinrichtung 20 weist die Messvorrichtung 30 derart auf, dass die Messvorrichtung 30 mit der Bauteilauflage, d. h. der variablen Positionierstelle 41, fest verbunden ist. Die Messvorrichtung 30 ist erfindungsgemäß insbesondere als ein 2D-Scanner vorgesehen, der das Referenzelement 10 in zwei Dimensionen (und in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckung des Referenzelements 10) erfasst. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, Positionsabweichungen der Positionierungsvorrichtung 1 (relativ zum Referenzelement 10) an der Stelle der Messvorrichtung 30 (d. h. an der Stelle der Mess- und Stelleinrichtung 20) zu erfassen, was zur Korrektur der Position der Positionierstelle 41 mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Stellvorrichtung 40 herangezogen wird. Bevorzugt ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Mess- und Stelleinrichtung 20 (oder eine Auswahl der Mehrzahl von Mess- und Stelleinrichtungen 20 oder auch alle Mess- und Stelleinrichtungen 20 der Positionierungsvorrichtung 1) während des Montage- oder Bearbeitungsprozesses aktiviert oder deaktiviert wird/werden.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt vorgesehen (und in 1 auch dargestellt), dass die Positionierungsvorrichtung 1 neben dem längserstreckten Referenzelement 10 ein weiteres längserstrecktes Referenzelement 15 aufweist, welches zwischen einem dritten Referenzpunkt 13 und einem vierten Referenzpunkt 14 längserstreckt vorgesehen ist.
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Das längserstreckte Referenzelement 10 (und das weitere längserstreckte Referenzelement 15) ist erfindungsgemäß bevorzugt als ein Draht, insbesondere ein Stahldraht vorgesehen, welcher an seinem einen Ende, beispielsweise am Rahmen der Positionierungsvorrichtung 1, (im Beispiel der 1 an den zweiten und vierten Referenzpunkten 12, 14) befestigt ist und an seinem anderen Ende (im Beispiel der 1 an den ersten und dritten Referenzpunkten 11, 13) mittels eines Gewichts gespannt ist. Das Referenzelement 10 bzw. auch das weitere Referenzelement 15 ist so mit der Positionierungsvorrichtung 1 verbunden, dass die Position des Referenzelements 10 bzw. auch des weiteren Referenzelements 15 vom Montageprozess unbeeinflusst oder jedenfalls möglichst unbeeinflusst ist. Mittels einem oder mehreren Neigungssensoren kann erfindungsgemäß die Verformung der Positionierungsvorrichtung (insbesondere eine große Montagevorrichtung) entlang definierter Auflagepunkte von Bauteilen ermittelt werden. Ein solcher Auflagepunkt entspricht einer variablen Positionierstelle 41 gemäß der vorliegenden Erfindung. Erfindungsgemäß ist es beovorzugt vorgesehen, dass eine Mehrzahl solcher variabler Positionierstellen 41 (mindestens zwei) entlang der Erstreckung des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15) vorgesehen sind.
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Mit der erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung 1 ist es besonders einfach, vorgegebene Positionen eines Bauteils einzuhalten. Wenn die Sollposition des Bauteils vorliegt, werden die zugehörigen Koordinaten des Referenzelements 10 bzw. des weiteren Referenzelements 15 (welche der Stelle des (weiteren) Referenzelements im Erfassungsbereich einer Messvorrichtung 30 einer jeden Mess- und Stelleinrichtung 20 definiert) als Sollwerte initialisiert. Die Kenntnis des Verlaufs des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15) im Raum ist hierzu nicht erforderlich. Jedoch kann dieser Verlauf des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15) durch die Bestimmung bzw. genaue Erfassung der Position von zwei (möglichst weit beabstandeten) Stellen des Referenzelements sowie durch die Kenntnis der Materialeigenschaften des Referenzelements sowie der Vorspannkraft bestimmt werden. Insbesondere ist erfindungsgemäß aus den zwei bekannten Punkten sowie den Informationen zu den Materialeigenschaften sowie der Vorspannkraft die Kettenlinie berechenbar bzw. bestimmbar.
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Das Referenzelement 10 (bzw. das weitere Referenzelement 15) ist erfindungsgemäß insbesondere ein Draht, der mit einer definierten Kraft gespannt ist. Er verhält sich daher wie eine gespannte Saite und ist Eigenschwingungen ausgesetzt. Weiterhin wirken Luftbewegungen und Erschütterungen an den Befestigungen des Referenzelements 10 als Störungen. Diese Störungen werden erfindungsgemäß entweder reduziert oder ausgeschaltet, beispielsweise durch das Vorsehen eines Schutzrohrs um das Referenzelement 10, zumindest über einen Teil der Erstreckung des Referenzelements 10, oder durch das Vorsehen einer Schwingungsdämpfung des Spanngewichts. Weiterhin kann aber der Einfluss solcher Störungen auch dadurch reduziert werden, dass beispielsweise mittels dynamischer Signalverarbeitung Schwingungen des Drahtes bei der Messung durch die Messvorrichtungen 30 der Mess- und Stelleinrichtung 20 berücksichtigt werden.
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Während des Messvorgangs wird die (nach einer Konfigurationsänderung der Positionierungsvorrichtung 1 gegenüber der Initialisierung, beispielsweise nach dem Auflegen einer weiteren Komponente des Bauteils) ermittelte Abweichung vom Sollwert in die Anteile verschiedener Raumrichtungen (insbesondere der vertikalen (z-Achse) und horizontalen (y-Achse) Komponente) zerlegt und übermittelt diese Abweichungen an den jeweiligen Antrieb der Stellvorrichtung 40. Jeder solche Antrieb ist mit einem Messsystem (beispielsweise einem Drehgeber) ausgestattet, welches die von der Messvorrichtung 30 ermittelte Abweichung in ein Stellsignal für den Linearantrieb umwandelt.
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Wird durch die Messvorrichtung 30 eine Abweichung zum Sollwert (an der Positionierstelle 41) registriert, so erfolgt eine Stellbewegung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung jeweils senkrecht zur Richtung des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15). Die Bauteilauflagepunkte (bzw. die Positionierstellen 41) der Stellvorrichtung 40 sind mit Linearführungen verbunden, die sich in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Referenzelements 10 in zwei Richtungen (vorzugsweise horizontal und vertikal) bewegen können. Die Stellbewegungen erfolgen bevorzugt mittels geeigneter Linearantriebe, vorzugsweise mittels eines Elektromotors und einem Spindelhubgetriebe, getrennt für die jeweiligen Bewegungsrichtungen oder vorteilhaft kombiniert mit einem Antrieb für beide Bewegungsrichtungen. Zum Spannungsausgleich in x-Richtung (d. h. entlang der Erstreckung des Referenzelements 10 bzw. des weiteren Referenzelements 15) sind die Bauteilauflagepunkte entlang der Bauteilhauptkontor erfindungsgemäß bevorzugt schwimmend gelagert.
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Stellt sich entlang des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15) bei der Anwendung mehrerer Mess- und Stelleinrichtungen 20 in einer Positionierungsvorrichtung 1 eine lineare oder nichtlineare Verformungskennlinie an den Bauteilauflagepunkten der Stellvorrichtung 40 ein, so liegt ein besonderer Vorteil gemäß der vorliegenden Erfindung darin, dass die unterschiedlich langen Stelldistanzen an den einzelnen Stellvorrichtungen im gleichen Zeitintervall, d. h. synchron, ausgeglichen werden können. Eine Steuerungsvorrichtung, welche entweder in der Positionierungsvorrichtung 1 integriert vorgesehen ist oder aber der Positionierungsvorrichtung 1 zugeordnet ist, vergleicht hierbei die jeweiligen Stellwege der Stellvorrichtungen 40 miteinander und passt die Stellgeschwindigkeit der Einzelglieder entsprechend so an, dass ein synchrones Verfahren der Stellvorrichtung mit synchronem Start- und Stopp-Zeitpunkt erfolgt. Dies ermöglicht einen homogenen Spannungsausgleich am Bauteil und verhindert ein mögliches Aufschwingen an benachbarten oder gegenüberliegenden Mess- und Stelleinrichtungen 20.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, auch für sehr große Bauteile, beispielsweise mit einer Länge von 10 Metern oder darüber, oder mit einer Länge von 15 Metern oder darüber, oder mit einer Länge von 20 Metern oder darüber, oder mit einer Länge von 30 Metern oder darüber, eine vergleichsweise einfache und schnelle Positionskontrolle bei hoher Genauigkeit durchzuführen. Das Verfahren ist gegenüber Umwelteinflüssen in großem Maße unempfindlich, wenn mechanische Berührungen des Referenzelements 10 (bzw. des weiteren Referenzelements 15) ausgeschlossen werden können. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionsregelung mehrerer Auflagepunkte (bzw. mehrerer variabler Positionierstellen 41) von Bauteilen geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Positionierungsvorrichtung
- 10
- Referenzelement
- 11
- erster Referenzpunkt
- 12
- zweiter Referenzpunkt
- 13
- dritter Referenzpunkt
- 14
- vierter Referenzpunkt
- 15
- weiteres Referenzelement
- 20
- Mess- und Stelleinrichtung
- 30
- Messvorrichtung
- 40
- Stellvorrichtung
- 41
- variable Positionierstelle
