DE102016214307A1 - Clamping device for a workpiece - Google Patents

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    • G01B5/008Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines

Abstract

Aufspannvorrichtung (1, 2) für ein Werkstück (3), die in einem Koordinatenmessgerät (211) anordbar ist, aufweisend einen Arm (4), der auf der Seite eines ersten Endes an einem Untergrund ortsfest fixierbar ist, aufweisend zumindest zwei Segmente (10, 11, 12, 13) und zumindest ein Lager (5, 6, 7, 8, 9, 14), mit dem die zwei Segmente relativ zueinander beweglich verbunden sind, – eine Halteeinrichtung (16) für das Werkstück, die an einem zweiten Ende des Arms angebracht ist, – eine Messeinrichtung (20, 21, 22, 23, 24) zur Ermittlung der Bewegungsrichtung (A, B) oder Pose zumindest eines der beiden Segmente (10, 11, 12, 13), – eine Bremseinrichtung (25, 26, 27, 28, 29), deren Bremskraft regelbar ist, und mit der eine Bewegung der beiden Segmente relativ zueinander durch Erhöhung der Bremskraft abbremsbar ist, – eine Regelungseinrichtung (30) zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung mit der Messeinrichtung und mit der Bremseinrichtung verbunden istClamping device (1, 2) for a workpiece (3) which can be arranged in a coordinate measuring machine (211), comprising an arm (4) which can be fixed on the side of a first end to a base, having at least two segments (10 , 11, 12, 13) and at least one bearing (5, 6, 7, 8, 9, 14), with which the two segments are movably connected relative to each other, - a holding device (16) for the workpiece, which at a second Is attached to the end of the arm, - a measuring device (20, 21, 22, 23, 24) for determining the direction of movement (A, B) or pose at least one of the two segments (10, 11, 12, 13), - a braking device ( 25, 26, 27, 28, 29) whose braking force is controllable, and with which a movement of the two segments relative to each other by increasing the braking force can be braked, - a control device (30) for controlling the braking force of the braking device, wherein the control device with the measuring device and the braking device v is linked

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexible Aufspannvorrichtung für ein Werkstück für eine Koordinatenmessung und ein Verfahren zur Positionierung einer Aufspannvorrichung. The present invention relates to a flexible jig for a workpiece for a coordinate measurement and to a method for positioning a jig.

Für viele Mess- und Bearbeitungsprozesse ist es erforderlich, ein Bauteil in einer definierten Lage zu positionieren. Es sind flexible Fixiereinrichtungen bekannt, bei denen Fixiersäulen mit einem Koordinatenmessgerät (nachfolgend KMG) an einem freiprogrammierbaren Ort positioniert werden können und nach der Höheneinstellung fixiert werden. Das „FIVE U-nique“ der Firma Hexagon dient zur Fixierung von Teilen für die Prüfung mit einem Koordinatenmessgerät. Mit Hilfe des Koordinatenmessgerätes werden vor der Ausführung des Prüfprogramms wiederholbare Aufspannvorrichtungen erstellt. Das mechanische System besteht aus in mehreren Größen erhältlichen höhenverstellbaren Säulen, die als Werkstückhalterungen auf der Grundplatte des KMG positioniert werden. Die Referenzposition jeder Säule kann in einer Software gespeichert werden. For many measuring and machining processes, it is necessary to position a component in a defined position. Flexible fixation devices are known in which fixation columns can be positioned with a coordinate measuring machine (hereinafter CMM) at a freely programmable location and fixed after the height adjustment. Hexagon's "FIVE U-nique" is used to fix parts for testing with a coordinate measuring machine. With the help of the coordinate measuring machine repeatable jigs are created before the execution of the test program. The mechanical system consists of height-adjustable columns available in several sizes, which are positioned as workpiece holders on the base plate of the CMM. The reference position of each column can be stored in software.

Bei herkömmlichen Fixiereinrichtungen ist es aufgrund der Flexibilität und Labilität von Teilen der Vorrichtung nur mit viel Geschick und Übung möglich, eine definierte Pose (bedeutet Position und/oder Orientierung) eines Werkstücks einzustellen. Darüber hinaus müssen herkömmliche Bauteilfixierungen häufig für ein spezifisches Bauteil geplant oder ausgelegt werden. Auch ist es häufig erforderlich, mit Hilfe von Messgeräten zu prüfen, ob die Solllage der Fixiereinrichtung den Vorgaben entspricht. In conventional fixation devices, it is only possible with great skill and practice to adjust a defined pose (meaning position and / or orientation) of a workpiece due to the flexibility and lability of parts of the device. In addition, conventional component fixings often need to be planned or designed for a specific component. It is also often necessary to check with the aid of measuring devices whether the desired position of the fixing device corresponds to the specifications.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einer Aufspannvorrichtung definierte Raumpunkte mit hoher Genauigkeit reproduzierbar zu erreichen. Object of the present invention is to reproducibly achieve defined with a jig spatial points with high accuracy.

Von der Erfindung wird eine flexible Aufspannvorrichtung für ein Werkstück mit Kraft-/Weg gekoppelter Benutzerführung bereitgestellt. The invention provides a flexible jig for a workpiece having force / travel coupled user guidance.

Der Vorteil der Erfindung ist eine flexible und reproduzierbare Fixiermöglichkeit darzustellen, die es erlaubt, ein großes Variantenspektrum von Bauteilen mit wenigen Komponenten individuell und bei geringem Zeitaufwand fixieren zu können. The advantage of the invention is to represent a flexible and reproducible fixation, which allows to fix a large range of variants of components with few components individually and with little expenditure of time.

Angegeben wird eine Aufspannvorrichtung für ein Werkstück, die in einem Koordinatenmessgerät anordbar ist, aufweisend

  • – einen Arm, der auf der Seite eines ersten Endes an einem Untergrund ortsfest fixierbar ist, aufweisend zumindest zwei Segmente und zumindest ein Lager, mit dem die zwei Segmente relativ zueinander beweglich verbunden sind,
  • – eine Halteeinrichtung für das Werkstück, die an einem zweiten Ende des Arms angebracht ist,
  • – eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Bewegungsrichtung oder Pose zumindest eines der zwei Segmente,
  • – eine Bremseinrichtung, deren Bremskraft regelbar ist, und mit der eine Bewegung der beiden Segmente relativ zueinander durch Erhöhung der Bremskraft abbremsbar ist, wobei die Bremskraft vorzugsweise derart regelbar oder erhöhbar ist, dass die Segmente in ihrer relativen Lage fixiert sind, sodass eine Bewegung der beiden Segmente relativ zueinander verhinderbar ist,
  • – eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung mit der Messeinrichtung und mit der Bremseinrichtung verbunden ist
Disclosed is a jig for a workpiece that can be arranged in a coordinate measuring machine, comprising
  • - An arm which is fixed on the side of a first end fixed to a substrate, comprising at least two segments and at least one bearing, with which the two segments are movably connected relative to each other,
  • A holding device for the workpiece, which is attached to a second end of the arm,
  • A measuring device for determining the direction of movement or pose of at least one of the two segments,
  • A braking device whose braking force can be regulated, and with which a movement of the two segments relative to each other by increasing the braking force is braked, wherein the braking force is preferably adjustable or can be increased so that the segments are fixed in their relative position, so that movement of the both segments can be prevented relative to one another,
  • - A control device for controlling the braking force of the braking device, wherein the control device is connected to the measuring device and to the braking device

wobei die Messeinrichtung, die Bremseinrichtung und die Regelungseinrichtung zur Durchführung der folgenden Schritte eingerichtet sind:

  • – Übermitteln einer Information über die Bewegungsrichtung oder die Pose zumindest eines der beiden Segmente bei einer Bewegung der beiden Segmente relativ zueinander von der Messeinrichtung an die Regelungseinrichtung,
  • – Ermitteln durch die Regelungseinrichtung, ob eine Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung geeignet ist, eine vorgegebene Zielpose der Halteeinrichtung oder eines in von der Halteeinrichtung gehaltenen Werkstücks herzustellen, und
  • – Regeln der Bremskraft in der Bremseinrichtung durch die Regelungseinrichtung, sodass die Bremskraft verringert oder nicht angewandt wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen oder die Bremskraft erhöht wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung nicht dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen.
wherein the measuring device, the braking device and the regulating device are set up to carry out the following steps:
  • Transmitting information about the direction of movement or the pose of at least one of the two segments during a movement of the two segments relative to one another from the measuring device to the regulating device,
  • - Determining by the control device, whether a change of the pose or the direction of movement is adapted to produce a predetermined Zielpose the holding device or held in the holding device workpiece, and
  • - Controlling the braking force in the braking device by the control device, so that the braking force is reduced or not applied when the change of the pose or the direction of movement is adapted to make the Zielpose the holding device or the workpiece or the braking force is increased when the change of Pose or the direction of movement is not suitable to produce the Zielpose the holding device or the workpiece.

Die erwähnte Bewegungsrichtung oder Pose kann eine relative oder eine absolute Bewegungsrichtung oder Pose sein. Die Bewegungsrichtung oder Pose können absolut oder relativ bestimmt werden. Entsprechend kann die Messeinrichtung eine relativ, insbesondere inkrementell, oder absolut messende Messeinrichtung sein. The mentioned direction of movement or pose may be a relative or an absolute direction of movement or pose. The direction of movement or pose can be determined absolutely or relatively. Accordingly, the measuring device may be a relatively, in particular incrementally, or absolutely measuring measuring device.

Die Bewegungsrichtung kann die Bewegungsrichtung nur eines der Segmente sein, wenn bei der relativen Bewegung der beiden Segmente nur eines davon bewegt wird, beispielsweise in einem festgelegten Koordinatensystem bewegt wird. Die Pose ist insbesondere eine momentane Pose eines Segments, oder beider Segmente zu einem Zeitpunkt während der Bewegung eines oder beider Segmente, oder zu einem Zeitpunkt nach Beendigung der Bewegung. Zur Ermittlung der Änderung einer Pose werden zwei zu verschiedenen Zeiten ermittele Posen verglichen. The direction of movement may be the direction of movement of only one of the segments if, during the relative movement of the two segments, only one of them is moved, for example moved in a fixed coordinate system. In particular, the pose is an instantaneous pose of a segment, or both, at a time during movement of one or both segments, or at a time after completion of the movement. To determine the change of a pose, two poses determined at different times are compared.

Die Bewegung kann eine Drehbewegung oder eine Translationsbewegung sein. In der Erfindung können Drehbewegung und Translationsbewegung miteinander kombiniert werden. D.h. es können im Falle mehrerer Lager Drehlager und Translationslager und entsprechend damit gekoppelte Segmente vorhanden sein. Segmente können relativ zueinander drehbeweglich oder translationsbeweglich verbunden sein. Es ist ebenso möglich, nur ein oder mehrere Drehlager oder nur ein oder mehrere Translationslager vorzusehen. Sofern nachfolgend eine Beschreibung anhand von Gelenken und Drehbewegungen erfolgt, kann die Offenbarung alternativ oder zusätzlich für translatorische Bewegungen und Translationsbewegungen gelten. The movement may be a rotary movement or a translatory movement. In the invention, rotary motion and translational motion can be combined. This means that, in the case of several bearings, pivot bearings and translation bearings and correspondingly coupled segments can be present. Segments may be rotatably or translationally connected relative to each other. It is also possible to provide only one or more pivot bearings or only one or more translation bearings. If a description is given below with reference to joints and rotational movements, the disclosure may alternatively or additionally apply to translatory movements and translational movements.

Ein erwähntes Lager kann ein Drehlager, auch bezeichnet als Gelenk oder Drehgelenk, oder ein Translationslager, auch bezeichnet als Linearlager, sein. Eine Kombination davon ist möglich. A bearing mentioned can be a pivot bearing, also referred to as a joint or swivel joint, or a translation bearing, also referred to as a linear bearing. A combination of these is possible.

Insbesondere wird auch eine Aufspannvorrichtung für ein Werkstück angegeben, die in einem Koordinatenmessgerät anordbar ist, aufweisend

  • – einen Arm, der auf der Seite eines ersten Endes an einem Untergrund ortsfest fixierbar ist, aufweisend zumindest zwei Segmente und zumindest ein Gelenk, mit dem die zwei Segmente relativ zueinander drehbeweglich verbunden sind,
  • – eine Halteeinrichtung für das Werkstück, die an einem zweiten Ende des Arms angebracht ist,
  • – eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Drehrichtung oder Drehposition der zwei Segmente,
  • – eine Bremseinrichtung, deren Bremskraft regelbar ist, und mit der eine Drehbewegung der beiden Segmente relativ zueinander durch Erhöhung der Bremskraft abbremsbar ist, wobei die Bremskraft vorzugsweise derart regelbar oder erhöhbar ist, dass die Segmente in ihrer relativen Lage fixiert sind, sodass eine Drehbewegung verhinderbar ist,
  • – eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung mit der Messeinrichtung und mit der Bremseinrichtung verbunden ist
wobei die Messeinrichtung, die Bremseinrichtung und die Regelungseinrichtung zur Durchführung der folgenden Schritte eingerichtet sind:
  • – Übermitteln einer Information über die Drehrichtung oder Drehposition bei einer Drehbewegung der beiden Segmente relativ zueinander von der Messeinrichtung an die Regelungseinrichtung,
  • – Ermitteln durch die Regelungseinrichtung, ob die Drehrichtung geeignet ist, eine vorgegebene Zielpose der Halteeinrichtung oder eines von der Halteeinrichtung gehaltenen Werkstücks herzustellen, und
  • – Regeln der Bremskraft in der Bremseinrichtung durch die Regelungseinrichtung,
  • sodass die Bremskraft verringert oder nicht angewandt wird, wenn die Drehbewegung dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen oder die Bremskraft erhöht wird, wenn die Drehbewegung nicht dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen.
In particular, a clamping device for a workpiece is specified, which can be arranged in a coordinate measuring machine, comprising
  • An arm which can be fixed in a stationary manner on the side of a first end to a base, comprising at least two segments and at least one joint, with which the two segments are rotatably connected relative to one another,
  • A holding device for the workpiece, which is attached to a second end of the arm,
  • A measuring device for determining the direction of rotation or rotational position of the two segments,
  • - A braking device whose braking force is controllable, and with the rotational movement of the two segments relative to each other by increasing the braking force is braked, wherein the braking force is preferably adjustable or can be increased so that the segments are fixed in their relative position, so that a rotational movement preventable is
  • - A control device for controlling the braking force of the braking device, wherein the control device is connected to the measuring device and to the braking device
wherein the measuring device, the braking device and the regulating device are set up to carry out the following steps:
  • Transmitting information about the direction of rotation or rotational position during a rotational movement of the two segments relative to one another from the measuring device to the regulating device,
  • - Determining by the control device, whether the direction of rotation is adapted to produce a predetermined Zielpose the holding device or a workpiece held by the holding device, and
  • - Regulation of the braking force in the braking device by the control device,
  • so that the braking force is reduced or not applied when the rotational movement is adapted to establish the Zielpose the holding device or the workpiece or the braking force is increased when the rotational movement is not adapted to produce the Zielpose the holding device or the workpiece.

Eine erwähnte Drehposition ist insbesondere eine Winkelposition. Die Messeinrichtung ist insbesondere eine Winkelpositions-Messeinrichtung. An aforementioned rotational position is in particular an angular position. The measuring device is in particular an angular position measuring device.

Die Erfindung kann ferner in folgenden Gebieten angewendet werden:

  • – Als Aufspannvorrichtung für ein Werkstück in einem KMG
  • – als Bauteilaufnahme für die Montage für einen Roboter für die Rohbau-Fertigung im Karosseriebau,
  • – als Bauteilaufnahme, die eine prozessrückgekoppelte steuerbare Anpassbarkeit erlaubt, beispielsweise in Verbindung mit Inline-Messtechnik.
The invention can also be applied in the following fields:
  • - As a jig for a workpiece in a CMM
  • - As a component holder for the assembly for a robot for the body shop in the body shop,
  • - As a component recording that allows a process feedback controllable adaptability, for example, in conjunction with inline metrology.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Bediener einen richtigen Weg zur Zielpose mittels Kraftrückkopplung, insbesondere rechnergesteuerter Kraftrückkopplung, gewiesen bekommt. D.h., dass die Vorrichtung bei Bewegungen, die der Zielposition entgegengesetzt laufen, aktiv bremst. Hierdurch wird dem Bediener ein Widerstand entgegengesetzt und der Weg nur zielführend durch Aufhebung oder Abschwächung der Bremseinrichtung freigegeben oder kräftemäßig vereinfacht. It is provided according to the invention that the operator gets a correct path to the target pose by means of force feedback, in particular computer-controlled force feedback. That is, the device actively brakes during motions that run counter to the target position. As a result, the operator is opposed to a resistance and the way only expedient released or rectified by lifting or weakening of the braking device.

Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung mit einer Navigationsunterstützung bereitgestellt, die dem Bediener durch steuerbare Widerstände die richtige Einstellung zur Erreichung einer Zielpose der Halteeinrichtung weist. With the invention, a device with a navigation support is provided, which has the operator by controllable resistances the correct setting to achieve a Zielpose the holding device.

Nach einer Idee der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Vorrichtung sowohl eine integrierte Messeinrichtung als auch eine Achsfixierung für jedes einzelne Lager beinhaltet, die es erlaubt, die Aufspannvorrichtung, auch bezeichnet als Haltevorrichtung, Fixiervorrichtung oder Spannvorrichtung, an einen definierbaren Raumpunkt zu bewegen, insbesondere in eine definierte Pose zu bewegen, und danach zu fixieren. Bei Erreichen der Zielpose, die eine rechnerisch vorgegebene Position und Orientierung sein kann, lassen sich die Achsen der Vorrichtung automatisch feststellen, sodass das Werkstück in einer definierten Pose gehalten werden kann. According to one idea of the invention, it is provided that a device includes both an integrated measuring device and an axle fixing for each individual bearing, which allows the jig, also referred to as a holding device, fixing device or clamping device to move to a definable spatial point, in particular to move into a defined pose, and then fixate. Upon reaching the Zielpose, which can be a mathematically predetermined position and orientation, the axes of the device can be determined automatically, so that the workpiece can be kept in a defined pose.

Erfindungsgemäß können mehrere solcher Aufspannvorrichtungen, beispielsweise drei (Dreipunktaufnahme), eingesetzt werden, um ein Bauteil aufzuspannen. Dazu wird das Bauteil mit jeweils einer Halteeinrichtung einer Aufspannvorrichtung an verschiedenen Stellen gehalten. According to the invention, a plurality of such clamping devices, for example, three (three-point recording), are used to aufzuspannen a component. For this purpose, the component is held at different locations, each with a holding device of a jig.

Konkrete Anwendungen der Aufspannvorrichtungen liegen z.B. darin, ein mit einem KMG zu messendes Teil in einer definierten Lage zu halten. Specific applications of the jigs are, for example, to keep a part to be measured with a CMM in a defined position.

Andere Anwendungen sind die Fixierung eines Bauteils, um es für Füge- und Bearbeitungsprozesse in einer definierten Lage zu fixieren. Die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung ist in dem Sinne nicht nur für Koordinatenmessgeräte geeignet, sondern für Halte-, Fixier- und Einspannaufgaben von Teilen oder Werkstücken allgemein, in beliebigen Umgebungen. Other applications include the fixation of a component in order to fix it in a defined position for joining and machining processes. The jig according to the invention is in the sense not only suitable for coordinate measuring machines, but for holding, fixing and clamping tasks of parts or workpieces in general, in any environment.

Die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung ist flexibel einsetzbar. Für eine Fertigung mit einer Vielzahl von Varianten wird eine flexible Bauteilaufnahme bereitgestellt, die flexibel angepasst werden kann und die es erlaubt, dass nur eine einzige Bauteilaufnahme bzw. Aufspannvorrichtung für ein größeres Teilespektrum verwendet werden kann. The jig according to the invention can be used flexibly. For a production with a multiplicity of variants, a flexible component receptacle is provided which can be adapted flexibly and which allows only a single component receptacle or clamping device to be used for a larger part spectrum.

Ferner lässt sich mit der Erfindung eine steuerbare flexible Aufspannvorrichtung realisieren, die es erlaubt, verschiedene Sollpositionen vorzugeben, etwa basierend auf vorher erfassten oder definierten Prozessparametern, beispielsweise ermittelt durch eine Inline- oder In-Prozessmessung. Furthermore, with the invention, a controllable flexible clamping device can be realized, which makes it possible to specify different desired positions, for example based on previously acquired or defined process parameters, for example determined by an inline or in-process measurement.

In einer Variante der Erfindung weist die Aufspannvorrichtung einen Fuß auf. Der Fuß wird zur ortsfesten Fixierung des zumindest einen Arms verwendet. Der erwähnte Arm ist an einem ersten Ende mit dem Fuß verbunden und der Fuß ist wiederum ortsfest fixierbar. In a variant of the invention, the jig on a foot. The foot is used for fixed fixation of the at least one arm. The mentioned arm is connected at a first end to the foot and the foot is in turn fixed in place.

Vorzugsweise sind zwei, noch mehr bevorzugt sechs Lager, insbesondere Drehgelenke in dem Arm vorhanden, die Pose der Halteeinrichtung beliebig einstellen zu können, beispielsweise um jeden Raumpunkt mit beliebiger Richtung (Vektor) des der Halteeinrichtung erreichen zu können Vorzugsweise ist die Anzahl der Segmente um zumindest eins höher als die Anzahl der Lager. Preferably, two, more preferably six bearings, in particular pivot joints are present in the arm to adjust the pose of the holding device arbitrarily, for example, to reach each space point in any direction (vector) of the holding device Preferably, the number of segments to at least one higher than the number of bearings.

Die Halteeinrichtung kann so ausgebildet sein, dass ein Werkstück auflegbar ist. Die Halteeinrichtung kann ein Auflagemittel aufweisen. Die Halteeinrichtung kann alternativ oder zusätzlich eine Fixiereinrichtung zum Fixieren eines Werkstücks aufweisen, und wird in diesem Fall auch als Aufspanneinrichtung bezeichnet. Die Fixiereinrichtung kann beispielsweise ein zwei- oder mehrteiliger Greifer sein. The holding device can be designed so that a workpiece can be placed. The holding device may have a support means. The holding device may alternatively or additionally comprise a fixing device for fixing a workpiece, and is also referred to in this case as a clamping device. The fixing device may be, for example, a two-part or multi-part gripper.

Die Halteeinrichtung ist vorzugsweise mit einem Lager, insbesondere einem Drehlager, an ein Segment gekoppelt, wobei dieses Segment als Endsegment bezeichnet werden kann. Im Fall von Robotern wird dieses Lager auch als „Handgelenk“ bezeichnet. The holding device is preferably coupled to a bearing, in particular a rotary bearing, to a segment, wherein this segment can be referred to as an end segment. In the case of robots, this bearing is also referred to as a "wrist".

Die Messeinrichtung ist insbesondere ein Winkellagegeber (auch Winkelgeber), insbesondere ein Drehgeber (auch: Drehwinkelgeber). Der Winkellagegeber oder Winkelgeber kann ein Inkrementalgeber (relative Erfassung, insbesondere digital) oder Absolutwertgeber (absolute Winkellage, insbesondere digital) sein. The measuring device is in particular an angular position sensor (also angle encoder), in particular a rotary encoder (also: rotary encoder). The angular position encoder or angle encoder can be an incremental encoder (relative detection, in particular digital) or absolute value encoder (absolute angular position, in particular digital).

Einem oder mehreren Lagern, insbesondere jedem Lager, kann eine Messeinrichtung zugeordnet sein. One or more bearings, in particular each bearing, may be associated with a measuring device.

Wenn das Lager ein Gelenk ist, ist mit der Messeinrichtung insbesondere der Drehwinkel des Gelenks, d.h. der Winkel zwischen zwei Segmenten, die durch das Gelenk miteinander verbunden sind, ermittelbar. Die Drehbewegung der beiden Segmente relativ zueinander ist durch die Gelenkbewegung ermöglicht. In particular, when the bearing is a hinge, with the measuring device, the angle of rotation of the joint, i. the angle between two segments, which are interconnected by the joint, determined. The rotational movement of the two segments relative to each other is made possible by the joint movement.

Bei Vorhandensein mehrerer Lager in dem Arm sind die Lager vorzugsweise derart angeordnet oder ausgestaltet, dass Bewegungsachsen, insbesondere Drehachsen, mit verschiedener Raumlage vorhanden oder herstellbar sind. In the presence of several bearings in the arm, the bearings are preferably arranged or configured such that axes of movement, in particular axes of rotation, are present or can be produced with different spatial positions.

Die Bremseinrichtung ist vorzugsweise in oder an dem Lager angeordnet. Einem oder mehreren Lagern, insbesondere jedem Lager, kann eine Bremseinrichtung zugeordnet sein. The braking device is preferably arranged in or on the bearing. One or more bearings, in particular each bearing, may be associated with a braking device.

Die Messeinrichtung zur Ermittlung der Bewegungsrichtung oder Pose ist vorzugsweise in einem Lager angeordnet. The measuring device for determining the direction of movement or pose is preferably arranged in a bearing.

Mit dem Begriff „Regelung“ wird insbesondere auch eine reine Steuerung verstanden. Somit bedeutet der Begriff „Regelung“ erfindungsgemäß „Regelung und/oder Steuerung“. The term "control" is understood to mean in particular a pure control. Thus, the term "control" according to the invention means "control and / or control".

Die Bremseinrichtung kann eine mechanische Bremseinrichtung, eine elektrische Bremseinrichtung, eine magnetische Bremseinrichtung, eine Fluidbremseinrichtung oder eine Kombination davon sein. Ein spezielles Beispiel ist eine Soft-Bremse. The braking device may be a mechanical brake device, an electric brake device, a magnetic brake device, a fluid brake device or a combination thereof. A specific example is a soft brake.

Die Regelungseinrichtung ist mit der Messeinrichtung und der Bremseinrichtung zum Signalaustausch verbunden, insbesondere elektrisch verbunden. The control device is connected to the measuring device and the braking device for signal exchange, in particular electrically connected.

Die Zielpose der Halteeinrichtung kann in einem Gerätekoordinatensystem, aber auch in einem Werkstück- oder Bauteilkoordinatensystem definiert sein. Diese werden zusammenfassend nachfolgend auch als „Koordinatensystem“ bezeichnet. Die Zielpose kann bezüglich der Halteeinrichtung und/oder bezüglich des Werkstücks definiert sein. Insbesondere können ein Vektor in einer Zielpose oder zu erreichende Raumpunkte der Halteeinrichtung oder des Werkstücks definiert werden, insbesondere festgelegt in einem Koordinatensystem. Eine Zielpose des Werkstücks kann beispielsweise dann vorgegeben werden, wenn die genaue Lage des Werkstücks im gehaltenen Zustand, insbesondere bei Fixierung an der Halteeinrichtung, bekannt ist. The Zielpose the holding device can be defined in a device coordinate system, but also in a workpiece or component coordinate system. These are collectively referred to below as "coordinate system". The Zielpose can be defined with respect to the holding device and / or with respect to the workpiece. In particular, a vector in a target pose or to be reached spatial points of the holding device or the Workpiece defined, in particular set in a coordinate system. A target pose of the workpiece can be specified, for example, if the exact position of the workpiece in the held state, in particular when fixed to the holding device, is known.

Die Regelungseinrichtung ist insbesondere computergesteuert. Die Regelungseinrichtung kann eine elektronische Steuer- oder Regeleinheit sein, mit der das Erreichen einer definierten Pose der Halteeinrichtung oder eines von der Halteeinrichtung gehaltenen Werkstücks überwacht, gesteuert und/oder geregelt werden kann. The control device is in particular computer-controlled. The control device may be an electronic control or regulating unit with which the achievement of a defined pose of the holding device or a workpiece held by the holding device can be monitored, controlled and / or regulated.

Eine Regelungseinrichtung kann eine zentrale Regelungseinrichtung zur Regelung der Bremskraft aller vorhandenen Bremseinrichtungen sein. Alternativ kann eine Bremseinrichtung eine eigene Regelungseinrichtung aufweisen. A control device may be a central control device for controlling the braking force of all existing brake devices. Alternatively, a braking device may have its own control device.

Das Ermitteln, ob eine vorgegebene Zielpose hergestellt wird oder erreicht ist, kann mit Hilfe der Kenntnis über die Geometrie der Aufspannvorrichtung, insbesondere der Geometrie des Arms, erfolgen. Die Geometrie des Aufbaus, die Länge von Segmenten und die Anordnung von Lagern ist prinzipiell bekannt. Auch ein räumlicher Bezug der Halteeinrichtung zu dem Arm ist bekannt. Freiheitsgrade in der Bewegung sind durch die Lager gegeben. Im Fall von Gelenken kann aus Gelenkswinkeln bzw. einer Relativposition von Segmenten an den Gelenken eine Pose der Halteeinrichtung ermittelt werden. Die Halteeinrichtung kann selbst durch ein Gelenk an den Arm angebunden sein. Im Fall von Gelenken kann eine Pose oder Posenänderung der Halteeinrichtung aus einer Drehstellung oder einer Drehstellungsänderung an Gelenken ermittelt werden. Ebenfalls kann im Fall eines Gelenks eine Pose oder Posenänderung dynamisch aus einer Drehbewegung/Gelenksbewegung ermittelt werden. Über eine Gelenksbewegung oder Gelenkstellung oder Gelenkstellungsänderung informiert die Messeinrichtung eines Gelenks. Es kann eine momentane Pose oder eine Posenänderung mit einer Zielpose verglichen werden und festgestellt werden, ob eine Annäherung an die Zielpose erfolgt oder nicht. Entsprechend kann aus diesen Informationen die Gelenkbewegung korrigiert werden, indem eine Bremskraft in der Bremseinrichtung geregelt wird. Bei einer Erhöhung der Bremskraft kann zumindest eine weitere Bewegung eines Gelenks in eine bestimmte Drehrichtung verhindert werden. Analog kann im Fall von Translationslagern vorgegangen werden. The determination as to whether a predetermined target pose is produced or achieved can be made with the knowledge of the geometry of the clamping device, in particular the geometry of the arm. The geometry of the structure, the length of segments and the arrangement of bearings is known in principle. Also, a spatial reference of the holding device to the arm is known. Degrees of freedom in the movement are given by the bearings. In the case of joints, a pose of the holding device can be determined from joint angles or a relative position of segments on the joints. The holding device can itself be connected by a hinge to the arm. In the case of joints, a pose or pose change of the retainer may be determined from a rotational position or a rotational position change at joints. Also, in the case of a joint, a pose or pose change can be determined dynamically from a rotary motion / joint movement. About a joint movement or joint position or joint position change informed the measuring device of a joint. A current pose or a pose change can be compared with a target pose and it can be determined whether an approach to the target pose occurs or not. Accordingly, from this information, the joint movement can be corrected by controlling a braking force in the braking device. With an increase in the braking force, at least one further movement of a joint in a certain direction of rotation can be prevented. The same procedure can be used in the case of translation bearings.

Durch Regelung der Bremskraft, d.h. variable Einstellung der Bremskraft, ist die Kraft, die zur Bewegung von Segmenten relativ zueinander erforderlich ist, verringerbar oder erhöhbar. Eine Verringerung der Kraft oder zumindest eine gleichbleibende Kraft zeigt dem Bediener oder einer Bedienvorrichtung an, dass die Bewegung geeignet ist, um die Zielpose herzustellen. Eine Erhöhung der Kraft durch Erhöhung der Bremskraft zeigt den gegenteiligen Fall an, dass die Bewegung nicht geeignet ist, eine Zielpose herzustellen. Hierdurch wird eine Kraftrückkopplungseinrichtung bereitgestellt, mit welcher eine Gegenkraft erzeugbar ist, die einer ersten Kraft, die in zumindest eines der Lager eingeleitet wird, um das Lager zu bewegen, entgegensetzbar ist. By controlling the braking force, i. variable adjustment of the braking force, the force required to move segments relative to each other is reducible or raisable. A reduction in force, or at least a consistent force, indicates to the operator or operator that the movement is suitable to establish the target pose. An increase in the force by increasing the braking force indicates the opposite case that the movement is not suitable to produce a Zielpose. In this way, a force feedback device is provided, with which a counter force can be generated, which can be counteracted by a first force, which is introduced into at least one of the bearings in order to move the bearing.

In einer Ausführungsform ist die Regelungseinrichtung dazu eingerichtet, die Bremskraft in der Bremseinrichtung bei Erreichen der Zielpose so zu erhöhen, dass die Segmente in ihrer relativen Lage zueinander fixiert sind. In dieser Ausführungsform wird die Bremskraft so erhöht, dass eine Gegenkraft durch eine Aktoreinrichtung oder einen Bediener nicht mehr erzeugbar oder nur unter extremster Kraftanstrengung erzeugbar ist. In one embodiment, the control device is adapted to increase the braking force in the braking device when reaching the Zielpose so that the segments are fixed in their relative position to each other. In this embodiment, the braking force is increased so that a counterforce by an actuator device or an operator can no longer be generated or generated only under extreme force.

Eine Lagerbewegung bzw. eine Bewegung von Segmenten kann manuell erfolgen oder durch eine interne oder externe Aktoreinrichtung erfolgen. Die Aktoreinrichtung kann ein externes KMG (Koordinatenmessgerät) aber auch ein Roboter sein, abhängig in welchem Umfeld die erfindungsgemäße flexible Vorrichtung eingesetzt wird. A bearing movement or a movement of segments can be done manually or by an internal or external actuator device. The actuator device can be an external CMM (coordinate measuring machine) but also a robot, depending on the environment in which the flexible device according to the invention is used.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Regelung der Bremskraft für eines oder mehrere der Lager abschaltbar sein, insbesondere eine Erhöhung der Bremskraft verhinderbar oder abschaltbar sein. Dies ist vorteilhaft, wenn eine vorangehend genannte Aktoreinrichtung, insbesondere eine externe Aktoreinrichtung, verwendet wird. Es kann so verhindert werden, dass eine Bremskraft einer Kraft einer Aktoreinrichtung entgegen wirkt, was zu Beschädigungen führen kann. Es ist möglich, bei einem oder mehreren Lagern die Bremskraftregelung in Funktion zu lassen, und bei einem oder mehreren anderen Lagern die Bremskraftregelung außer Funktion zu setzen, um mit einer externen Aktoreinrichtung eine geeignete Bewegung zu bewirken. In the apparatus according to the invention or a method according to the invention, a regulation of the braking force for one or more of the bearings can be switched off, in particular an increase in the braking force can be prevented or switched off. This is advantageous if a previously mentioned actuator device, in particular an external actuator device, is used. It can thus be prevented that a braking force counteracts a force of an actuator device, which can lead to damage. It is possible to let the brake force control function in one or more bearings, and to disable the braking force control in one or more other bearings in order to effect a suitable movement with an external actuator device.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einem erfindungsgemäßen Verfahren kann in einer Ausführungsform der Aufspannvorrichtung auf die erwähnte Messeinrichtung verzichtet werden, wenn in dieser Ausführungsform die Pose durch ein externes Gerät eingestellt oder verstellt wird, welches eine Bewegung der Aufspannvorrichtung ausführt oder veranlasst (z.B. Roboter oder KMG) und dieses Gerät eine Zielpose aufgrund bereits in diesem Gerät vorhandener Messeinrichtungen berechnen kann. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform sind lediglich ansteuerbare Feststellbremsen zur Fixierung der Gelenke nach Erreichen der Zielpose erforderlich. In the device according to the invention or a method according to the invention, in one embodiment of the clamping device, the mentioned measuring device can be dispensed with, if in this embodiment the pose is adjusted or adjusted by an external device which executes or causes a movement of the clamping device (eg robot or CMM) and this device can calculate a target pose based on already existing in this device measuring devices. In this simplified embodiment, only controllable parking brakes for fixing the joints after reaching the Zielpose are required.

Bei einer manuellen Positionierung wird dem Bediener durch eine gesteuerte Kraftrückkopplung mit der erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung der Weg des geringsten Widerstandes zum Erreichen der Zielpose ermöglicht und damit eine hohe Benutzer-Ergonomie realisiert. In manual positioning, the operator is enabled by a controlled force feedback with the jig according to the invention, the path of least resistance to reach the Zielpose and thus realized a high degree of user ergonomics.

In einer Ausführungsform weist die Aufspannvorrichtung zumindest eine Aktoreinrichtung auf, nämlich eine maschinelle Aktoreinrichtung, mit welcher eine Bewegung der Segmente erzeugbar ist. Die Aktoreinrichtung kann eine interne Aktoreinrichtung sein, die innerhalb der Aufspannvorrichtung, insbesondere innerhalb eines Lagers, angeordnet ist, oder eine externe Aktoreinrichtung. Ein spezielles Beispiel für eine Aktoreinrichtung ist ein Achsmotor, der in oder an einem Lager, insbesondere einem Gelenk, angeordnet ist. Es wird eine Bewegung, insbesondere Drehung, in die eine oder die andere Richtung um die Achse erzeugt, also eine Bewegung von Segmenten relativ zueinander. Ein Beispiel für eine externe Aktoreinrichtung ist ein Roboter oder eine CNC-Achse. Ein anderes Beispiel für eine Aktoreinrichtung ist eine pneumatische oder hydraulische Aktoreinrichtung, insbesondere eine in nur eine Richtung wirkende Aktoreinrichtung, auch bezeichnet als „Muskel“, die eine Kraft auf das Lager oder ein oder mehr Segmente ausübt um durch das Lager gekoppelte Segmente, oder eines davon, in eine Richtung zu Bewegen. Bei dieser Aktoreinrichtung selbst kann nur eine Bewegung erzeugt, jedoch ggf. keine genaue Position erreicht werden. Mit der beschriebenen Bremseinrichtung ist es aber durchaus möglich eine Zielposition mit einer gewissen Unsicherheit (die aber durch die Drehwinkelgeber bekannt ist) zu erreichen. In one embodiment, the clamping device has at least one actuator device, namely a mechanical actuator device with which a movement of the segments can be generated. The actuator device can be an internal actuator device, which is arranged inside the clamping device, in particular within a bearing, or an external actuator device. A specific example of an actuator device is an axle motor which is arranged in or on a bearing, in particular a joint. It is a movement, in particular rotation, in one or the other direction generated about the axis, ie a movement of segments relative to each other. An example of an external actuator device is a robot or a CNC axis. Another example of an actuator device is a pneumatic or hydraulic actuator device, in particular acting in one direction actuator device, also referred to as "muscle" which exerts a force on the bearing or one or more segments around the bearing coupled segments, or one of moving in one direction. In this actuator device itself, only one movement can be generated, but if necessary, no exact position can be achieved. With the braking device described, it is quite possible to achieve a target position with a certain uncertainty (but which is known by the rotary encoder).

Die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung für ein Werkstück kann als Roboter ausgestaltet sein. Hierzu ist insbesondere eine interne Aktoreinrichtung vorgesehen, durch welche Segmente bewegt werden. Eine als Roboter ausgestaltete Aufspannvorrichtung kann ferner eine weitere Aktoreinrichtung für die Haltevorrichtung aufweisen, womit eine Haltvorrichtung ein Werkstück automisch halten und vorzugsweise auch greifen kann. Eine Aktoreinrichtung der Haltevorrichtung kann beispielsweise eine vorangehend genannte Fixiereinrichtung oder einen vorangehend genannten Greifer betätigen. The clamping device according to the invention for a workpiece can be designed as a robot. For this purpose, an internal actuator device is provided, in particular, through which segments are moved. A jig designed as a robot can also have a further actuator device for the holding device, with which a holding device can automatically hold a workpiece and preferably also grasp it. An actuator device of the holding device can actuate, for example, a previously mentioned fixing device or a previously mentioned gripper.

Eine als Roboter ausgestaltete Aufspannvorrichtung kann in Form eines sogenannten kollaborierenden Roboters ausgestaltet sein, d.h. eines mit einem Menschen als Bedienperson interagierenden Roboters. Zur Gewährleistung einer für Werkstücke höherer Masse ausreichenden Steifigkeit sowie Halte- oder Tragkraft kann ein Roboter entsprechend ausgelegt sein, beispielsweise durch Verstärkung an Segmenten oder Lagern oder entsprechend konstruierte Segmente oder Lager. A jig configured as a robot may be configured in the form of a so-called collaborative robot, i. a robot interacting with a human operator. To ensure sufficient rigidity and holding or carrying capacity for workpieces of higher mass, a robot can be designed accordingly, for example by reinforcement on segments or bearings or correspondingly designed segments or bearings.

Bei einer als Roboter ausgestalteten Aufspannvorrichtung werden vorzugsweise mehrere solche Aufspannvorrichtungen zum (gemeinsamen) Aufspannen eines Werkstücks eingesetzt. In a jig designed as a robot, a plurality of such jigs are preferably used for (jointly) clamping a workpiece.

In einer Ausführungsform weist die Aufspannvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, auf der die zum Erreichen der Zielpose erforderliche Bewegungsrichtung an einem oder mehreren Lagern anzeigbar ist. Jedem Lager kann eine eigene Anzeigeeinrichtung zugeordnet sein. Die Anzeigeeinrichtung kann dem Anwender einen Hinweis geben, wie eine Bewegung an dem Lager erfolgen sollte, um die Zielpose der Halteeinrichtung oder eines in von der Halteeinrichtung gehaltenen Werkstücks zu erreichen. Die Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise eine visuelle Anzeigevorrichtung. Sie kann Koordinaten und/oder Richtungen anzeigen. In one embodiment, the clamping device has a display device on which the direction of movement required to reach the target pose can be displayed at one or more bearings. Each warehouse can be assigned its own display device. The display device may provide the user with an indication of how movement should take place on the bearing in order to reach the target pose of the holding device or a workpiece held in the holding device. The display device is preferably a visual display device. It can display coordinates and / or directions.

Die Aufspannvorrichtung kann weiterhin eine oder mehrere Feststelleinrichtungen, insbesondere Feststellbremsen, aufweisen. Diese Feststelleinrichtungen sind von einer zuvor offenbarten Bremseinrichtung, deren Bremskraft regelbar ist, zu unterscheiden. Die Feststelleinrichtung dient dazu, an einem Lager eine Lagerposition festzustellen bzw. zu arretieren. Jedem Lager kann eine Feststelleinrichtung zugeordnet sein. The jig may further comprise one or more locking devices, in particular parking brakes. These locking devices are to be distinguished from a previously disclosed braking device whose braking force is adjustable. The locking device serves to determine or lock a bearing position on a bearing. Each bearing may be associated with a locking device.

Die Steuerung / Regelung kann weiterhin eine Funktion aufweisen, die nach Feststellen/Fixierung des/der Lagere die letztendliche Istposition einer Messeinrichtung oder mehrerer Messeinrichtungen, beispielsweise Winkelgeber (insbesondere Inkrementalgeber oder Absolutwertgeber), ausliest. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die tatsächlich erreichte Ziel- und Feststellposition nicht zu 100% erreicht werden kann und die tatsächliche Abweichung für einen Mess- oder Bearbeitungsprozess bekannt sein muss/sollte um z.B. für Korrekturen eines Messablaufes oder Bearbeitungsprozesses oder ermittelter Messergebnisse zur Verfügung zu stehen. The control / regulation can furthermore have a function which reads out the final actual position of a measuring device or a plurality of measuring devices, for example angle encoders (in particular incremental encoders or absolute encoders), after the bearing (s) have been fixed. This can be advantageous if the actual achieved target and locked position can not be achieved 100% and the actual deviation for a measurement or machining process must / should be known by e.g. to be available for corrections of a measurement process or machining process or determined measurement results.

Die Ausgabe von Abweichungen kann dabei über die Mitteilung der Einzelabweichungen jeder Einzelachse (Einzeldrehachse), aber auch als berechnete Gesamtabweichung (z.B. Position (X/Y/Z) und Richtung/Rotation (A, B, C), und zwar insbesondere des „Tool Center Points (TCP) jedes Einzelnen Segmentes, erfolgen. The output of deviations can be via the notification of the individual deviations of each individual axis (single axis), but also as a calculated total deviation (eg position (X / Y / Z) and direction / rotation (A, B, C), in particular the "Tool Center Points (TCP) of each segment.

Die Ausgabe der Abweichung kann aber auch für mehrerer Drehachsen als Positions- und Richtungs-/Rotationsabweichung für ein gesamtes Werkstück erfolgen. The output of the deviation can also be done for several axes of rotation as position and direction / rotation deviation for an entire workpiece.

Hierbei könnte die Regelungseinrichtung entweder Rohdaten, z.B. Werte der Messeinrichtungen, aber auch komplett berechnete Ergebnisse als Vektoren Transformationsmatrizzen für eine Weiterverwendung in anderen Systemen (KMG / Bearbeitungsmaschine) bereitstellen. Here, the control device could either raw data, eg values of the measuring devices, but also completely calculated results as vectors transformation matrices for a Provide further use in other systems (CMM / processing machine).

Da jede mechanische Achse abhängig vom Gewicht des daran fixierten Werkstücks, aber auch aufgrund des Eigengewichtes einer Verbiegung unterliegt, kann es erforderlich sein, eine Verbiegung empirisch zu ermitteln oder zu berechnen, beispielsweise über FEM-Methoden („Finite-Elemente-Methoden“), und diesen Wert in oben erwähnte Abweichung der Zielposition einfließen zu lassen. Angegeben wird von der Erfindung ferner eine Anordnung, aufweisend zumindest zwei vorangehende Aufspannvorrichtungen. Diese können ein Werkstück gemeinsam aufspannen, indem jede der Aufspannvorrichtungen mit ihrer Halteeinrichtung das Werkstück hält. Die Aufspannvorrichtungen können an einem Untergrund ortsfest fixiert sein, beispielsweise an einem Messtisch eines KMG oder an einer Werkzeugmaschine. Since every mechanical axis is subject to bending depending on the weight of the workpiece fixed thereto, but also because of its own weight, it may be necessary to determine or calculate a bending empirically, for example via FEM methods ("finite element methods"), and to incorporate this value in the deviation of the target position mentioned above. The invention further provides an arrangement comprising at least two preceding jigs. These can clamp a workpiece together by holding each of the jigs with their holding device the workpiece. The jigs can be fixed in place on a base, for example on a measuring table of a CMM or on a machine tool.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einstellung oder Positionierung einer Aufspannvorrichtung, aufweisend:

  • a) Bereitstellen einer Aufspannvorrichtung wie zuvor beschrieben,
  • b) Vorgeben einer Zielpose der Halteeinrichtung oder einer Zielpose einer von der Halteeinrichtung zu haltenden Werkstücks,
  • c) Erzeugen einer relativen Bewegung der zumindest zwei Segmente durch Einleiten einer Kraft in das Lager, insbesondere in mindestens eines der Segmente,
  • d) Übermitteln einer Information über eine Bewegungsrichtung oder Pose zumindest eines der Segmente von der Messeinrichtung an die Regelungseinrichtung,
  • e) Ermitteln durch die Regelungseinrichtung, ob eine Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen, und
  • f) Regeln der Bremskraft in der Bremseinrichtung durch die Regelungseinrichtung, sodass die Bremskraft verringert oder nicht angewandt wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen oder die Bremskraft erhöht wird, wenn die die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung nicht dazu geeignet ist, die Zielpose der Halteeinrichtung oder des Werkstücks herzustellen,
  • g) Weiterbewegen des Segmentes oder der Segmente in der Bewegungsrichtung wenn die Bremskraft verringert wird oder nicht angewandt wird, oder Bewegen des/der Segmente in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung wenn die Bremskraft erhöht wird.
In a further aspect, the invention relates to a method for adjusting or positioning a jig, comprising:
  • a) providing a jig as described above,
  • b) predetermining a target pose of the holding device or a target pose of a workpiece to be held by the holding device,
  • c) generating a relative movement of the at least two segments by introducing a force into the bearing, in particular in at least one of the segments,
  • d) transmitting information about a direction of movement or pose of at least one of the segments from the measuring device to the regulating device,
  • e) determining by the control means whether a change of the pose or the direction of movement is suitable for producing the target pose of the holding device or the workpiece, and
  • f) controlling the braking force in the braking device by the control means, so that the braking force is reduced or not applied when the change of the pose or the direction of movement is adapted to make the Zielpose the holding device or the workpiece or the braking force is increased when the Change of pose or the direction of movement is not suitable to produce the Zielpose the holding device or the workpiece,
  • g) advancing the segment or segments in the direction of movement when the braking force is reduced or not applied, or moving the segment (s) in the opposite direction of movement when the braking force is increased.

In dem Verfahren können alle gegenständlichen Merkmale realisiert sein, die zuvor anhand einer erfindungsgemäßen Aufspannvorrichtung offenbart wurden. Ebenso kann umgekehrt eine vorangehend offenbarte Aufspannvorrichtung zur Durchführung verfahrensmäßiger Schritte eingerichtet oder ausgestaltet sein. In the method, all objective features can be realized, which were previously disclosed by means of a jig according to the invention. Likewise, conversely, a clamping device disclosed above can be set up or configured to carry out procedural steps.

Während des Verfahrens kann die Aufspannvorrichtung an einem Untergrund ortsfest fixiert sein, beispielsweise an einem Messtisch eines KMG oder an einer Werkzeugmaschine. During the process, the clamping device can be fixed in place on a base, for example on a measuring table of a CMM or on a machine tool.

Generell können Verfahrensschritte, womöglich oder sinnvoll, auch in einer anderen als der genannten Reihenfolge stattfinden. In general, procedural steps, possibly or meaningful, can also take place in a sequence other than that mentioned.

Das Verfahren kann in den Schritten e), f) und g), optional auch d), solange wiederholt werden, bis die Zielpose erreicht ist. The method can be repeated in steps e), f) and g), optionally also d), until the target pose is reached.

Das Verfahren kann ohne Werkstück erfolgen. Als weiteren Schritt kann das Verfahren umfassen: Das Aufspannen des Werkstücks in die Aufspannvorrichtung, insbesondere Halten, und vorzugsweise auch Fixieren, an der erwähnten Halteeinrichtung. Dieser Schritt kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, wie beispielsweise zu Beginn des Verfahrens oder am Ende des Verfahrens. In diesem Sinn ist das Verfahren dann auch als Verfahren zur Positionierung eines Werkstücks zu bezeichnen. The process can be done without a workpiece. As a further step, the method may include: clamping the workpiece in the clamping device, in particular holding, and preferably also fixing, to the mentioned holding device. This step may occur at any time, such as at the beginning of the procedure or at the end of the procedure. In this sense, the method is then also referred to as a method for positioning a workpiece.

Nach einem vorbestimmten Zeitintervall, einer Bewegung um einen vorbestimmten Betrag, oder einer vorgegebenen Positionsänderung, insbesondere nach einem vorbestimmten Drehwinkel, oder einer vorbestimmten Drehwinkeländerung, können die Schritte e), f) und g) erneut durchgeführt werden, um die Bewegung und Positionierung zu überwachen. Beispielsweise könnte es sein, dass ein Segment zu weit in eine Richtung bewegt wurde und wieder in eine entgegengesetzte Richtung bewegt werden muss, um die Zielpose herzustellen. After a predetermined time interval, a movement by a predetermined amount, or a predetermined position change, in particular after a predetermined rotation angle, or a predetermined rotation angle change, the steps e), f) and g) can be performed again to monitor the movement and positioning , For example, a segment may have been moved too far in one direction and must be moved in an opposite direction again to make the target pose.

Schließlich kann bei Erreichen der Zielpose in dem Verfahren die Bremskraft soweit erhöht werden, dass die Segmente in ihrer relativen Lage fixiert sind. Finally, upon reaching the Zielpose in the process, the braking force can be increased so far that the segments are fixed in their relative position.

Schließlich kann bei Erreichen der Zielpose in dem Verfahren eine absolute Abweichung zu einem vorgegebenen Sollwert durch das Auslesen der Position, insbesondere der Absolutposition, einer oder mehrerer Messeinrichtungen, insbesondere eines oder mehrerer Winkellagegeber, bestimmt werden. Finally, when the target pose is reached in the method, an absolute deviation from a predefined setpoint value can be determined by reading out the position, in particular the absolute position, of one or more measuring devices, in particular one or more angular position sensors.

Angegeben wird von der Erfindung ferner ein Koordinatenmessgerät, aufweisend eine vorangehend offenbarte Aufspannvorrichtung. Das Koordinatenmessgerät kann zur Durchführung eines vorangehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet oder ausgestaltet sein. The invention further provides a coordinate measuring machine comprising a jig as disclosed above. The coordinate measuring machine can be set up or configured to carry out a method described above.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen: The invention will be described below with reference to exemplary embodiments. Show it:

1 eine Anordnung aus zwei erfindungsgemäßen Aufspannvorrichtungen, 1 an arrangement of two clamping devices according to the invention,

2 eine Abweichung von einer Zielpose, und die Bestimmung der momentanen Pose 2 a deviation from a goal pose, and the determination of the current pose

3 ein erfindungsgemäßes Koordinatenmessgerät und 3 an inventive coordinate measuring machine and

4 einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. 4 a process sequence according to the invention.

In 1 sind die Aufspannvorrichtungen 1, 2 abgebildet, in welche das Werkstück oder Bauteil eingespannt ist. Der Arm 4 der Aufspannvorrichtung 1 weist als Lager die Gelenke 5, 6, 7, 8, 9 auf. Die Beispiele beziehen sich ausschließlich auf rotatorische Bewegungen, was aber die Erfindung nicht beschränkt, die bei entsprechender Ausgestaltung eines oder mehrerer Lager ebenfalls oder alternativ auf translatorische Bewegungen anwendbar ist. In 1 are the jigs 1 . 2 imaged in which the workpiece or component is clamped. The arm 4 the jig 1 has as bearings the joints 5 . 6 . 7 . 8th . 9 on. The examples relate exclusively to rotational movements, but this does not limit the invention, which is also or alternatively applicable to translational movements with appropriate design of one or more bearings.

Ferner weist der Arm 4 die Segmente 10, 11, 12, 13 auf. Die Segmente 10 und 11 sind durch das Drehgelenk 5 verbunden, die Segmente 11 und 12 sind durch das Drehgelenk 6 verbunden und die Segmente 12, 13 sind durch das kombinierte, zweiachsige Drehgelenk 7, 8 verbunden. Die Drehachsen D1, D2, D3 und D5 stehen in der momentanen Drehstellung senkrecht zur Blickrichtung des Betrachters. Die Drehachse D4 des Gelenkteils 8 weist nach unten. Weiterhin ist noch das Drehgelenk 14 mit der Drehachse D6 vorhanden. Das Drehgelenk 14 ist mit der Fußplatte 15 verbunden, über welche die Aufspannvorrichtung 1 an einem Untergrund fixierbar ist. In diesem Fall bildet das Gelenk 14 das erste Ende des Arms 4. Das Gelenk 9 bildet das zweite Ende des Arms 4. An dem Gelenk 9 ist die Halteeinrichtung 16 angelenkt, das den unteren Greifer 17 und den oberen Greifer 18 aufweist. Der untere Greifer 17 weist an seinem Ende ein Lagermittel 19 auf. Die Greifer 17, 18 sind in geöffneter Stellung gezeigt. Further, the arm points 4 the segments 10 . 11 . 12 . 13 on. The segments 10 and 11 are through the swivel 5 connected to the segments 11 and 12 are through the swivel 6 connected and the segments 12 . 13 are by the combined, biaxial swivel 7 . 8th connected. The axes of rotation D 1 , D 2 , D 3 and D 5 are in the current rotational position perpendicular to the viewing direction of the viewer. The axis of rotation D 4 of the joint part 8th points down. Furthermore, there is still the hinge 14 with the rotation axis D 6 available. The swivel joint 14 is with the foot plate 15 connected over which the jig 1 can be fixed to a substrate. In this case, the joint forms 14 the first end of the arm 4 , The joint 9 forms the second end of the arm 4 , At the joint 9 is the holding device 16 hinged, the lower gripper 17 and the upper gripper 18 having. The lower gripper 17 has at its end a storage means 19 on. The grippers 17 . 18 are shown in the open position.

Die Aufspannvorrichtung 2 auf der rechten Seite von 1 weist den identischen Aufbau auf wie die Aufspannvorrichtung 1. Bezugszeichen sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen, wären ansonsten aber identisch. Anhand der Aufspannvorrichtung 2 sind weitere Elemente dargestellt, die ebenso bei der Aufspannvorrichtung 1 vorhanden sind. Gezeigt sind zum einen Messeinrichtungen 20, 21, 22, 23, 24, die innerhalb der Gelenke 5, 6, 7, 8, 14 angeordnet sind. Diese Messeinrichtungen sind nur schematisch dargestellt. Ebenfalls schematisch dargestellt sind Bremseinrichtungen 25, 26, 27, 28, 29. The jig 2 on the right side of 1 has the same structure as the jig 1 , Reference numerals have been omitted for clarity, but would otherwise be identical. Based on the jig 2 Further elements are shown, which also in the jig 1 available. Shown are on the one hand measuring equipment 20 . 21 . 22 . 23 . 24 that are inside the joints 5 . 6 . 7 . 8th . 14 are arranged. These measuring devices are shown only schematically. Also shown schematically are braking devices 25 . 26 . 27 . 28 . 29 ,

Die Regelungseinrichtung 30 ist rechnergesteuert und zum einen mit den Messeinrichtungen 2024 und zum anderen mit den Bremseinrichtung 2529 verbunden. Gezeigt ist beispielhaft nur eine Verbindung zu der Messeinrichtung 20 und der Bremseinrichtung 25. The control device 30 is computer-controlled and on the one hand with the measuring equipment 20 - 24 and on the other hand with the braking device 25 - 29 connected. By way of example, only a connection to the measuring device is shown 20 and the braking device 25 ,

An dem Drehgelenk 6 der rechten Aufspannvorrichtung 2 ist ferner eine Anzeigeeinrichtung 31 gezeigt, auf der die zum Erreichen einer Zielpose erforderliche Drehrichtung anzeigbar ist. In diesem Fall wird ein Pfeil im Uhrzeigersinn angezeigt, der anzeigt, dass das Segment 12 im Uhrzeigersinn gedreht werden sollte. An anderen Drehgelenken sind entsprechende Anzeigevorrichtungen vorhanden. At the hinge 6 the right chuck 2 is also a display device 31 shown, on which the direction of rotation required to reach a Zielpose can be displayed. In this case, a clockwise arrow will be displayed indicating that the segment 12 should be turned clockwise. At other hinges corresponding display devices are present.

In den gezeigten Drehgelenken vorhandene Aktoreinrichtungen zur Bewirkung der Gelenksdrehung sind in 1 nicht dargestellt. In the swivel joints present actuator devices for effecting the joint rotation are in 1 not shown.

Die links gezeigte Aufspannvorrichtung 1 weist ebenso eine Regelungseinrichtung 30, Messeinrichtungen 2024, Bremseinrichtungen 2529 und Anzeigeeinrichtungen 31 auf, die aber nicht eingezeichnet sind. The jig shown on the left 1 also has a control device 30 , Measuring equipment 20 - 24 , Braking devices 25 - 29 and display devices 31 on, but not shown.

2 zeigt zum Verständnis die Art und Weise, wie eine Zielpose definiert sein kann und wie festgestellt werden kann, ob eine Drehrichtung oder Drehstellung von zwei Segmenten geeignet ist, die Zielpose herzustellen. 2 shows for understanding the manner in which a target pose can be defined and how it can be determined whether a rotational direction or rotational position of two segments is suitable for establishing the target pose.

Die momentane Pose der Halteeinrichtung 16 kann durch eine Addition der Vektoren X1, X2, X3, X4 und X5 erhalten werden. Die Längen und Anfangs- und Endpunkte der Vektoren sind jeweils durch den Aufbau der Aufspannvorrichtung 1 fest definiert, nämlich durch die Geometrie der Arme und Gelenke. Die Lage der Vektoren X1 bis X5 wird in dem links gezeigten kartesischen Koordinatensystem beschrieben. Der Nullpunkt des Koordinatensystems kann auf den Beginn des Vektors X1 gesetzt werden oder anderswo. Die momentane Pose der Halteeinrichtung 16 ist durch den Vektor X5 beschrieben. Als Zielpose soll der Vektor die Lage X5‘ einnehmen, die gestrichelt eingezeichnet ist. In der Regelungseinrichtung 30 kann die Vektoraddition permanent vorgenommen werden und festgestellt werden, ob die Zielpose X5‘ bereits eingenommen wurde oder ob sich der Zielpose X5‘ zumindest genähert wird. Entsprechend werden Bremseinrichtungen 2629 so geregelt, dass eine Bewegung Richtung Zielpose erleichtert und eine Gelenkbewegung, die von der Zielpose wegführt, erschwert wird. The current pose of the holding device 16 can be obtained by adding the vectors X1, X2, X3, X4 and X5. The lengths and start and end points of the vectors are each determined by the structure of the jig 1 firmly defined, namely by the geometry of the arms and joints. The position of the vectors X1 to X5 is described in the Cartesian coordinate system shown on the left. The origin of the coordinate system can be set to the beginning of the vector X1 or elsewhere. The current pose of the holding device 16 is described by the vector X5. As a target pose, the vector should occupy the position X5 ', which is shown by dashed lines. In the control device 30 the vector addition can be made permanently and it can be determined whether the target pose X5 'has already been occupied or whether the target pose X5' is at least approaching. Accordingly, brake devices 26 - 29 controlled so that a movement facilitates the target position and a joint movement, which leads away from the Zielpose, is difficult.

Das in 3 dargestellte Koordinatenmessgerät (KMG) 211 in Portalbauweise weist eine Basis 201 auf, über der Säulen 202, 203 in Y-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems beweglich angeordnet sind. Die Säulen 202, 203 bilden zusammen mit einem Querträger 204 ein Portal des KMG 211. Der Querträger 204 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Säulen 202 bzw. 203 verbunden. Nicht näher dargestellte Elektromotoren verursachen die Linearbewegung der Säulen 202, 203 in Y-Richtung, entlang der Y-Bewegungs-Achse. Dabei ist z. B. jeder der beiden Säulen 202, 203 ein Elektromotor zugeordnet. Der Querträger 204 ist mit einem Querschlitten 207 kombiniert, welcher luftgelagert entlang dem Querträger 204 in X-Richtung des kartesischen Koordinatensystems beweglich ist. Die momentane Position des Querschlittens 207 relativ zu dem Querträger 204 kann anhand einer Maßstabsteilung 206 festgestellt werden. Die Bewegung des Querträgers 204 in X-Richtung, d.h. entlang der X-Bewegungs-Achse, wird durch einen weiteren Elektromotor angetrieben. An dem Querschlitten 207 ist eine in vertikaler Richtung bewegliche Pinole 208 gelagert, die an ihrem unteren Ende über eine Montageeinrichtung 210 und eine Drehvorrichtung 205 mit einem Tastkopf 209 verbunden ist. An den Tastkopf 209 ist der abgewinkelte Taster 215 angekoppelt, an dem ein Taststift 111 mit Tastkugel 121 abnehmbar angeordnet ist. Der Tastkopf 209 kann angetrieben durch einen weiteren Elektromotor relativ zu dem Querschlitten 207 in Z-Richtung, entlang der Z-Bewegungs-Achse, des kartesischen Koordinatensystems bewegt werden. Durch die Elektromotoren des KMG kann der Tastkopf 209 in dem Bereich unterhalb des Querträgers 204 in nahezu beliebige Positionen bewegt werden. Ferner kann die Drehvorrichtung 205 den Tastkopf 215 um die Z-Achse drehen, sodass der Taststift 111 in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet werden kann. This in 3 illustrated coordinate measuring machine (CMM) 211 in portal construction has a base 201 up, over the pillars 202 . 203 are movably arranged in the Y direction of a Cartesian coordinate system. The columns 202 . 203 make up together with a crossbeam 204 a portal of the CMM 211 , The crossbeam 204 is at its opposite ends with the pillars 202 respectively. 203 connected. Not shown electric motors cause the linear movement of the columns 202 . 203 in the Y direction, along the Y motion axis. It is z. B. each of the two columns 202 . 203 associated with an electric motor. The crossbeam 204 is with a cross slide 207 combined, which air-stored along the cross member 204 movable in the X direction of the Cartesian coordinate system. The current position of the cross slide 207 relative to the cross member 204 can be based on a scale division 206 be determined. The movement of the crossbeam 204 in the X-direction, ie along the X-motion axis, is driven by another electric motor. At the cross slide 207 is a vertically movable quill 208 stored at its lower end via a mounting device 210 and a turning device 205 with a probe 209 connected is. To the probe 209 is the angled button 215 coupled to which a stylus 111 with tactile ball 121 is arranged detachably. The probe 209 can be driven by another electric motor relative to the cross slide 207 in the Z direction, along the Z-motion axis, of the Cartesian coordinate system. By the electric motors of the CMM, the probe can 209 in the area below the cross member 204 be moved in almost any position. Furthermore, the rotating device 205 the probe 215 rotate around the Z axis so that the stylus 111 can be aligned in different directions.

Auf der Basis 201 des KMG 211 ist die in 1 erläuterte Aufspannvorrichtung 1 befestigt. Selbstverständlich kann eine weitere Aufspannvorrichtung 2 vorhanden sein. On the base 201 of the CMM 211 is the in 1 explained jig 1 attached. Of course, another jig 2 to be available.

4 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf gemäß einer speziellen Ausführungsform, die den Schritt S1 beinhaltet, der nicht zwingend ist. Zunächst wird in Schritt S1 ein Werkstück 3 in der Aufspannvorrichtung 16, beides gezeigt in 1, eingespannt. Anschließend wird die Zielpose X5‘, die in 2 gezeigt ist, für die Halteeinrichtung 16 vorgegeben, was mit Schritt S2 bezeichnet ist. Generell können Verfahrensschritte, womöglich oder sinnvoll, auch in einer anderen Reihenfolge stattfinden. Schritt S1 kann auch erfolgen, wenn eine Zielpose erreicht ist. Wenn beispielsweise eine Zielpose für ein bereits eingerichtetes Bauteil oder Werkstück mit der Aufspanneinrichtung erneut eingestellt werden soll, kann man zunächst die Zielpose herstellen und am Schluss das Bauteil auflegen oder fixieren. 4 shows a method sequence according to the invention according to a specific embodiment, which includes the step S1, which is not mandatory. First, in step S1, a workpiece 3 in the jig 16 both shown in 1 , clamped. Then the target pose X5 ', which is in 2 is shown for the holding device 16 given, which is designated by step S2. In general, procedural steps, possibly or meaningful, can also take place in a different order. Step S1 can also be done when a target pose is reached. If, for example, a target pose for an already set up component or workpiece is to be readjusted with the clamping device, one can first produce the target pose and at the end place or fix the component.

Anschließend wird in Schritt S3 eine relative Drehbewegung der Segmente 10, 11, 12, 13 durch Einleiten von Kräften in Gelenke 5, 6, 7, 8, 9, 14 erzeugt. Es ist nicht zwingend, dass jedes Segment bzw. jedes Gelenk bewegt werden muss. Subsequently, in step S3, a relative rotational movement of the segments 10 . 11 . 12 . 13 by introducing forces into joints 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 14 generated. It is not mandatory that each segment or joint must be moved.

Anschließend wird in Schritt S4 eine Information über eine relative Drehrichtung von Segmenten von Messeinrichtungen 20, 21, 22, 23, 24 an die Regelungseinrichtung 30 übermittelt. Die genannten Messeinrichtungen sind Winkellagegeber. Nur bei Gelenken, bei denen eine Drehbewegung stattfindet, ist eine Übermittlung von Informationen über eine relative Drehrichtung erforderlich. Subsequently, in step S4, information about a relative direction of rotation of segments of measuring devices 20 . 21 . 22 . 23 . 24 to the control device 30 transmitted. The measuring devices mentioned are angular position sensors. Only in joints where a rotational movement takes place is it necessary to transmit information about a relative direction of rotation.

In Schritt S5 wird in der Regelungseinrichtung 30 ermittelt, ob die relative Drehrichtung der Segmente 10, 11, 12, 13 geeignet ist, die Zielpose X5‘ der Halteeinrichtung 16 herzustellen. Alternativ kann die Zielpose eines Werkstücks 3 vorgegeben werden. Eine Zielpose des Werkstücks kann beispielsweise dann vorgegeben werden, wenn die genaue Lage des Werkstücks im eingespannten Zustand, d.h. bei Greifen der Halteeinrichtung 16, bekannt ist. In step S5, in the control device 30 determines if the relative direction of rotation of the segments 10 . 11 . 12 . 13 is suitable, the Zielpose X5 'of the holding device 16 manufacture. Alternatively, the target pose of a workpiece 3 be specified. A target pose of the workpiece can be specified, for example, when the exact position of the workpiece in the clamped state, ie when gripping the holding device 16 , is known.

In nachfolgendem Schritt S6 erfolgt das Regeln der Bremskraft in Bremseinrichtungen 25, 26, 27, 28, 29 durch die Regelungseinrichtung 30. Erforderlich ist nur das Regeln der Bremskraft bei solchen Gelenken, die bewegt werden. Die Bremskraft wird verringert oder nicht angewandt, wenn die relative Drehrichtung von Segmenten dazu geeignet ist, die Zielpose X5‘ der Halteeinrichtung 16 herzustellen. Wird beispielsweise in 2 das Segment 12 gegenüber dem Segment 11 durch eine Drehung an dem Gelenk 6 im Uhrzeigersinn gedreht, dann ist diese Bewegung geeignet, die Zielpose X5‘, die unter der momentanen Pose der Halteeinrichtung 16 liegt, herzustellen. In diesem Fall wird keine Bremskraft aufgebracht oder eine vorhandene Bremskraft verringert. Die Bewegung des Segments 12 im Uhrzeigersinn ist mit dem Pfeil A bezeichnet. Erfolgt hingegen eine Drehrichtung des Segments 12 gegen den Uhrzeigersinn, bezeichnet mit dem Pfeil B, dann ist diese Bewegung nicht geeignet, die Pose X5‘ herzustellen und es findet ein Bremseingriff statt, d.h. die Bremskraft einer in dem Gelenk 6 angeordneten Bremseinrichtung wird erhöht. In subsequent step S6, the braking force is regulated in braking devices 25 . 26 . 27 . 28 . 29 through the control device 30 , It is only necessary to regulate the braking force of such joints that are being moved. The braking force is reduced or not applied when the relative rotational direction of segments is adapted to the target pose X5 'of the fixture 16 manufacture. For example, in 2 the segment 12 opposite the segment 11 by a rotation on the joint 6 Turned clockwise, then this movement is suitable, the target pose X5 ', which under the current pose of the holding device 16 lies to produce. In this case, no braking force is applied or an existing braking force is reduced. The movement of the segment 12 clockwise is indicated by the arrow A. If, however, a direction of rotation of the segment 12 counterclockwise, denoted by the arrow B, then this movement is not suitable to make the pose X5 'and there is a braking intervention, ie the braking force of one in the joint 6 arranged braking device is increased.

In Schritt S7 wird dann das beispielhafte Segment 12 im Uhrzeigersinn weitergedreht, sofern zuvor die Bewegung schon im Uhrzeigersinn erfolgte. War die Drehung in Pfeilrichtung B nicht geeignet, die Zielpose X5‘ herzustellen, dann wird eine entgegengesetzte Drehrichtung A eingestellt, d.h. von der Drehrichtung B gegen den Uhrzeigersinn in eine Drehrichtung A im Uhrzeigersinn gewechselt. In step S7, the exemplary segment then becomes 12 Turned clockwise, if previously the movement was already clockwise. Was the rotation in the direction of arrow B is not suitable to make the target pose X5 ', then an opposite direction of rotation A is set, that is changed from the direction of rotation B counterclockwise in a direction of rotation A clockwise.

Nach einem bestimmten Zeitintervall oder einem bestimmten Drehwinkel werden die Schritte S5, S6 und S7 erneut durchgeführt, um die Bewegung und Positionierung zu überwachen. Beispielsweise könnte es sein, dass Segment 12 zu weit in die Richtung A gedreht wird und wieder in die Richtung B zurückgedreht werden muss, um die Zielpose X5‘ herzustellen. Die Wiederholung der Schritte S5, S6, S7 ist durch einen Pfeil gezeigt, der von S7 zu S5 führt. Optional kann auch der Schritt S4 erneut erfolgen, was durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet ist. After a certain time interval or rotation angle, steps S5, S6 and S7 are again performed to monitor the movement and positioning. For example, it could be that segment 12 is rotated too far in the direction A and must be turned back in the direction B to make the target pose X5 '. The repetition of steps S5, S6, S7 is shown by an arrow leading from S7 to S5. Optionally, step S4 can also be carried out again, which is indicated by a dashed arrow.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 2 1, 2
Aufspannvorrichtungen fixtures
4 4
Arm poor
5, 6, 7, 8, 9 5, 6, 7, 8, 9
Gelenke joints
10, 11, 12, 13 10, 11, 12, 13
Segmente segments
14 14
Drehgelenk swivel
15 15
Fußplatte footplate
16 16
Halteeinrichtung holder
17, 18 17, 18
Greifer grab
19 19
Lagermittel bearing means
20, 21, 22, 23, 24 20, 21, 22, 23, 24
Messeinrichtungen measuring equipment
25, 26, 27, 28, 29 25, 26, 27, 28, 29
Bremseinrichtungen braking devices
30 30
Regelungseinrichtung control device
31 31
Anzeigeeinrichtung display
111 111
Taststift feeler
121 121
Tastkugel probe ball
201 201
Basis Base
202, 203 202, 203
Säulen columns
204 204
Querträger crossbeam
205 205
Drehvorrichtung rotator
206 206
Maßstabsteilung scale graduation
207 207
Querschlitten cross slide
208 208
Pinole Pinole
209 209
Tastkopf probe
210 210
Montageeinrichtung mounter
211 211
Koordinatenmessgerät coordinate measuring machine
215 215
Taster button
A, B A, B
Bewegungsrichtungen directions of movement
D1, D2, D3,, D4, D5 D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5
Drehachsen rotational axes
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7
Verfahrensschritte steps
X1, X2, X3, X4, X5 X1, X2, X3, X4, X5
Vektoren vectors
X5‘ X5 '
Zielpose target pose

Claims (9)

Aufspannvorrichtung (1, 2) für ein Werkstück (3), die in einem Koordinatenmessgerät (211) anordbar ist, aufweisend – einen Arm (4), der auf der Seite eines ersten Endes an einem Untergrund ortsfest fixierbar ist, aufweisend zumindest zwei Segmente (10, 11, 12, 13) und zumindest ein Lager (5, 6, 7, 8, 9, 14), mit dem die zwei Segmente relativ zueinander beweglich verbunden sind, – eine Halteeinrichtung (16) für das Werkstück, die an einem zweiten Ende des Arms angebracht ist, – eine Messeinrichtung (20, 21, 22, 23, 24) zur Ermittlung der Bewegungsrichtung (A, B) oder Pose zumindest eines der beiden Segmente (10, 11, 12, 13), – eine Bremseinrichtung (25, 26, 27, 28, 29), deren Bremskraft regelbar ist, und mit der eine Bewegung der beiden Segmente relativ zueinander durch Erhöhung der Bremskraft abbremsbar ist, – eine Regelungseinrichtung (30) zur Regelung der Bremskraft der Bremseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung mit der Messeinrichtung und mit der Bremseinrichtung verbunden ist wobei die Messeinrichtung (20, 21, 22, 23, 24), die Bremseinrichtung (25, 26, 27, 28, 29) und die Regelungseinrichtung (30) zur Durchführung der folgenden Schritte eingerichtet sind: – Übermitteln einer Information über die Bewegungsrichtung (A, B) oder die Pose zumindest eines der beiden Segmente bei einer Bewegung der beiden Segmente (10, 11, 12, 13) relativ zueinander von der Messeinrichtung an die Regelungseinrichtung, – Ermitteln durch die Regelungseinrichtung (30), ob eine Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung (A, B) geeignet ist, eine vorgegebene Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder eines von der Halteeinrichtung gehaltenen Werkstücks (3) herzustellen, und – Regeln der Bremskraft in der Bremseinrichtung (25, 26, 27, 28, 29) durch die Regelungseinrichtung (30), sodass die Bremskraft verringert oder nicht angewandt wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung dazu geeignet ist, die Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder des Werkstücks herzustellen oder die Bremskraft erhöht wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung nicht dazu geeignet ist, die Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder des Werkstücks (3) herzustellen. Clamping device ( 1 . 2 ) for a workpiece ( 3 ) in a coordinate measuring machine ( 211 ), comprising - an arm ( 4 ), which is fixable on the side of a first end to a base fixed, comprising at least two segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) and at least one warehouse ( 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 14 ), with which the two segments are movably connected relative to each other, - a holding device ( 16 ) for the workpiece, which is attached to a second end of the arm, - a measuring device ( 20 . 21 . 22 . 23 . 24 ) for determining the direction of movement (A, B) or pose at least one of the two segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ), - a braking device ( 25 . 26 . 27 . 28 . 29 ), whose braking force is controllable, and with which a movement of the two segments relative to each other by increasing the braking force can be braked, - a control device ( 30 ) for controlling the braking force of the braking device, wherein the regulating device is connected to the measuring device and to the braking device, wherein the measuring device ( 20 . 21 . 22 . 23 . 24 ), the braking device ( 25 . 26 . 27 . 28 . 29 ) and the control device ( 30 ) are arranged to carry out the following steps: transmission of information about the direction of movement (A, B) or the pose of at least one of the two segments during a movement of the two segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) relative to each other from the measuring device to the control device, - determined by the control device ( 30 ), whether a change of the pose or the direction of movement (A, B) is suitable, a predetermined target pose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or a workpiece held by the holding device ( 3 ), and - controlling the braking force in the braking device ( 25 . 26 . 27 . 28 . 29 ) by the control device ( 30 ), so that the braking force is reduced or not applied, if the change of the pose or the direction of movement is suitable, the target pose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or the workpiece or the braking force is increased, if the change of the pose or the direction of movement is not suitable, the target pose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or the workpiece ( 3 ). Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Regelungseinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, die Bremskraft in der Bremseinrichtung bei Erreichen der Zielpose (X5‘) so zu erhöhen, dass die Segmente (10, 11, 12, 13) in ihrer relativen Lage fixiert sind. Clamping device according to claim 1, wherein the control device ( 30 ) is adapted to increase the braking force in the braking device when reaching the Zielpose (X5 ') so that the segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) are fixed in their relative position. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend zumindest eine maschinelle Aktoreinrichtung, mit welcher eine Bewegung der Segmente (10, 11, 12, 13) erzeugbar ist. Clamping device according to claim 1 or 2, comprising at least one mechanical actuator device, with which a movement of the segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) is producible. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Anzeigeeinrichtung (31), auf der die zum Erreichen der Zielpose erforderliche Bewegungsrichtung anzeigbar ist. Clamping device according to one of the preceding claims, comprising a display device ( 31 ) on which the direction of movement required to reach the target pose can be displayed. Verfahren zur Einstellung oder Positionierung einer Aufspannvorrichtung, aufweisend: a) Bereitstellen einer Aufspannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1–4, b) Vorgeben (S2) einer Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder einer Zielpose eines in von der Halteeinrichtung zu haltenden Werkstücks, c) Erzeugen (S3) einer relativen Bewegung der zumindest zwei Segmente (10, 11, 12, 13) durch Einleiten einer Kraft in das Lager (5, 6, 7, 8, 9, 14), d) Übermitteln (S4) einer Information über eine Bewegungsrichtung (A, B) oder Pose zumindest eines der Segmente (10, 11, 12, 13) von der Messeinrichtung (20, 21, 22, 23, 24) an die Regelungseinrichtung (30), e) Ermitteln (S5) durch die Regelungseinrichtung (30), ob eine Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung (A, B) geeignet ist, die Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder des Werkstücks herzustellen, und f) Regeln (S6) der Bremskraft in der Bremseinrichtung (25, 26, 27, 28, 29) durch die Regelungseinrichtung (30), sodass die Bremskraft verringert oder nicht angewandt wird, wenn die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung (A) dazu geeignet ist, die Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder des Werkstücks herzustellen oder die Bremskraft erhöht wird, wenn die die Änderung der Pose oder die Bewegungsrichtung (B) nicht dazu geeignet ist, die Zielpose (X5‘) der Halteeinrichtung (16) oder des Werkstücks herzustellen, g) Weiterbewegen (S7) des Segmentes oder der Segmente (10, 11, 12, 13) in der Bewegungsrichtung (A) wenn die Bremskraft verringert wird oder nicht angewandt wird, oder Bewegen des/der Segmente in eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung (B) wenn die Bremskraft erhöht wird. Method for adjusting or positioning a clamping device, comprising: a) providing a clamping device ( 1 ) according to any one of claims 1-4, b) predetermining (S2) a Zielpose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or a target pose of a workpiece to be held by the holding device, c) generating (S3) a relative movement of the at least two segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) by introducing a force into the bearing ( 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 14 ) d) transmitting (S4) information about a direction of movement (A, B) or pose of at least one of the segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) of the measuring device ( 20 . 21 . 22 . 23 . 24 ) to the control device ( 30 ), e) determining (S5) by the control device ( 30 ), whether a change of the pose or the direction of movement (A, B) is suitable, the target pose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or the workpiece, and f) regulating (S6) the braking force in the braking device ( 25 . 26 . 27 . 28 . 29 ) by the control device ( 30 ), so that the braking force is reduced or not applied when the change of the pose or the direction of movement (A) is adapted to the target pose (X5 ') of the holding device (FIG. 16 ) or the workpiece or the braking force is increased, if the change of the pose or the direction of movement (B) is not suitable, the target pose (X5 ') of the holding device ( 16 ) or the workpiece, g) moving on (S7) of the segment or segments ( 10 . 11 . 12 . 13 ) in the direction of movement (A) when the braking force is reduced or not applied, or moving the segment (s) in an opposite direction of movement (B) when the braking force is increased. Verfahren nach Anspruch 5, aufweisend: Wiederholen der Schritte e)–g) bis die Zielpose erreicht ist.  The method of claim 5, comprising: repeating steps e) -g) until the target pose is reached. Verfahren nach Anspruch 6, aufweisend das Erhöhen der Bremskraft in der Bremseinrichtung bei Erreichen der Zielpose derart, dass die Segmente in ihrer relativen Lage fixiert sind.  The method of claim 6, comprising increasing the braking force in the braking device upon reaching the Zielpose such that the segments are fixed in their relative position. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, aufweisend das Auflegen und/oder Fixieren (S1) des Werkstücks (3) an der Halteeinrichtung (1). Method according to one of claims 5-7, comprising laying and / or fixing (S1) of the workpiece ( 3 ) on the holding device ( 1 ). Koordinatenmessgerät (211), aufweisend eine Aufspannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1–4, oder eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5–8. Coordinate measuring machine ( 211 ), comprising a jig ( 1 ) according to any one of claims 1-4, or adapted for carrying out a method according to any one of claims 5-8.
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