DE102016226259A1 - SYSTEM FOR PROVIDING AT LEAST ONE WORK PIECE FOR A MEASUREMENT, TESTING OR MACHINING PROCESS - Google Patents

SYSTEM FOR PROVIDING AT LEAST ONE WORK PIECE FOR A MEASUREMENT, TESTING OR MACHINING PROCESS Download PDF

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    • B25J15/022Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by articulated links

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für ein Mess-, Prüf- oder Verarbeitungsvorgang, wobei das System zumindest ein Stützelement umfasst, welches ein Fußteil, ein Mittelteil sowie ein Kopfteil umfasst, wobei das Fußteil derart über eine erste gelenkige Verbindung mit dem Mittelteil gekoppelt ist und das Kopfteil derart über eine zweite gelenkige Verbindung mit dem Mittelteil gekoppelt ist, um ein inverskinematisches Stützelement zu bilden. Weiterhin umfasst das System zumindest ein Ablageelement, welches am Kopfteil angeordnet ist und zumindest eine Ablagefläche aufweist, auf der das Werkstück abgestützt werden kann.The invention relates to a system and a method for providing at least one workpiece for a measuring, testing or processing operation, wherein the system comprises at least one support element, which comprises a foot part, a middle part and a head part, wherein the foot part in such a way over a first articulated connection is coupled to the central part and the head part is coupled in such a way via a second articulated connection with the central part, to form an inverse kinematic support member. Furthermore, the system comprises at least one storage element, which is arranged on the head part and has at least one storage surface on which the workpiece can be supported.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang o.ä., welches modular aufgebaut ist und insbesondere für die Fertigung von Kleinserien geeignet ist. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Werkstücks für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang o.ä..The invention relates to a system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining process or the like, which has a modular structure and is particularly suitable for the production of small batches. Furthermore, the invention comprises a method for providing a workpiece for a measuring, testing or machining operation or the like.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In Fertigungsprozessen und insbesondere in automatisierten Fertigungsprozessen, wie beispielsweise der spanenden Bearbeitung oder dem Schweißen, müssen die zu bearbeitenden Werkstücke so bereitgestellt und in Position gehalten werden, dass der Fertigungsprozess sicher und korrekt ausgeführt werden kann. Ebenso ist das Bereitstellen und Positionieren von Werkstücken bei Mess- und Prüfaufgaben wichtig, um beispielsweise einen definierten Abstand des Werkstücks zu einer Messeinrichtung sicherstellen zu können und um unerwünschte Bewegungen des Werkstücks während des Messens und Prüfens zu verhindern.In manufacturing processes, and particularly in automated manufacturing processes, such as machining or welding, the workpieces to be machined must be provided and held in position so that the manufacturing process can be performed safely and correctly. Likewise, the provision and positioning of workpieces in measurement and inspection tasks is important, for example, to ensure a defined distance of the workpiece to a measuring device and to prevent unwanted movements of the workpiece during measurement and testing.

Typischerweise werden für das Bereitstellen und Positionieren der Werkstücke spezifische, für einen bestimmten Werkstücktyp charakteristische Vorrichtungen bereitgestellt. Insbesondere bei geometrisch komplexen Werkstücken können für eine sichere Bereitstellung und Positionierung der Werkstücke mehrere Auflagepunkte, Greifer und/oder Spanner nötig sein, die sich in ihrer Ausgestaltung teils signifikant unterscheiden. Daher ist der Aufbau derartiger Systeme komplex und nur mit hohem Aufwand an andere Werkstücktypen anpassbar.Typically, for the provision and positioning of the workpieces, specific devices characteristic of a particular type of workpiece are provided. Particularly in the case of geometrically complex workpieces, a plurality of support points, grippers and / or clamps may be necessary for reliable provision and positioning of the workpieces, some of which differ significantly in their design. Therefore, the structure of such systems is complex and adaptable only with great effort to other types of workpieces.

Weiterhin muss die Kontur eines Auflagepunktes an die Kontur des Werkstücks angepasst werden, um einen sicheren Halt gewährleisten zu können. Dadurch entstehen hohe Vorrichtungskosten. Insbesondere bei einer Fertigung einer Kleinserie oder bei variabel genutzten Fertigungseinrichtungen, wie beispielsweise Manipulatorzellen oder CNC-Maschinen, entstehen so sehr hohe Kosten für die Konstruktion und Fertigung von Ablage-, Bereitstellungs- und Positionierungsvorrichtungen. Weiterhin verursachen herkömmliche Ablage-, Bereitstellungs- und Positionierungsvorrichtungen lange Umrüstzeiten, wodurch die Produktionskosten der betreffenden Werkstücke weiter gesteigert werden.Furthermore, the contour of a support point must be adapted to the contour of the workpiece in order to ensure a secure grip. This results in high device costs. In particular, in a production of a small series or in variably used manufacturing facilities, such as manipulator cells or CNC machines, so very high costs for the design and manufacture of filing, provisioning and positioning devices. Furthermore, conventional filing, providing and positioning devices cause long changeover times, which further increases the production costs of the workpieces concerned.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die genannten Nachteile auszuräumen und ein verbessertes System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to eliminate the disadvantages mentioned and to provide an improved system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation.

Ausführliche Zusammenfassung der ErfindungDetailed summary of the invention

Die Aufgabe wird gelöst durch ein System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang o.ä. nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang o.ä. nach Anspruch 15.The object is achieved by a system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation or the like. according to claim 1 and by a method for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation or the like. according to claim 15.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für ein Mess-, Prüf- oder Verarbeitungsvorgang, wobei das System zumindest ein Stützelement umfasst, welches ein Fußteil, ein Mittelteil sowie ein Kopfteil umfasst, wobei das Fußteil derart über eine erste gelenkige Verbindung mit dem Mittelteil gekoppelt ist und das Kopfteil derart über eine zweite gelenkige Verbindung mit dem Mittelteil gekoppelt ist, um ein inverskinematisches Stützelement zu bilden. Weiterhin umfasst das System zumindest ein Ablageelement, welches am Kopfteil angeordnet ist und zumindest eine Ablagefläche aufweist, auf der das Werkstück abgestützt werden kann.In particular, the object is achieved by a system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or processing operation, the system comprising at least one support element, which comprises a foot part, a middle part and a head part, wherein the foot part in such a way over a first articulated connection is coupled to the central part and the head part is coupled in such a way via a second articulated connection with the central part, to form an inverse kinematic support member. Furthermore, the system comprises at least one storage element, which is arranged on the head part and has at least one storage surface on which the workpiece can be supported.

Die inverse Kinematik des Stützelements ermöglicht die Bestimmung der Stellung des gesamten Stützelements anhand der Pose (Position und Orientierung) des Kopfteils. Die Stellung des Stützelements wird durch die Posen der einzelnen Teile, d.h. durch die Pose von Fußteil, Mittelteil und Kopfteil bestimmt. Die inverse Kinematik erlaubt das letzte Glied der kinematischen Kette, d.h. das Kopfteil des Stützelements, in eine gewünschte Pose zu bringen und dabei die übrigen Teile der kinematischen Kette des Stützelements eigenständig und bestimmt auszurichten, denn aufgrund der Inverskinematik müssen Fußteil und Mittelteil entsprechend den Freiheitsgraden der ersten und zweiten gelenkigen Verbindung definierte Posen einnehmen.The inverse kinematics of the support element allows the determination of the position of the entire support element based on the pose (position and orientation) of the head part. The position of the support element is determined by the poses of the individual parts, i. determined by the pose of foot part, middle part and head part. The inverse kinematics allows the last link of the kinematic chain, i. the head part of the support element to bring in a desired pose and thereby align the other parts of the kinematic chain of the support element independently and determined, because due to the inverse kinematics foot and middle part must take according to the degrees of freedom of the first and second articulated joint defined poses.

Folglich ermöglicht das inverskinematische Stützelement die Bestimmung der Posen aller beweglichen Teile des Stützelements, basierend auf der Pose des Kopfteils. Das Kopfteil ist dabei das letzte Glied der kinematischen Kette des Stützelements. Das heißt aus der Pose des Kopfteils kann die Pose aller übrigen beweglichen Teile, und somit die Stellung des Stützelements, ermittelt werden. Dies ermöglicht nach der Ausrichtung des Kopfteils in eine gewünschte Pose, die Bestimmung der Stellung des Stützelements. Basierend auf der Stellung des Stützelements kann der Arbeitsbereich eines Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfwerkzeugs und/oder eines Manipulators definiert werden. Somit können Kollisionen beim Bearbeiten, Messen und Prüfen zwischen Stützelement und einem Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfwerkzeug und/oder einem Manipulator effektiv verhindert werden.Thus, the inverse kinematic support allows determination of the poses of all movable parts of the support based on the pose of the head. The head part is the last link of the kinematic chain of the support element. That is, the pose of the head part, the pose of all other moving parts, and thus the position of the support element, can be determined. This allows after the alignment of the head part in a desired pose, the determination of the position of the support element. Based on the position of the support element, the working range of a machining, measuring or testing tool and / or a manipulator can be defined. Thus, collisions when editing, measuring and testing between support element and a machining, measuring or Test tool and / or a manipulator can be effectively prevented.

Insbesondere kann das Werkstück auf der Ablagefläche des Ablageelements derart abgestützt werden, dass es auf dieser aufliegt. Dazu kann die Ablagefläche an eine Kontur des Werkstücks angepasst sein. Insbesondere kann die Ablagefläche mittels des inverskinematischen Stützelements derart relativ zum Werkstück positioniert werden, dass die Ablagefläche normal zur abzustützenden Kontur des Werkstücks steht. Somit kann eine spezifische Anpassung der Ablagefläche an die Werkstückkontur vermieden werden und dennoch eine beschädigungsfreie und sichere Abstützung des Werkstücks erreicht werden. Dies ermöglicht das System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück flexibel an unterschiedliche Werkstücktypen anzupassen, ohne die Ablageflächen austauschen zu müssen. Die Ablagefläche kann eine ebene Fläche oder eine konturierte Fläche sein. Insbesondere kann die Ablagefläche ballig geformt sein. Dies ermöglicht eine beschädigungsfreie und sichere Abstützung von komplex geformten Werkstücken.In particular, the workpiece can be supported on the support surface of the storage element such that it rests on this. For this purpose, the support surface can be adapted to a contour of the workpiece. In particular, the support surface can be positioned relative to the workpiece by means of the inverse kinematic support element such that the support surface is normal to the contour of the workpiece to be supported. Thus, a specific adjustment of the shelf to the workpiece contour can be avoided and yet a damage-free and secure support of the workpiece can be achieved. This allows the system for providing at least one workpiece flexibly adapted to different workpiece types, without having to replace the shelves. The shelf may be a flat surface or a contoured surface. In particular, the storage surface may be spherically shaped. This allows a damage-free and safe support of complex shaped workpieces.

Insbesondere kann das Ablageelement mit dem zumindest einen Kopfteil lösbar koppelbar sein. Ist das Ablageelement lösbar koppelbar mit dem Kopfteil ausgebildet, so können beispielsweise Ablageelemente wie Zentrierstifte, Stiftmatrizen, Spanner, Greifer und dergleichen an das Kopfteil gekoppelt werden und je nach Anwendungsfall unterschiedliche Ablageelemente bereitgestellt werden. Somit können modular aufgebaute Systeme zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück bereitgestellt werden, die flexibel an unterschiedliche Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfanwendungen angepasst werden können. Ebenso kann das Ablageelement auch integral mit dem Kopfteil ausgebildet sein.In particular, the storage element can be detachably coupled to the at least one head part. If the storage element releasably coupled with the head part formed, so for example storage elements such as centering pins, Stiftmatrizen, clamps, grippers and the like can be coupled to the headboard and depending on the application, different storage elements are provided. Thus, modularly constructed systems for providing at least one workpiece can be provided, which can be flexibly adapted to different processing, measuring or testing applications. Likewise, the storage element may also be formed integrally with the head part.

Insbesondere kann das Mittelteil längenverstellbar und vorzugsweise arretierbar eingerichtet sein, wobei das Mittelteil vorzugsweise um zumindest 20 mm, bevorzugt um zumindest 40 mm und am meisten bevorzugt um zumindest 60 mm längenverstellbar eingerichtet ist. Weiterhin kann das Mittelteil, in Abhängigkeit der Baugröße des Stützelements, um zumindest 150 mm und bevorzugt um zumindest 300 mm längenverstellbar eingerichtet sein. Ein längenverstellbarer Mittelteil erlaubt die Positionierung und Orientierung des Kopfteils in einem größeren und variablen Bereich. Insbesondere kann das längenverstellbare Mittelteil verlängert und/oder verkürzt werden. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer aus- bzw. einfahrbaren Teleskopstange.In particular, the middle part may be adjustable in length and preferably lockable, with the middle part preferably being adjustable in length by at least 20 mm, preferably by at least 40 mm and most preferably by at least 60 mm. Furthermore, depending on the size of the support element, the middle part can be adjusted in length by at least 150 mm and preferably by at least 300 mm. A length-adjustable central part allows the positioning and orientation of the head part in a larger and variable range. In particular, the length-adjustable middle part can be extended and / or shortened. This is preferably done by means of a retractable or retractable telescopic rod.

Das längenverstellbare Mittelteil ermöglicht das System flexibel an unterschiedlich große Werkstücke anzupassen, vorzugsweise ohne die Stützelemente/das Stützelement des Systems erneut zu positionieren. Das längenverstellbare Mittelteil kann beispielsweise eine Teleskopstange oder ein Hubzylinder umfassen. Insbesondere kann das Mittelteil entlang seiner längenverstellbaren Achse rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dies erlaubt die exakte Bestimmung der äußeren Abmessungen des Stützelements, um die Gefahr einer unerwünschten Kollision zwischen Stützelement und einem Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfwerkzeug und/oder einem Manipulator effektiv zu verhindern.The length-adjustable central part allows the system to adapt flexibly to workpieces of different sizes, preferably without repositioning the support elements / the support element of the system. The length-adjustable central part may comprise, for example, a telescopic rod or a lifting cylinder. In particular, the middle part can be rotationally symmetrical along its length-adjustable axis. This allows the exact determination of the outer dimensions of the support element in order to effectively prevent the risk of undesired collision between the support element and a machining, measuring or testing tool and / or a manipulator.

Insbesondere können die erste und/oder die zweite gelenkige Verbindung arretierbar eingerichtet sein. Dies ermöglicht ein flexibel ausrichtbares System bereitzustellen, denn zunächst können die Stützelemente entsprechend ihren Freiheitsgraden beliebig ausgerichtet werden. Durch das anschließende Arretieren der Gelenke kann dann ein starres System zum Bereitstellen eines Werkstücks bereitgestellt werden. Insbesondere kann das Ausrichten des zumindest einen Stützelements automatisiert, beispielsweise mittels eines Manipulators, erfolgen. Das Arretieren erfolgt vorzugsweise ebenfalls automatisiert.In particular, the first and / or the second articulated connection can be set up in a lockable manner. This makes it possible to provide a system which can be aligned flexibly, since at first the support elements can be aligned as desired according to their degrees of freedom. The subsequent locking of the joints can then provide a rigid system for providing a workpiece. In particular, the alignment of the at least one support element can be automated, for example by means of a manipulator. The locking is preferably also automated.

Insbesondere können die erste und zweite gelenkige Verbindung und/oder das Mittelteil kraft- und/oder formschlüssig arretierbar eingerichtet sein. Umfasst die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung beispielsweise ein Kugelgelenk, so kann eine kraftschlüssige Arretierung mittels eines korrespondierenden Gegenstücks, beispielsweise in Form einer Kugelpfanne, erzielt werden, die gegen eine Gelenkkugel des Kugelgelenks gepresst wird. Umfasst die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung einen anderen Gelenktyp, kann das korrespondierende Gegenstück entsprechend anders geformt sein.In particular, the first and second articulated connection and / or the middle part can be arranged in a force-locked and / or positively locking manner. If the first and / or second articulated connection comprises, for example, a ball joint, then a non-positive locking can be achieved by means of a corresponding counterpart, for example in the form of a ball socket, which is pressed against a ball joint of the ball joint. If the first and / or second articulated connection comprises a different articulation type, the corresponding counterpart can be correspondingly shaped differently.

Eine formschlüssige Arretierung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Arretierungsvorsprung der gelenkigen Verbindung in einen entsprechenden Arretierungsrücksprung der gelenkigen Verbindung eingreift, um so eine Arretierung bereitzustellen. Eine kraftschlüssige Arretierung bietet den Vorteil, dass die Gelenke in jeder Stellung arretiert werden können. Eine formschlüssige Arretierung bietet eine einfache konstruktive Arretierung.A positive locking can be achieved, for example, in that a locking projection of the articulated connection engages in a corresponding Arretierungsrücksprung the articulated connection, so as to provide a lock. A non-positive lock has the advantage that the joints can be locked in any position. A positive lock provides a simple structural locking.

Zur kraftschlüssigen Arretierung des längenverstellbaren Mittelteils, können insbesondere konische Spannhülsen genutzt werden. Diese können beispielsweise mittels eines Zylinders in einen Konus gepresst werden. Durch die Form des Konus wird die konische Spannhülse verformt und gegen ein längenverstellbares Element des Mittelteils, beispielsweise gegen einen Hubzylinder oder eine Teleskopstange, gepresst, um eine kraftschlüssige Arretierung bereitzustellen. Andere Arten der Arretierung sind ebenfalls möglich.For non-positive locking of the length-adjustable middle part, in particular conical clamping sleeves can be used. These can be pressed for example by means of a cylinder in a cone. Due to the shape of the cone, the conical clamping sleeve is deformed and pressed against a length-adjustable element of the central part, for example against a lifting cylinder or a telescopic rod, to provide a positive locking. Other types of locking are also possible.

Insbesondere kann die Arretierung hydraulisch und/oder pneumatisch erfolgen, wobei vorzugsweise die hydraulische und/oder pneumatische Arretierung von der ersten und zweiten gelenkigen Verbindung und/oder dem Mittelteil simultan erfolgt. Eine hydraulische und/oder pneumatische Arretierung ist vorteilhaft, da diese einfach ansteuerbar sind. Beispielsweise kann zur Arretierung ein entsprechender hydraulischer oder pneumatischer Druck verändert werden. Ein simultanes Arretieren der gelenkigen Verbindungen und/oder des Mittelteils erlaubt beispielsweise das Stützelement entsprechend den Vorgaben des Werkstücks auszurichten und nach Erreichen der gewünschten Ausrichtung zu arretieren. Dabei kann die Ausrichtung in einem leichtgängigen Zustand des Stützelements erfolgen. Erst mit Erreichen der gewünschten Ausrichtung erfolgt die Arretierung. Durch die simultane Arretierung kann das Stützelement schnell und effizient arretiert und ausgerichtet werden. In particular, the locking can be done hydraulically and / or pneumatically, wherein preferably the hydraulic and / or pneumatic locking of the first and second articulated connection and / or the central part takes place simultaneously. A hydraulic and / or pneumatic locking is advantageous because they are easy to control. For example, to lock a corresponding hydraulic or pneumatic pressure can be changed. A simultaneous locking of the articulated connections and / or the middle part allows, for example, to align the support element according to the specifications of the workpiece and to lock after reaching the desired orientation. The alignment can be done in a smooth state of the support element. Only with reaching the desired orientation is the locking. Due to the simultaneous locking, the support element can be quickly and efficiently locked and aligned.

Eine hydraulische und/oder pneumatische simultane Arretierung kann durch gleichzeitiges Ansteuern mehrere hydraulischer und/oder pneumatischer Aktuatoren oder durch eine entsprechende Führung der Hydraulik- bzw. Pneumatikleitungen erfolgen. Beispielsweise können die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung und/oder das Mittelteil an nur einen hydraulischen und/oder pneumatischen Aktuator parallel oder in Reihe angeschlossen sein.A hydraulic and / or pneumatic simultaneous locking can be done by simultaneously controlling a plurality of hydraulic and / or pneumatic actuators or by a corresponding guidance of the hydraulic or pneumatic lines. For example, the first and / or second articulated connection and / or the middle part can be connected to only one hydraulic and / or pneumatic actuator in parallel or in series.

Insbesondere kann die erste und/oder die zweite gelenkige Verbindung und/oder das Mittelteil ein elastisches Element umfassen, wobei das elastische Element dazu eingerichtet ist, beim Arretieren der ersten und/oder zweiten gelenkigen Verbindung und/oder des Mittelteils vorgespannt zu werden, wobei die Vorspannung des elastischen Elements zum Lösen der Arretierung nutzbar ist.In particular, the first and / or the second articulated connection and / or the middle part may comprise an elastic element, wherein the elastic element is adapted to be prestressed when locking the first and / or second articulated connection and / or the middle part, wherein the Bias of the elastic member for releasing the lock is available.

Insbesondere bei der kraftschlüssigen Arretierung, ist eine mittels eines vorgespannten elastischen Elements lösbare Arretierung vorteilhaft. Typischerweise kommt es beim kraftschlüssigen Arretieren zum gegeneinander Pressen von einem Gelenkelement, wie einer Gelenkkugel, mit einem korrespondierenden Gegenstück, wie einer Kugelpfanne. Entsprechend kann eine konische Spannhülse gegen ein längenverstellbares Element des Mittelteils gepresst werden. Nach Abfall eines hydraulischen und/oder pneumatischen Spanndrucks kann diese Arretierung weiterhin fortbestehen, da sich die Pressung zwischen dem Gelenkelement und dem korrespondierenden Gegenstück nicht selbstständig löst. Das elastische Element löst die Pressung nach Abfall des hydraulischen und/oder pneumatischen Drucks mittels der Vorspannkraft und ermöglicht so das Bewegen der gelenkigen Verbindung und/oder des Mittelstücks.In particular, in the non-positive locking, a releasable means of a prestressed elastic element locking is advantageous. Typically, in non-positive locking, pressing against one another from a joint element, such as a joint ball, with a corresponding counterpart, such as a ball socket, occurs. Accordingly, a conical clamping sleeve can be pressed against a length-adjustable element of the central part. After dropping a hydraulic and / or pneumatic clamping pressure, this locking can continue to exist, since the pressure between the joint element and the corresponding counterpart does not solve independently. The elastic element releases the pressure after the hydraulic and / or pneumatic pressure has dropped by means of the biasing force, thereby enabling the articulation and / or the centerpiece to move.

Insbesondere kann das elastische Element ein dichtendes elastisches Element sein, vorzugsweise ein O-Ring. Die integrale Ausbildung von elastischem Element und dichtendem Element ermöglicht bei der hydraulischen und/oder pneumatischen Arretierung, die Reduktion der Bauteile. Beispielsweise kann ein O-Ring, der der Abdichtung des Hydraulikteils der arretierbaren gelenkigen Verbindung dient, beim Arretieren vorgespannt werden. Fällt der Hydraulikdruck ab, so kann sich der O-Ring in seine Ursprungsform zurückverformen und dabei die Pressung lösen bzw. das Lösen unterstützen.In particular, the elastic element may be a sealing elastic element, preferably an O-ring. The integral design of elastic element and sealing element allows for the hydraulic and / or pneumatic locking, the reduction of the components. For example, an O-ring, which serves to seal the hydraulic part of the lockable articulated connection, can be biased when locked. If the hydraulic pressure drops, the O-ring can be deformed back to its original shape, thereby releasing the pressure or assisting in loosening.

Insbesondere kann die erste und zweite gelenkige Verbindung und/oder das Mittelteil selbsthaltend arretierbar eingerichtet sein. Bei einer selbsthaltenden Arretierung muss zum Aufrechterhalten der Arretierung keine zusätzliche Energie hinzugefügt werden. Beispielsweise kann die Arretierung über entsprechende elastische Elemente und/oder über eine mit Druck beaufschlagte Druckkammer erfolgen. Zum Lösen der Arretierung wird der Spanndruck abgelassen oder eine Kraft auf das elastische Element ausgeübt, die einer Arretierungskraft entgegenwirkt. Somit kann das System energiesparend ausgebildet werden. Zudem ist das System bei selbsthaltender Arretierung in seinem Ausgangszustand starr eingerichtet und muss nicht aktiv gehalten werden.In particular, the first and second articulated connection and / or the middle part can be set up in a self-locking manner. With a latching latch, no additional energy needs to be added to maintain the latch. For example, the locking can take place via corresponding elastic elements and / or via a pressurized pressure chamber. To release the lock, the clamping pressure is released or a force exerted on the elastic element, which counteracts a locking force. Thus, the system can be designed to save energy. In addition, the system is rigidly set in self-holding locking in its initial state and must not be kept active.

Insbesondere kann die erste und/oder die zweite gelenkige Verbindung drei Freiheitsgrade aufweisen und ist vorzugsweise als Kugelgelenk ausgebildet, welches vorzugsweise um zumindest ±20° auslenkbar ist. Die drei Freiheitsgrade können mittels eines Kugelgelenks oder eine Kombination von anderen Gelenktypen erreicht werden. Ein Kugelgelenk ist vorteilhaft, da dies sehr einfach in unterschiedliche Ausrichtungen gebracht werden kann. Die Auslenkung um zumindest ±20° ermöglicht eine flexible Anpassung an unterschiedliche Bauteile.In particular, the first and / or the second articulated connection can have three degrees of freedom and is preferably designed as a ball joint, which is preferably deflectable by at least ± 20 °. The three degrees of freedom can be achieved by means of a ball joint or a combination of other joint types. A ball joint is advantageous because this can be easily brought into different orientations. The deflection of at least ± 20 ° allows flexible adaptation to different components.

Weiterhin kann das System zumindest eine Grundplatte umfassen, wobei die Grundplatte zumindest eine Fixierungseinrichtung aufweist, wobei die Fixierungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Fußteil des zumindest einen Stützelements an der Grundplatte zu fixieren, wobei die Fixierungseinrichtung vorzugsweise eine Schnellkupplungseinheit umfasst. Insbesondere können auf der Grundplatte eine Vielzahl von Fixierungseinrichtungen angeordnet sein. Diese ermöglichen das Anbringen einer Vielzahl von Stützelementen und/oder das Positionieren von Stützelementen an unterschiedlichen Positionen auf der Grundplatte. So kann das System flexibel an unterschiedliche Werkstücke angepasst werden. Eine Schnellkupplungseinrichtung ermöglicht dabei das Positionen, d.h. das Fixieren bzw. Lösen der Stützelemente ohne die Nutzung von Werkzeug. Beispielsweise kann die Schnellkupplungseinheit ein Bajonettverschluss oder einen Klemmverschluss umfassen.Furthermore, the system may comprise at least one base plate, wherein the base plate has at least one fixing device, wherein the fixing device is adapted to fix a foot part of the at least one support member to the base plate, wherein the fixing device preferably comprises a quick coupling unit. In particular, a plurality of fixing devices can be arranged on the base plate. These allow the attachment of a plurality of support elements and / or the positioning of support elements at different positions on the base plate. This allows the system to be flexibly adapted to different workpieces. A quick coupling device allows the positions, ie the fixing or releasing the support elements without the use of tools. For example, the Quick coupling unit include a bayonet or a clamp closure.

Insbesondere kann das Stützelement in seiner maximalen Auslenkung Kräfte von zumindest 1000 N, bevorzugt von zumindest 5000 N und am meisten bevorzugt von zumindest 10.000 N aufnehmen. Dies ermöglicht das Bereitstellen unterschiedlicher Werkstücke. Beispielsweise können Karosserieteile eines Kfz bereitgestellt werden.In particular, the support element in its maximum deflection forces of at least 1000 N, preferably of at least 5000 N and most preferably of at least 10,000 N record. This allows the provision of different workpieces. For example, body parts of a motor vehicle can be provided.

Weiterhin kann das Ablageelement einen Gegenspanner umfassen, wobei das Werkstück mittels des Gegenspanners auf dem Ablageelement fixiert werden kann. Insbesondere kann mittels des Gegenspanners eine definierte Vorspannkraft auf das Werkstück aufgebracht werden. Beispielsweise können so Schweißverbindungen vereinfacht hergestellt werden. Ebenso ermöglicht das Vorspannen und Fixieren der Werkstücke auf dem Ablageelement das Herstellen von Niet-, Clinchen- oder anderen Verbindungen.Furthermore, the storage element may comprise a counter-tensioner, wherein the workpiece can be fixed by means of the counter-tensioner on the storage element. In particular, by means of the counter-tensioner a defined biasing force can be applied to the workpiece. For example, welded connections can thus be made in a simplified manner. Likewise, the pre-tensioning and fixing of the workpieces on the storage element allows the production of rivet, clinching or other connections.

Weiterhin kann das Ablageelement zumindest zwei Zentrierstifte umfassen, welche mit korrespondierenden Öffnungen des Werkstücks koppelbar sind, wobei die Zentrierstifte vorzugsweise relativ zu einander beweglich angeordnet sind. Die bewegliche Anordnung der Zentrierstifte ermöglicht es, das Werkstück mittels der Zentrierstiften zu spannen, indem die Zentrierstifte aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Ebenso kann durch die bewegliche Anordnung der Zentrierstifte das Ablageelement an unterschiedliche Werkstücktypen angepasst werden. Beispielsweise kann ein Werkstück aufgenommen werden, welches korrespondierenden Öffnungen mit einem ersten Abstand aufweist. Ebenso kann mit dem Ablageelement ein anderes Werkstück aufgenommen werden, welches korrespondierenden Öffnungen mit einem zweiten, unterschiedlichen Abstand aufweist.Furthermore, the storage element may comprise at least two centering pins, which can be coupled with corresponding openings of the workpiece, wherein the centering pins are preferably arranged to be movable relative to each other. The movable arrangement of the centering pins makes it possible to clamp the workpiece by means of the centering pins by the centering pins are moved toward or away from each other. Likewise, the storage element can be adapted to different workpiece types by the movable arrangement of the centering pins. For example, a workpiece can be received, which has corresponding openings at a first distance. Likewise, another workpiece can be received with the storage element, which has corresponding openings with a second, different distance.

Insbesondere kann das Ablageelement zumindest eine Bewegungsachse aufweisen, welche vorzugsweise mittels eines Aktuators betätigbar ist. Der Aktuator kann beispielsweise ein pneumatischer oder hydraulischer Aktuator sein. Ebenso kann der Aktuator einen Elektromotor oder dergleichen umfassen. Das Bereitstellen einer Bewegungsachse ermöglicht es das Ablageelement in seiner Position und/oder Orientierung zu verstellen, wenn dieses am Kopfteil des Stützelements angeordnet ist. Somit kann beim Bearbeiten, Messen und/oder Prüfen eines Werkstücks das Ablageelement aus einem Bearbeitungsbereich entfernt werden. Somit werden die Bereiche des Werkstücks für das Bearbeiten, Messen und/oder Prüfen zugänglich, die durch das Ablageelement verdeckt sind. Beispielsweise kann so eine kontinuierliche Schweißnaht erzeugt werden. Die Bewegungsachse kann beispielsweise eine Schwenkachse oder einen Linearachse sein. Insbesondere kann das Ablageelement einen Hubzylinder und/oder dergleichen umfassen.In particular, the storage element can have at least one movement axis, which can preferably be actuated by means of an actuator. The actuator may be, for example, a pneumatic or hydraulic actuator. Likewise, the actuator may include an electric motor or the like. The provision of a movement axis makes it possible to adjust the storage element in its position and / or orientation when it is arranged on the head part of the support element. Thus, when editing, measuring and / or checking a workpiece, the storage element can be removed from a processing area. Thus, the areas of the workpiece for machining, measuring and / or testing are accessible, which are covered by the storage element. For example, such a continuous weld can be generated. The movement axis may be, for example, a pivot axis or a linear axis. In particular, the storage element may comprise a lifting cylinder and / or the like.

Weiterhin kann das System einen Manipulator umfassen, der dazu eingerichtet ist das Kopfteil des zumindest eines Stützelements entsprechend einem abzustützenden Werkstück auszurichten. Manipulatoren bezeichnen auf dem Gebiet der industriellen Fertigung mehrachsige automatisch gesteuerte Mehrzweckmanipulatoren, die in drei oder mehr Achsen freiprogrammierbar sind und entweder an einem festen Ort oder beweglich angeordnet sind. Insbesondere kann der Manipulator beispielsweise ein Industrieroboter sein, welcher mit einem Greifer ausgestattet ist. Dieser Greifer kann das Stützelement am Kopfteil greifen und das Kopfteil in eine gewünschte Pose positionieren. Aufgrund des inverskinematischen Stützelements, kann dann die Stellung des gesamten Stützelements eindeutig bestimmt werden. Dies ermöglicht ein automatisiertes Anpassen des Systems an unterschiedliche Werkstücke und die automatisierte Bestimmung eines Arbeitsbereichs eines Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfwerkzeugs und/oder eines Manipulators, um Kollisionen zu verhindern.Furthermore, the system may comprise a manipulator which is adapted to align the head part of the at least one support element corresponding to a workpiece to be supported. Manipulators in the field of industrial manufacturing refer to multi-axis automatically controlled multipurpose manipulators which are freely programmable in three or more axes and are either fixed or movable. In particular, the manipulator may be, for example, an industrial robot, which is equipped with a gripper. This gripper can grip the support member on the headboard and position the headboard in a desired pose. Due to the inverse kinematic support element, then the position of the entire support element can be clearly determined. This allows automated adaptation of the system to different workpieces and the automated determination of a work area of a machining, measuring or testing tool and / or a manipulator to prevent collisions.

Weiterhin kann das System einen Manipulatorflansch umfassen, der dazu eingerichtet ist das System an einem Manipulator anzuordnen. Somit kann das System selbst beweglich an einem Manipulator angeordnet sein. Dies ermöglicht den Einsatz des Systems in unterschiedlichen Anwendungsgebieten. Weiterhin kann das System in einer Manipulatorzelle angeordnet sein und vorzugsweise dazu eingerichtet sein ein Werkstück während des Schweißens bereitzustellen. Dies ermöglicht einen flexiblen Schweißprozess unterschiedlicher Werkstücke, ohne dass ein aufwendiges Umrüsten des Systems notwendig wird. Ist das System selbst an einem Manipulator beweglich angeordnet, können komplexe Schweißbahnen erzeugt werden, da das System zum Bereitstellen des Werkstücks optimal zu einem Schweißmanipulator positioniert werden kann.Furthermore, the system may comprise a manipulator flange which is adapted to arrange the system on a manipulator. Thus, the system itself can be arranged movably on a manipulator. This allows the use of the system in different fields of application. Furthermore, the system may be arranged in a manipulator cell and preferably configured to provide a workpiece during welding. This allows a flexible welding process of different workpieces, without requiring a complex conversion of the system. If the system itself is movably arranged on a manipulator, complex welding paths can be generated, since the system for providing the workpiece can be optimally positioned to a welding manipulator.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess- Prüf- oder Verarbeitungsvorgang gelöst, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

  • - Bereitstellen zumindest eines Systems zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für einen Mess- Prüf- oder Verarbeitungsvorgang;
  • - Ausrichten eines Kopfteils des zumindest einen Stützelements entsprechend einem abzustützenden Werkstücks, wobei das Ausrichten vorzugsweise mittels eines Manipulators erfolgt; und
  • - Ablegen des Werkstücks auf der Ablagefläche des Ablageelements.
Furthermore, the object is achieved by a method for providing at least one workpiece for a measuring test or processing operation, which comprises the following method steps:
  • Providing at least one system for providing at least one workpiece for a measuring test or processing operation;
  • - Aligning a head portion of the at least one support member corresponding to a workpiece to be supported, wherein the aligning preferably by means of a manipulator; and
  • - Store the workpiece on the shelf of the storage element.

Insbesondere kann das zumindest eine Stützelement vor dem Ablegen des Werkstücks und nach dem Ausrichten des Kopfteils arretiert werden, wobei das Arretieren vorzugsweise automatisiert erfolgt.In particular, the at least one support element can be locked before depositing the workpiece and after aligning the head part, the locking preferably taking place automatically.

Weiterhin kann das Verfahren nach dem Ausrichten des Kopfteils einen Schritt umfassen, welcher das Bestimmen der Stellung des Stützelements umfasst, um einen Arbeitsraum zu definieren. Somit können Kollisionen beim Bearbeiten, Messen und Prüfen zwischen Stützelement und einem Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfwerkzeug und/oder einem Manipulator effektiv verhindert werden.Further, after aligning the header, the method may include a step that includes determining the position of the support member to define a workspace. Thus, collisions during machining, measuring and testing between the support element and a machining, measuring or testing tool and / or a manipulator can be effectively prevented.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren 1A bis 4 näher beschrieben. Dabei zeigt

  • 1A eine schematische isometrische Darstellung eines Stützelements;
  • 1B eine schematische Schnittdarstellung des Stützelements aus 1A;
  • 1C eine schematische Explosionsansicht des Stützelements aus 1A;
  • 2 eine schematische isometrische Darstellung eines Ablageelements;
  • 3 eine schematische Darstellung des System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für ein Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang,
  • 4 eine weitere schematische Darstellung des System zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für ein Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang, und
  • 5 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück für ein Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang.
In the following the invention will be described in more detail with reference to the attached Figures 1A to 4. It shows
  • 1A a schematic isometric view of a support member;
  • 1B a schematic sectional view of the support element 1A ;
  • 1C a schematic exploded view of the support member 1A ;
  • 2 a schematic isometric view of a storage element;
  • 3 a schematic representation of the system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation,
  • 4 a further schematic representation of the system for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation, and
  • 5 a schematic representation of the method for providing at least one workpiece for a measuring, testing or machining operation.

Insbesondere zeigt 1A ein Stützelement 100, welches ein Fußteil 110, ein Mittelteil 130 sowie ein Kopfteil 150 umfasst. Das Fußteil ist über eine erste gelenkige Verbindung 120 mit dem Mittelteil 130 gekoppelt, wobei die erste gelenkige Verbindung 120 als erstes Kugelgelenk ausgebildet ist. Das Kopfteil 150 ist über eine zweite gelenkige Verbindung 140 mit dem Mittelteil 130 gekoppelt, wobei die zweite gelenkige Verbindung als zweites Kugelgelenk ausgebildet ist. Das Mittelteil 130 ist längenverstellbar und arretierbar eingerichtet, wie anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert ist. Insbesondere sind sowohl die ersten und zweiten gelenkigen Verbindungen 120, 140 als auch das Mittelteil 130 hydraulisch arretierbar ausgebildet. Dazu weist das Fußteil 110, das Kopfteil 150 und das Mittelteil 130 je einen Hydraulikanschluss 111, 131, 151 auf, mittels welchem die gelenkigen Verbindungen 120, 140 bzw. das Mittelteil 130 mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt werden können. Der Hydraulikanschluss ist vorliegend als Öffnung zum Einleiten eines Hydraulikfluids (nicht dargestellt) ausgebildet. Ebenso können die ersten und zweiten gelenkigen Verbindungen 120, 140 bzw. das Mittelteil 130 pneumatisch arretierbar ausgebildet sein.In particular shows 1A a support element 100 which is a foot part 110 , a middle part 130 and a head part 150 includes. The foot part is over a first articulated connection 120 with the middle part 130 coupled, the first articulated connection 120 is designed as a first ball joint. The headboard 150 is about a second articulated connection 140 with the middle part 130 coupled, wherein the second articulated connection is designed as a second ball joint. The middle part 130 is adjustable in length and arranged lockable, as explained in more detail with reference to the following figures. In particular, both the first and second hinged connections 120 . 140 as well as the middle part 130 designed hydraulically lockable. This is indicated by the foot part 110 , the headboard 150 and the middle part 130 one hydraulic connection each 111 . 131 . 151 on, by means of which the articulated connections 120, 140 or the middle part 130 can be acted upon by a hydraulic pressure. The hydraulic connection is presently designed as an opening for introducing a hydraulic fluid (not shown). Likewise, the first and second articulated connections 120 . 140 or the middle part 130 be formed pneumatically lockable.

1B ist eine schematische Schnittdarstellung des Stützelements aus 1A. Das Fußteil 110 umfasst einen ersten Zylinderteil 112 in dem ein erster Kolbenteil 114 gleitend gelagert ist. Das Kolbenteil umfasst eine Kugelpfanne 116, welche mit der Gelenkkugel 124 des ersten Kugelgelenks gekoppelt ist. Durch Beaufschlagen des ersten Zylinderteils 112 mit Hydraulikfluid wird das erste Kolbenteil 114 gegen die Gelenkkugel 124 der ersten gelenkigen Verbindung 120 gepresst und damit die erste gelenkige Verbindung 120 arretiert. 1B is a schematic sectional view of the support element 1A , The foot part 110 includes a first cylinder part 112 in which a first piston part 114 is slidably mounted. The piston part comprises a ball socket 116 , which with the joint ball 124 coupled to the first ball joint. By applying the first cylinder part 112 with hydraulic fluid is the first piston part 114 against the joint ball 124 the first articulated connection 120 pressed and thus the first articulated connection 120 locked.

Das Kopfteil 150 bzw. die zweite gelenkige Verbindung 140 verfügen über eine ähnliche Vorrichtung. Das Kopfteil 150 umfasst ein zweites Zylinderteil 152 und eine zweites Kolbenteil 154 der eine Kugelpfanne 156 aufweist. Die Kugelpfanne 156 ist mit der Gelenkkugel 144 der zweiten gelenkigen Verbindung 140 gekoppelt. Durch Beaufschlagen des zweiten Zylinderteils 152 mit Hydraulikfluid wird das zweite Kolbenteil 154 gegen die Gelenkkugel 144 der zweiten gelenkigen Verbindung 140 gepresst und damit die zweite gelenkige Verbindung 140 arretiert.The headboard 150 or the second articulated connection 140 have a similar device. The headboard 150 includes a second cylinder part 152 and a second piston part 154 the one ball socket 156 having. The ball socket 156 is with the ball joint 144 the second articulated connection 140 coupled. By applying the second cylinder part 152 with hydraulic fluid is the second piston part 154 against the joint ball 144 the second articulated connection 140 pressed and thus the second articulated connection 140 locked.

Das Mittelteil 130 umfasst ein drittes Kolbenteil 134 sowie ein drittes Zylinderteil 132. Durch Beaufschlagen des dritten Zylinderteils 132 mit Hydraulikdruck wird das dritte Kolbenteil 134 translatorisch verschoben und drückt gegen eine konische Spannhülse 136. Die konische Spannhülse 136 wird mittels des dritte Kolbenteils 134 in ein konisches Gehäuseteil 138 gepresst und verformt, sodass die konische Spannhülse 136 gegen eine Teleskopstange 139 gepresst wird. Somit wird das Mittelteil 130 arretiert. Durch gleichzeitiges Beaufschlagen der ersten, zweiten und dritten Zylinderteile 112, 132, 152 können die erste und zweite gelenkige Verbindung 120, 140 und das Mittelteil 130 simultan arretiert werden.The middle part 130 includes a third piston part 134 and a third cylinder part 132 , By applying the third cylinder part 132 with hydraulic pressure is the third piston part 134 displaced translationally and presses against a conical clamping sleeve 136. The conical clamping sleeve 136 is by means of the third piston part 134 in a conical housing part 138 pressed and deformed, so that the conical clamping sleeve 136 against a telescopic pole 139 is pressed. Thus, the middle part becomes 130 locked. By simultaneously applying the first, second and third cylinder parts 112 , 132, 152 may be the first and second articulated connection 120 . 140 and the middle part 130 are locked simultaneously.

Das Kopfteil 150 kann mit unterschiedlichen Ablageelementen 200, 200', 200" gekoppelt werden. Das Fußteil umfasst vorzugsweise eine Schellkupplungseinheit 320 mit der es auf einer Grundplatte 300 fixierbar ist, wie in 3 dargestellt.The headboard 150 can with different storage elements 200 , 200 ', 200 ". The foot part preferably comprises a clack coupling unit 320 with it on a base plate 300 is fixable, as in 3 shown.

2 zeigt ein beispielhaftes Ablageelement 200, welches über zwei Zentrierstifte 232, 234 umfasst. Der Zentrierstift 232 ist relativ zum Zentrierstift 234 bewegbar eingerichtet und kann über einen Schwenkmechanismus 230 verschwenkt werden, dadurch kann der Abstand A zwischen den Zentrierstiften 232, 234 eingestellt werden. Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines Aktuators 236. Die Verstellung der Zentrierstifte 232, 234 dient zum Spannen von Werkstücken 2 und/oder zur Anpassung des Ablageelements 200 an unterschiedliche Werkstücke 2. 2 shows an exemplary storage element 200 , which has two centering pins 232 , 234. The centering pin 232 is relative to the centering pin 234 movably furnished and can via a swivel mechanism 230 be pivoted, thereby the distance A between the centering pins 232 . 234 be set. This is preferably done by means of an actuator 236 , The adjustment of the centering pins 232 . 234 serves to clamp workpieces 2 and / or for adjusting the storage element 200 to different workpieces 2 ,

Weiterhin kann das Ablageelement 200 über eine Bewegungsachse 240 verfügen. Die Bewegungsachse 240 kann beispielsweise einen Aktuator 246 umfasst sein und ermöglicht die Höhenverstellung des Ablageelements 200, insbesondere der Ablagefläche 210, bzw. der Zentrierstifte 232, 234. Dadurch können beispielsweise die Zentrierstifte 232, 234 in korrespondierende Zentrieröffnungen eines Werkstücks 2 automatisiert eingeführt werden. Ebenso kann das Ablageelement 200 mittels der Bewegungsachse 240 vom Werkstück 2 gelöst werden, sodass beispielsweise das Werkstück 2 an weiteren, durch das Ablageelement 200 eigentlich verdeckten Bereichen zugänglich wird, um diese zu bearbeiten.Furthermore, the storage element 200 about a movement axis 240 feature. The movement axis 240 for example, an actuator 246 includes his and allows the height adjustment of the storage element 200 , in particular the storage area 210 , or the centering pins 232 . 234 , As a result, for example, the centering pins 232 . 234 in corresponding centering openings of a workpiece 2 be introduced automatically. Likewise, the storage element 200 by means of the movement axis 240 from the workpiece 2 be solved so that, for example, the workpiece 2 at another, by the storage element 200 is actually accessible to hidden areas to work on them.

3 zeigt ein System 1 zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück 2. Das System 1 umfasst eine Grundplatte 300, auf welcher eine Vielzahl von Fixierungseinrichtungen 310, 312, 314, 316, 318 angeordnet sind. Die Fixierungseinrichtungen 310, 312, 314, 316, 318 sind dazu eingerichtet zumindest ein Fußteil 110 eines Stützelements 100 zu fixieren. Insbesondere können die Fixierungseinrichtungen 310 eine Schnellkupplungseinheit 320 umfassen. Die Vielzahl von Fixierungseinrichtungen 310, 312, 314, 316, 318 ermöglicht es eine Vielzahl von Stützelementen 100 mit vorzugsweise unterschiedlichen Ablageelementen 200, 200', 200" auf der Grundplatte 300 bereitzustellen. An den Stützelementen 100 bzw. deren Kopfteilen 150 können unterschiedliche Ablageelemente 200, 200', 200" angeordnet werden. Das Ablageelement 200, welches ganz rechts zu sehen ist, entspricht dem Ablageelement aus 2. Das Ablageelement 200' kann eine an das Werkstück 2 angepasste Kontur aufweisen, oder als Stiftmatrix ausgebildet sein, welche vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch arretierbar ist. Das Ablageelement 200" kann einen Gegenspanner 220 oder einen Greifer umfassen, um das Werkstück 2 zu fixieren. Weiterhin umfasst das System 1 einen Manipulatorflansch 350, der dazu eingerichtet ist das System 1 an einem zweiten Manipulator 20 anzuordnen. Vorzugsweise können an den Fixierungseinrichtungen 310, 312, 314, 316, 318 auch andere Elemente, wie beispielsweise ein weiteres, nicht positionsveränderliches Ablageelement 200‘“ auf der Grundplatte 300 fixiert werden. 3 shows a system 1 for providing at least one workpiece 2 , The system 1 includes a base plate 300 on which a plurality of fixing devices 310 . 312 . 314 . 316 . 318 are arranged. The fixing devices 310 . 312 . 314 . 316 . 318 are furnished to at least a foot part 110 a support element 100 to fix. In particular, the fixing devices 310 a quick coupling unit 320 include. The variety of fixation devices 310 . 312 . 314 . 316 . 318 it allows a variety of support elements 100 preferably with different storage elements 200 , 200 ', 200 "on the base plate 300 provide. On the support elements 100 or their headboards 150 can have different storage elements 200 , 200 ', 200 " 200 , which can be seen on the far right, corresponds to the storage element 2 , The storage element 200 'may be a to the workpiece 2 have adapted contour, or be designed as a pin matrix, which is preferably hydraulically or pneumatically locked. The storage element 200 "can be a counter-tensioner 220 or include a gripper around the workpiece 2 to fix. Furthermore, the system includes 1 a manipulator flange 350 which is set up the system 1 on a second manipulator 20 to arrange. Preferably, at the fixing devices 310 . 312 . 314 . 316 . 318 Other elements, such as another, not positionally variable storage element 200 '"on the base plate 300 be fixed.

4 zeigt das System 1 zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück 2 aus 3. Das System 1 kann weiterhin einen ersten Manipulator 10 umfassen, der dazu eingerichtet ist, das Kopfteil 150 des zumindest einen Stützelements 100 entsprechend einem abzustützenden Werkstück 2 auszurichten. Dazu greift ein Greifer 15, der an dem ersten Manipulator 10 angeordnet ist das Kopfteil 150 und richtet es entsprechend dem Werkstück 2 aus. Nach dem Ausrichten des Kopfteils 150 können die erste und zweite gelenkige Verbindung 120, 140 und/oder das Mittelteil 130 arretiert werden. Weiterhin kann das System 1 mittels des Manipulatorflanschs 350 an einem zweiten Manipulator 20 angeordnet sein. 4 shows the system 1 for providing at least one workpiece 2 out 3 , The system 1 can continue a first manipulator 10 include, which is adapted to the headboard 150 the at least one support element 100 according to a workpiece to be supported 2 align. For this purpose, a gripper engages 15 , the first manipulator 10 arranged is the headboard 150 and align it according to the workpiece 2 out. After aligning the headboard 150 can be the first and second articulated connection 120 . 140 and / or the middle part 130 be arrested. Furthermore, the system can 1 by means of the manipulator flange 350 on a second manipulator 20 be arranged.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens, wobei in einem ersten Verfahrensschritt S1 das vorangehend beschriebene System 1 bereitgestellt wird. In einem Verfahrensschritt S2 wird ein Kopfteil 150 zumindest eines Stützelements 100, vorzugsweise mittels eines ersten Manipulators (10) ausgerichtet und in einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird ein Werkstück 2 auf der Ablagefläche des Ablageelementes abgelegt. 5 shows a schematic representation of the method, wherein in a first method step S1, the system described above 1 provided. In a method step S2, a header is 150 at least one support element 100 , preferably by means of a first manipulator ( 10 ) and in a further method step S3 becomes a workpiece 2 placed on the shelf of the storage element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Systemsystem
22
Werkstückworkpiece
1010
Erster ManipulatorFirst manipulator
1515
Greifergrab
2020
Zweiter ManipulatorSecond manipulator
100100
Stützelementsupport element
110110
Fußteilfootboard
111111
Hydraulikanschlusshydraulic connection
112112
erstes Zylinderteilfirst cylinder part
114114
erstes Kolbenteilfirst piston part
116116
Kugelpfanneball socket
120120
erste gelenkige Verbindungfirst articulated connection
122122
elastisches Elementelastic element
124124
Gelenkkugeljoint ball
130130
Mittelteilmidsection
131131
Hydraulikanschlusshydraulic connection
132132
drittes Zylinderteilthird cylinder part
133133
elastisches Elementelastic element
134134
drittes Kolbenteilthird piston part
136136
konische Spannhülseconical clamping sleeve
138138
konisches Gehäuseteilconical housing part
139139
Teleskopstangetelescopic rod
140140
zweite gelenkige Verbindungsecond articulated connection
142142
elastisches Elementelastic element
144144
Gelenkkugeljoint ball
150150
Kopfteilheadboard
151151
Hydraulikanschlusshydraulic connection
152152
zweites Zylinderteilsecond cylinder part
154154
zweites Kolbenteilsecond piston part
156156
Kugelpfanneball socket
200200
Ablageelementstorage element
210210
Ablageflächeshelf
220220
Gegenspanneragainst tensioner
230230
Schwenkmechanismusswivel mechanism
232232
ZentrierstiftCentering
234234
ZentrierstiftCentering
236236
Aktuatoractuator
240240
Bewegungsachsemotion axis
246246
Aktuatoractuator
300300
Grundplattebaseplate
310310
Fixierungseinrichtungfixing device
312312
Fixierungseinrichtungfixing device
314314
Fixierungseinrichtungfixing device
316316
Fixierungseinrichtungfixing device
318318
Fixierungseinrichtungfixing device
320320
SchellkupplungseinheitSchell clutch unit
350350
ManipulatorflanschManipulatorflansch
AA
Abstanddistance
S1 bis S3S1 to S3
Verfahrensschrittesteps

Claims (16)

System (1) zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück (2) für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang, wobei das System (1) umfasst: zumindest ein Stützelement (100), das ein Fußteil (110), ein Mittelteil (130) sowie ein Kopfteil (150) umfasst, wobei das Fußteil (110) derart über eine erste gelenkige Verbindung (120) mit dem Mittelteil (130) gekoppelt ist und das Kopfteil (150) derart über eine zweite gelenkige Verbindung (140) mit dem Mittelteil (130) gekoppelt ist, um ein inverskinematisches Stützelement (100) zu bilden; und zumindest ein Ablageelement (200), welches am Kopfteil (150) angeordnet ist und zumindest eine Ablagefläche (210) aufweist, auf der das Werkstück (2) abgestützt werden kann.System (1) for providing at least one workpiece (2) for a measuring, testing or machining operation, the system (1) comprising: at least one support element (100) comprising a foot part (110), a middle part (130) and a head part (150), wherein the foot part (110) is coupled to the middle part (130) via a first articulated connection (120) and the head part (150) is coupled to the middle part (130) via a second articulated connection (140) to form an inverse kinematic support element (100) form; and at least one storage element (200) which is arranged on the head part (150) and has at least one storage surface (210) on which the workpiece (2) can be supported. System (1) nach Anspruch 1, wobei das Ablageelement (200) mit dem zumindest einen Kopfteil (150) lösbar koppelbar ist.System (1) to Claim 1 , wherein the storage element (200) with the at least one head part (150) is releasably coupled. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittelteil (130) längenverstellbar und vorzugsweise arretierbar eingerichtet ist, wobei das Mittelteil vorzugsweise um zumindest 20 mm, bevorzugt um zumindest 40 mm und am meisten bevorzugt um zumindest 60 mm längenverstellbar eingerichtet ist.System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the central part (130) is adjustable in length and preferably lockable, the central part being preferably adjustable in length by at least 20 mm, preferably by at least 40 mm and most preferably by at least 60 mm. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung (120, 140) arretierbar eingerichtet sind.System (1) according to one of the preceding claims, wherein the first and / or second articulated connection (120, 140) are set lockable. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei die erste und zweite gelenkige Verbindung (120, 140) und/oder das Mittelteil (130) kraft- und/oder formschlüssig arretierbar eingerichtet sind.System (1) according to one of the preceding Claims 3 or 4 , wherein the first and second articulated connection (120, 140) and / or the central part (130) are arranged locked in a force and / or positive lock. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei die Arretierung hydraulisch oder pneumatisch erfolgt, und wobei vorzugsweise die hydraulische oder pneumatische Arretierung von erster und zweiter gelenkiger Verbindung (120, 140) und dem Mittelteil (130) simultan erfolgt.System (1) according to one of the preceding Claims 3 to 5 wherein the locking is effected hydraulically or pneumatically, and wherein preferably the hydraulic or pneumatic locking of the first and second articulated connection (120, 140) and the middle part (130) takes place simultaneously. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung (120, 140) und/oder das Mittelteil (130) ein elastisches Element (122; 133; 142) umfassen, wobei das elastische Element dazu eingerichtet ist, beim Arretieren der ersten und/oder zweiten gelenkigen Verbindung (120, 140) und/oder des Mittelteils (130) vorgespannt zu werden, wobei die Vorspannung des elastischen Elements (122; 133; 142) zum Lösen der Arretierung nutzbar ist.System (1) according to one of the preceding Claims 3 to 6 wherein the first and / or second articulated connection (120, 140) and / or the middle part (130) comprise an elastic element (122, 133, 142), wherein the elastic element is adapted to lock the first and / or second articulated connection (120, 140) and / or the central part (130) to be biased, wherein the bias of the elastic element (122, 133, 142) is available for releasing the locking. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite gelenkige Verbindung (120, 140) und/oder das Mittelteil (130) selbsthaltend arretierbar eingerichtet sind.System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first and second articulated connection (120, 140) and / or the central part (130) are arranged latchable lockable. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite gelenkige Verbindung (120, 140) drei Freiheitsgrade aufweist und vorzugsweise als Kugelgelenk ausgebildet ist, welches vorzugsweise um zumindest ±20° auslenkbar ist.System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first and / or second articulated connection (120, 140) has three degrees of freedom and is preferably designed as a ball joint, which is preferably deflected by at least ± 20 °. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) zumindest eine Grundplatte (300) umfasst, wobei die Grundplatte (300) zumindest eine Fixierungseinrichtung (310) aufweist, wobei die Fixierungseinrichtung (310) dazu eingerichtet ist, ein Fußteil (110) des zumindest einen Stützelementes (100) an der Grundplatte (300) zu fixieren, wobei die Fixierungseinrichtung (310) vorzugsweise eine Schellkupplungseinheit (320) umfasst.System (1) according to one of the preceding claims, wherein the system (1) comprises at least one base plate (300), wherein the base plate (300) has at least one fixing device (310), wherein the fixing device (310) is adapted to a foot part (110) of the at least one support element (100) to the base plate (300) to fix, wherein the fixing device (310) preferably comprises a clip coupling unit (320). System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ablageelement (200) einen Gegenspanner (220) umfasst, und wobei das Werkstück (2) mittels des Gegenspanners (220) auf dem Ablageelement (200) fixiert werden kann.System (1) according to one of the preceding claims, wherein the storage element (200) comprises a counter-tensioner (220), and wherein the workpiece (2) by means of the counter-tensioner (220) on the storage element (200) can be fixed. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ablageelement (200) zumindest zwei Zentrierstifte (232, 234) umfasst, welche mit korrespondierenden Öffnungen des Werkstücks (2) koppelbar sind, wobei die Zentrierstifte (232, 234) vorzugsweise relativ zueinander beweglich angeordnet sind.System (1) according to one of the preceding claims, wherein the storage element (200) at least two centering pins (232, 234) which are coupled to corresponding openings of the workpiece (2), wherein the centering pins (232, 234) preferably relative to each other movable are arranged. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ablageelement (200) zumindest eine Bewegungsachse (240) aufweist, welche vorzugsweise mittels eines Aktuators (246) betätigbar ist.System (1) according to one of the preceding claims, wherein the storage element (200) has at least one movement axis (240), which is preferably actuated by means of an actuator (246). System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) weiterhin einen Manipulator (10) umfasst, der dazu eingerichtet ist, das Kopfteil (150) des zumindest einen Stützelements (100) entsprechend einem abzustützenden Werkstück (2) auszurichten.A system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the system (1) further comprises a manipulator (10) adapted to align the head portion (150) of the at least one support member (100) with a workpiece (2) to be supported. Verfahren zum Bereitstellen von zumindest einem Werkstück (2) für einen Mess-, Prüf- oder Bearbeitungsvorgang, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Bereitstellen (S1) zumindest eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche; Ausrichten (S2) des Kopfteils (150) des zumindest einen Stützelements (100) entsprechend einem abzustützenden Werkstück (2), wobei das Ausrichten vorzugsweise automatisiert mittels eines Manipulators (10) erfolgt; Ablegen (S3) des Werkstücks (2) auf der Ablagefläche (210) des Ablageelements (200).Method for providing at least one workpiece (2) for a measuring, testing or machining operation, comprising the following method steps: Providing (S1) at least one system according to one of the preceding claims; Aligning (S2) the head part (150) of the at least one support element (100) corresponding to a workpiece (2) to be supported, wherein the alignment preferably takes place automatically by means of a manipulator (10); Depositing (S3) the workpiece (2) on the support surface (210) of the storage element (200). Verfahren nach Anspruch 15, wobei nach dem Ausrichten des Kopfteils (150) des zumindest einen Stützelements (100) die Stellung des Stützelements bestimmt wird um ein Arbeitsraum zu definieren.Method according to Claim 15 in which, after the alignment of the head part (150) of the at least one support element (100), the position of the support element is determined in order to define a work space.
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