DE19640579A1 - Umrüstbare Tragausstattung, insbesondere für eine Meßmaschine - Google Patents
Umrüstbare Tragausstattung, insbesondere für eine MeßmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine umrüstbare Aus
stattung zum Tragen und Positionieren von Bauteilen, insbe
sondere, aber nicht ausschließlich, für Bauteile zur Messung
auf einer Meßmaschine.
Die Erfindung wird anhand dieses Anwendungsfalls
beschrieben, der die Erfindung jedoch nicht einschränkt.
Bekanntlich werden Bauteile zur Messung auf dem Tisch
einer Meßmaschine mit Hilfe von tragenden Säulen positio
niert. Hier handelt es sich meist um speziell angepaßte Aus
stattungen, die insbesondere, wenn es sich um nicht-starre
Teile handelt, die sich unter ihrem eigenen Gewicht verfor
men, wie bestimmte Autokarosserieteile, relativ komplex und
teuer sind, da sie die Bedingungen des betreffenden Bauteils
reproduzieren sollen, die im Fahrzeug existieren.
Als Alternative zu üblichen angepaßten Spezialwerk
zeugen wurden bereits rekonfigurierbare Ausstattungen vor
geschlagen und beispielsweise in dem italienischen Patent
N° 1.206.886 des vorliegenden Anmelders beschrieben, um die
Umrüstungskosten für die Messung unterschiedlicher Bauteile
zu verringern.
Solche Ausstattungen enthalten um wesentlichen eine
Anzahl von säulenartigen Tragelementen, die ihrerseits bei
spielsweise über magnetische Klemmvorrichtungen mit ihrem
Körper in einer vorbestimmten Position auf der Bezugsfläche
der Meßmaschine befestigt sind und einen in seiner Höhe ent
lang einer Achse senkrecht zur Bezugsfläche justierbaren
Stift aufweisen. Sowohl die Positionierung des Körpers auf
der Bezugsfläche als auch der Höhe des Stifts werden automa
tisch durch die Meßmaschine selbst festgelegt, deren Kopf
ein mit den Tragelementen zusammenwirkendes Greifwerkzeug
trägt.
Genauer betrachtet wirkt das Greifwerkzeug mit dem
Körper jedes Tragelements zusammen, indem es den Körper von
der Bezugsfläche abhebt und neu positioniert, während das
Werkzeug mit dem Stift des Tragelements zusammenwirkt, indem
es dessen Blockierung im Körper löst und ihn in seiner Höhe
justiert.
Jedes Tragelement wird im wesentlichen in zwei Stufen
konfiguriert (Positionierung des Körpers und Einstellung der
Höhe des Stifts), so daß die Maschine einen relativ langen,
komplexen Einstellzyklus durchführen muß und insbesondere
das Werkzeug nacheinander in zwei Greifstellungen bezüglich
des Tragelements bringen muß. Die Konfiguration der ganzen
Befestigung, die eine relativ große Zahl von zu verstellen
den Tragelementen enthalten kann, ist daher langwierig und
erfordert viel Sorgfalt. Da außerdem der Körper bereits auf
der Bezugsfläche festgelegt ist, wenn die Höhe des Stifts
justiert wird, muß jeglicher Fehler aufgrund der Herstellungs- oder
Montagetoleranzen des Tragelements (z. B. wenn die
Stiftachse nicht exakt senkrecht zur Basis des Körpers ver
läuft) kompensiert werden, um Positionierfehler zu vermei
den.
Ziel der Erfindung ist es, eine umrüstbare Ausstat
tung insbesondere für eine Meßmaschine anzugeben, bei der
die bei bekannten Ausstattungen typisch auftretenden Nach
teile eliminiert sind.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine umrüstbare
Ausstattung für die Positionierung und das Halten von Bau
teilen auf einer Maschine, die eine Bezugsfläche und eine
bewegliche Einheit besitzt, insbesondere eine Meßmaschine,
wobei die Ausstattung enthält:
- - zumindest ein positionierbares Tragelement, das einen er sten auf der Bezugsfläche positionierbaren Bereich, erste Klemmittel zum Festklemmen dieses ersten Bereichs bezüglich der Bezugsfläche, erste Mittel zum Lösen der ersten Klemmit tel, einen zweiten, bezüglich des ersten Bereichs in Z-Rich tung senkrecht zur Bezugsfläche positionierbaren Bereich, zweite Klemmittel, um den zweiten Bereich bezüglich des er sten Bereichs festzuklemmen, und zweite Mittel zum Lösen der zweiten Klemmittel,
- - ein Greifwerkzeug, das von der beweglichen Einheit bewegt werden kann und Koppelmittel besitzt, die mit dem Tragele ment zusammenwirken, wenn beide miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug Steuermittel zur Steuerung der ersten und zweiten Mittel zum Lösen der Klemmittel aufweist, die betätigbar sind, wenn das Greif werkzeug mit dem Tragelement gekoppelt ist.
Die Erfindung wird nun anhand eines nicht beschrän
kend zu verstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiels und
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in Perspektive eine Meßmaschine mit
einer umrüstbaren Ausstattung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Tragelement aus der Ausstattung
gemäß Fig. 1 im Schnitt von der Seite.
Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt
entlang der Linie III-III in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt in nochmals vergrößertem Maßstab einen
Schnitt durch einen Teil des Elements aus Fig. 2.
Fig. 5 zeigt in einer ersten Betriebsstellung ein
Greifwerkzeug, das zu der Ausstattung gemäß der Erfindung
gehört.
Fig. 6 zeigt in einer zweiten Betriebsstellung das
Werkzeug gemäß Fig. 5 von unten.
Fig. 7 zeigt in der zweiten Stellung das Greifwerk
zeug aus Fig. 5 von der Seite.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie
VIII-VIII in Fig. 6.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IX-IX
in Fig. 8.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang der Linie X-X in
Fig. 6.
In Fig. 1 ist eine bekannte Meßmaschine 1 gezeigt,
die einen Meßtisch 2 und eine bewegliche Meßeinheit 3, bei
spielsweise vom Portaltyp, enthält.
Die Meßeinheit 3 enthält einen Meßkopf 4, der von der
Einheit 3 entlang von drei Koordinatenachsen X, Y, Z bewegt
werden kann. Genauer betrachtet liegen die Achsen X und Y
waagrecht und zueinander orthogonal und definieren eine Be
zugsebene, die mit der ebenen Oberseite 5 des Tisches 2 zu
sammenfällt. Die Z-Achse verläuft senkrecht zur X-Y-Ebene.
Der Tisch 2 besteht aus ferromagnetischem Material.
Weiter enthält die Maschine eine nicht dargestellte
Datenverarbeitungs- und Steuereinheit, die an die Meßeinheit
3 angeschlossen ist, um die Bewegung der beweglichen Elemen
te der Einheit 3 entlang der Koordinatenachsen und gemäß
programmierbaren Betriebszyklen zu steuern.
Erfindungsgemäß enthält die Maschine 1 eine umrüst
bare Ausstattung 10, um Bauteile für deren Messung zu tra
gen.
Die Ausstattung 10 enthält eine Anzahl von säulenför
migen Tragelementen 11, nachfolgend oft einfach als Säulen
bezeichnet, die in ihrer Höhe justierbar sind und in vorbe
stimmten Stellungen auf dem Meßtisch 2 angeordnet werden
können. Weiter enthält die Ausstattung eine Anzahl von Trag
werkzeugen (nicht dargestellt), die je auf einer Säule 11
montiert sind, um das zu messende Bauteil zu tragen, zu hal
ten und/oder festzuklemmen. Schließlich enthält die Ausstat
tung ein Greifwerkzeug 13, das am Meßkopf 4 befestigt ist
und mit den Säulen 11 während der Umrüstung der Ausstattung,
d. h. der Konfiguration der Säulen zusammenwirkt, wie dies
später erläutert wird.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine der Säulen 11, die
sich alle gleichen.
Die Säule 11 enthält einen hohlen, im wesentlichen
zylindrischen Körper 14, einen Sockel 15 mit Luftkissen, der
eine Tragbasis definiert, über die der Körper 14 auf dem
Tisch 2 gleiten kann, und einen rohrförmigen Stift 16 mit
einer senkrechten Achse A, der teilweise im Körper 14 steckt
und in axial gleitender Weise von dem Körper 14 getragen
wird, um die Gesamthöhe der Säule 11 justieren zu können.
Der Sockel 15 (Fig. 2) besitzt in bekannter Weise
einen Druckluftanschluß 17, mehrere nicht dargestellte Kanä
le, um Luft an mehrere nicht dargestellte Düsen zu liefern,
die in der Unterseite 18 des Sockels 15 gegenüber der Be
zugsfläche 5 münden, und um im Betrieb einen Fluidstrom zum
Tragen der Werkzeuge 11 zu erzeugen, sowie mehrere Perma
nentmagneten 19, die dem Tisch 2 gegenüberliegen und mit
diesem magnetisch so zusammenwirken, daß der Sockel 15 auf
dem Tisch festsitzt, wenn keine Luft zugeführt wird.
Der Körper 14 enthält im wesentlichen eine zylindri
sche Hülle 20, die auf dem Sockel 15 befestigt ist, einen im
wesentlichen schalenförmigen oberen Bereich 21, der auf das
obere Ende der Hülle 20 aufgesetzt ist, und einen Kopf 22 am
oberen Ende.
Der obere Bereich 21 besitzt eine Seitenwand 23 und
eine untere Querwand 24 mit einem axialen Loch 25, in dem
eine Buchse sitzt, die den rohrförmigen Stift 16 radial
hält, aber frei in axialer Richtung gleiten läßt.
Der obere Bereich 21 und der Kopf 22 bilden eine
ringförmige Kammer 27, die eine Vorrichtung 28 zum axialen
Festklemmen des Stifts 16 enthält.
Die Vorrichtung 28 enthält im wesentlichen eine ela
stische Buchse 29, die entlang einer Mantellinie aufge
schnitten ist und auf dem Stift 16 sitzt. Die Buchse ist in
axialer Richtung zwischen der Buchse 26 und einer Ringmutter
30 festgelegt, die in den Kopf 22 eingeschraubt ist, und
enthält eine konische Außenfläche 31, deren Durchmesser nach
unten abnimmt.
Die Vorrichtung 28 enthält weiter Mittel, um die
Buchse 29 zu blockieren, und zwar einen pneumatischen Ring
kolben 35, der dicht innerhalb der Seitenwand 23 des oberen
Bereichs 21 gleitet und koaxial die Buchse 29 umgibt. Dieser
Kolben besitzt einen axialen, nach oben konisch sich erwei
ternden Hohlraum 36, der durch eine zur Außenfläche 31 der
Buchse 29 koaxiale Innenfläche 37 des Kolbens definiert
wird. Eine Anzahl von Kugeln 38 ist in übereinanderliegenden
Ringen zwischen die Flächen 31 und 37 eingefügt.
Der Kolben 35 wird durch mehrere Spiralfedern 39 nach
oben gedrückt, die zwischen der Wand 24 und dem Kolben 35
komprimiert werden, um einen radialen Mindestabstand zwi
schen den Flächen 31 und 37 aufrechtzuerhalten.
Ein zylindrisches Rohr 44 ist mit der Buchse 26 ver
bunden und erstreckt sich koaxial zum Stift 16 und außerhalb
dieses Stifts nach unten, fast bis zum Sockel 15 und ist am
unteren Ende mit einer Scheibe 45 verschlossen, die axial
ein Röhrchen 46 trägt. Dieses Röhrchen verläuft im Innenraum
51 des rohrförmigen Stifts 16 bis zur Buchse 26. Der Stift
16 ist am unteren Ende durch einen Stopfen 47 verschlossen,
durch den das Röhrchen 46 dicht verläuft.
Die Säule 11 enthält weiter ein Endstück 49, das auf
dem oberen Ende des Stifts 16 befestigt ist und ganz oben
eine Kugel 50 trägt. Das Endstück enthält einen unteren An
schlußbereich 54 mit Außengewinde, der in den Stift ge
schraubt ist, einen Zwischenbereich 55 mit Anschlüssen 56
für ein nicht dargestelltes Tragelement, das das zu messende
Bauteil tragen soll, sowie einen im wesentlichen zylindri
schen oberen Bereich 57 mit der Kugel 50.
Der obere Bereich 57 besitzt ein diametrales Loch 58,
dessen Funktion später erläutert wird und das mit einem axi
alen Hohlraum 59 im Endstück 49 in Verbindung steht. Der
Hohlraum 59 erstreckt sich bis zum Anschlußbereich 54 und
steht mit der Innenseite des Stifts 16 und damit des Röhr
chens 46 in Verbindung. Der Bereich 57 enthält zwei koaxiale
Vorsprünge 60, die sich in radialer Richtung einander diame
tral gegenüberliegen.
Das untere Ende des Röhrchens 46 ist über einen
Schlauch 64 an den ersten Anschluß eines T-Glieds 65 ange
schlossen. Ein zweiter Anschluß ist über einen Schlauch 66
mit einem Kanal 67 verbunden, der in dem Bereich 21 des Kör
pers 14 ausgebildet ist und mit einem oberen Abschnitt der
zwischen dem Kopf 22 und dem Kolben 35 liegenden Kammer 27
in Verbindung steht. Ein dritter Anschluß des T-Glieds 65
ist über einen Schlauch 68 in Reihe mit einem Rückschlagven
til 69 mit dem Anschlußstutzen 17 des Luftkissensockels 15
verbunden. Dieser Stutzen 17 ist über einen weiteren
Schlauch 70 mit einem Kanal 74 verbunden, der sich innerhalb
des Bereichs 21 des Körpers 14 befindet und mit einem im
Kopf 22 ausgebildeten Einlaß 75 in Verbindung steht.
Die Fig. 5 bis 10 zeigen das Greifwerkzeug 13.
Das Werkzeug 13 enthält im wesentlichen einen Trag
körper 76, der am Kopf 4 der Meßmaschine montiert ist und
einen vertikalen Durchlaß 77 mit zwei parallelen Stiften 78
aufweist, deren Achsen in einer waagrechten Ebene P und sym
metrisch bezüglich der mittleren Längsebene M des Körpers 76
liegen. Die Stifte 78 haben einen Abstand kleiner als der
Durchmesser der Kugel 50 des Endstücks 49, so daß sie mit
der Kugel 50 zusammenwirken und einen vertikalen und einen
seitlichen Anschlag bilden (Fig. 8).
Das Werkzeug 13 enthält weiter einen Versorgungsblock
79 in einem Gehäuse 80 im Körper 76 mit einem vertikalen, im
wesentlichen zylindrischen, durchgehenden Hohlraum 81 koaxi
al mit dem Hohlraum 77 des Körpers 76. Der Hohlraum 81 hat
einen Zwischenbereich 82 großen Durchmessers, der mit einem
Versorgungsstutzen 83 in Verbindung steht, der an eine äuße
re Druckluftquelle anschließbar ist, sowie zwei Bereiche 84
kleineren Durchmessers, in denen je eine Ringdichtung 85
sitzt, welche in der Koppelstellung mit dem oberen Bereich
57 des Endstücks 49 der Säule 11 dichtend wirken.
Von einem Vorderbereich des Körpers 76 verlaufen zwei
vertikale zylindrische Stifte 86 auf beiden Seiten des
Blocks 47 nach unten und definieren Anschläge für die radia
len Vorsprünge 60 des Bereichs 57 am Endstück 49.
Weiter enthält das Werkzeug eine Greifvorrichtung 87,
die mit dem Endstück 49 der Säule in einer gegebenen geome
trischen Zuordnung zusammenwirkt. Die Vorrichtung 87 enthält
im wesentlichen eine im wesentlichen U-förmige Backe 88, die
entlang von seitlichen Führungsgliedern 89 unter dem Körper
76 in einer Richtung parallel zu den Achsen der Stifte 78
gleitet. Außerdem enthält die Vorrichtung 87 einen in einer
Richtung wirkenden Pneumatikzylinder 90, der hinten am Kör
per 76 angebracht ist und die Backe 88 betätigt. Die Backe
88 enthält einen zentralen Bereich 91, der an dem Stab 92
des Zylinders 90 über einen sphärischen Halter 93 befestigt
ist, so daß eine geringe Relativneigung möglich wird. Zwei
seitliche Arme 94 der Backe erstrecken sich in Richtung zu
den Stiften 86 und definieren einen Hohlraum 95. Die Arme 94
sind an der Vorderseite durch je eine koplanare, flache
Oberfläche 96 definiert, die unter einem Winkel von 45° in
Richtung zu den freien Enden der Arme 94 nach abwärts ge
neigt ist.
Die Druckluftzufuhr zu dem Stutzen 93 und dem Zylin
der 90 wird durch nicht gezeigte Ventile gesteuert, die
durch die Steuereinheit der Meßmaschine betätigt werden.
Die Ausstattung arbeitet folgendermaßen.
Zu Beginn eines Umrüstzyklus der Ausstattung 10 wer
den die Säulen 11 in einem Randbereich 5a der Bezugsfläche
geeignet in einer vorbestimmten Lage angebracht, die in der
Steuereinheit gespeichert ist.
Jede Säule 11 wird durch Permanentmagneten 19 auf der
Bezugsfläche festgehalten. Der Stift 16 ist bezüglich des
Körpers 14 durch die Vorrichtung 28 blockiert. Ohne Druck
luftzufuhr halten die Federn 39 den Kolben 35 in der oberen
Endstellung. Aufgrund der abgeschrägten Flächen 31 und 37
üben die Kugeln 38 einen radialen Druck auf die elastische
Buchse 29 aus und klemmen sie gegen den Stift 16, so daß der
Stift keine Axialbewegung oder Drehung vollführen kann.
Die Säulen 11 werden dann nacheinander aufgenommen
und durch die bewegliche Einheit 3 der Maschine neu positio
niert. Diese Maschine führt für jede Säule 11 die folgende
Betriebssequenz durch:
Das Greifwerkzeug 13 wird vom Meßkopf 4 so bewegt, daß es mit dem Endstück 49 der zu versetzenden Säule 11 zu sammenwirkt. Genauer betrachtet wird das Greifwerkzeug 13 im wesentlichen in Flucht zur senkrechten Achse des Endstücks 49 positioniert, so daß die durch die Achsen der Stifte 86 definierte Ebene parallel zur Achse der Vorsprünge 60 am oberen Bereich 57 liegt. Das Greifwerkzeug wird dann auf den Bereich 57 abgesenkt, so daß die Kugel 50 in die Nähe der Stifte 78 gelangt. Der Bereich 57 gelangt in den Hohlraum 81 des Versorgungsblocks 79 und wirkt abdichtend mit den Dich tungen 85 zusammen, so daß das Loch 58 im Bereich 57 mit dem Zwischenbereich 82 des Hohlraums 81 in Druck-Verbindung steht. Gleichzeitig werden die radialen Vorsprünge 60 zwi schen den Stiften 86 und der Backe 88 positioniert, die sich noch in der zurückgezogenen Stellung (Fig. 5) befindet.
Das Greifwerkzeug 13 wird vom Meßkopf 4 so bewegt, daß es mit dem Endstück 49 der zu versetzenden Säule 11 zu sammenwirkt. Genauer betrachtet wird das Greifwerkzeug 13 im wesentlichen in Flucht zur senkrechten Achse des Endstücks 49 positioniert, so daß die durch die Achsen der Stifte 86 definierte Ebene parallel zur Achse der Vorsprünge 60 am oberen Bereich 57 liegt. Das Greifwerkzeug wird dann auf den Bereich 57 abgesenkt, so daß die Kugel 50 in die Nähe der Stifte 78 gelangt. Der Bereich 57 gelangt in den Hohlraum 81 des Versorgungsblocks 79 und wirkt abdichtend mit den Dich tungen 85 zusammen, so daß das Loch 58 im Bereich 57 mit dem Zwischenbereich 82 des Hohlraums 81 in Druck-Verbindung steht. Gleichzeitig werden die radialen Vorsprünge 60 zwi schen den Stiften 86 und der Backe 88 positioniert, die sich noch in der zurückgezogenen Stellung (Fig. 5) befindet.
In diesem Augenblick sendet die Steuereinheit Druck
luft zum Block 79, so daß Druckluft durch das Loch 58 in den
Hohlraum 59 im Endstück 49 gelangt und entlang des Stifts 16
zum Röhrchen 46 und von dort zum Luftkissensockel 15 und zur
Klemmvorrichtung 28.
Durch das Anheben des Sockels 15 aufgrund des Luft
kissens wird die Kraft der Magnete 19 überwunden und die
Säule 11 von der Bezugsfläche 5 angehoben. Gleichzeitig
drückt die Druckluft den Kolben 35 nach unten gegen die
Kraft der Federn 39, so daß die elastische Buchse 29 den
über die Kugeln 38 ausgeübten radialen Druck lockert. Der
Stift 16 kann dann frei axial verschoben werden, und wird
aufgrund der resultierenden Druckkräfte, die auf ihn wirken,
angehoben. Insbesondere ist die wirksame Kraft nach oben
durch die Querschnittsfläche des inneren Hohlraums 51 des
Stifts 16 definiert, während die nach unten auf den Stopfen 47
wirkenden Kräfte durch die Fläche des Ringspalts zwischen
dem Stift 16 und dem Röhrchen 46 definiert sind, welche ge
ringer sind. Der Stift 16 wird in der durch die Kugel 50 des
Endstücks 49 definierten axialen Stellung angehalten, wobei
das Endstück die Stifte 78 berührt und so zwei Freiheitsgra
de der translatorischen Bewegung (vertikal und in Querrich
tung) des Endstücks bezüglich des Werkzeugs 13 beseitigt
werden.
Nun drückt die Steuereinheit Druckluft in den Zylin
der 90, so daß die Backe 88 gegen die Vorsprünge 60 gedrückt
wird und über die geneigten Flächen 96 eine Kraft mit zwei
Komponenten auf sie ausübt, nämlich mit einer horizontalen
Komponente, um die Vorsprünge 60 gegen die entsprechenden
Stifte 86 zu drücken, und mit einer vertikalen Komponente,
um einen Kontakt zwischen der Kugel 50 und den Stiften 78
beizubehalten. Dadurch werden der letzte Freiheitsgrad der
translatorischen Bewegung der Säule 11 (parallel zu den Ach
sen der Stifte 78) und der einzige Freiheitsgrad in Dreh
richtung (um die vertikale Achse) beseitigt.
Auf diese Weise ist das Endstück 49 bezüglich des
Greifwerkzeugs 13 in einer definierten vorbestimmten Lage
blockiert und kann den Bewegungen des Kopfes 4 des Werkzeugs
13 in die gespeicherte Stellung entsprechend der neuen Lage
der Säule 11 folgen. Bei der Bewegung des Werkzeugs 13 in
diese Stellung bewegt sich die Säule 11 aufgrund des Luft
kissensockels 15 ohne größeren Widerstand über die Bezugs
fläche 5 in die neue Lage (X, Y), und der Stift 16 kann frei
in axialer Richtung bezüglich des Körpers 14 in die ge
wünschte Lage entsprechend der Z-Achse gleiten. Diese Bewe
gung erfolgt mit sehr wenig Kraftaufwand zwischen dem Werk
zeug 13 und der Säule 11, so daß Positionierfehler aufgrund
einer elastischen Verformung oder aufgrund von Vibrationen
minimiert werden.
Wenn die neue Stellung erreicht ist, wird die Druck
luftzufuhr zum Block 79 unterbrochen, um zugleich den Sockel 15
auf der Bezugsfläche 5 und den Stift 16 bezüglich des
Körpers 15 der Säule 11 zu blockieren. Die Druckluftzufuhr
zum Zylinder 90 wird auch beendet, so daß das Werkzeug 13
sich von der Säule 11 löst, um die nächste Säule zu positio
nieren.
Über den Einlaß 75 kann man, wenn nötig, Säulen 11
von Hand über die Bezugsfläche 5 bewegen, beispielsweise um
Säulen 11 auf die Bezugsfläche zu bringen oder von ihr zu
entfernen. Indem nämlich der Einlaß 75 mit einer Druckluft
quelle verbunden wird, wird über den Schlauch 70 der Sockel
15 versorgt, so daß die Magnete 19 neutralisiert werden,
aber die Klemmvorrichtung 28 bleibt in der Klemmstellung
wegen des Rückschlagventils 69, das verhindert, daß Druck
luft vom Sockel 15 zur Kammer 27 gelangt.
Die Vorteile der Ausstattung 10 gemäß der Erfindung
gehen aus der obigen Beschreibung hervor.
Insbesondere wird jede Säule 11 freigegeben und in
die neue Stellung gebracht, indem nur eine Greifoperation
durch das Werkzeug 13 erforderlich ist, so daß die Zeit für
die Umrüstung der Ausstattung verringert wird. Außerdem
nimmt die Genauigkeit der Positionierung zu und Kompensa
tionsmaßnahmen werden unnötig, da der Meßkopf 4 das Endstück
49 unmittelbar in die gespeicherte neue Lage bringt, unab
hängig von Konstruktionsfehlern aufgrund der Herstellungs- und
Montagetoleranzen der Säulen 11.
Claims (20)
1. Umrüstbare Ausstattung (10) für die Positionierung und
das Halten von Bauteilen auf einer Maschine (1), die eine
Bezugsfläche (5) und eine bewegliche Einheit (3) besitzt,
insbesondere eine Meßmaschine, wobei die Ausstattung (10)
enthält:
- - zumindest ein positionierbares Tragelement (11), das einen ersten auf der Bezugsfläche (5) positionierbaren Bereich (14), erste Klemmittel (19) zum Festklemmen dieses ersten Bereichs (14) bezüglich der Bezugsfläche (5), erste Mittel (15) zum Lösen der ersten Klemmittel (19), einen zweiten, bezüglich des ersten Bereichs (14) in einer Richtung (Z) senkrecht zur Bezugsfläche (5) positionierbaren Bereich (16, 49), zweite Klemmittel (28), um den zweiten Bereich (16, 49) bezüglich des ersten Bereichs (14) festzuklemmen, und zweite Mittel (35) zum Lösen der zweiten Klemmittel (28),
- - ein Greifwerkzeug (13), das von der beweglichen Einheit (3) bewegt werden kann und Koppelmittel (78, 86, 88) be sitzt, die mit dem Tragelement (11) zusammenwirken, wenn beide miteinander gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug (13) Steuer
mittel (79) zur Steuerung der ersten und zweiten Mittel (15,
35) zum Lösen der Klemmittel aufweist, die betätigbar sind,
wenn das Greifwerkzeug (13) mit dem Tragelement (11) gekop
pelt ist.
2. Ausstattung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Bereich (49) des Tragelements (11) und das Greif
werkzeug (13) Mittel (50, 60; 78, 86) zur gegenseitigen Po
sitionierung besitzen, die so zusammenwirken, daß sie die
Koppel-Stellung definieren.
3. Ausstattung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten oder zweiten Mittel (15, 35) zum Lösen
der Klemmittel druckluftbetätigt sind.
4. Ausstattung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Tragelement (11) gemeinsame Druckluftzufuhrmittel (58,
59, 51, 46) besitzt, um Druckluft an die ersten und zweiten
Mittel (15, 35) zum Lösen der Klemmittel zu liefern.
5. Ausstattung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten Mittel zum Lösen der Klemmittel minde
stens einen Luftkissensockel (15) aufweisen.
6. Ausstattung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten Klemmittel mindestens einen Permanentmagnet (19)
aufweisen, der mit der Bezugsfläche (5) zusammenwirkt.
7. Ausstattung nach einem beliebigen der vorhergehenden An
sprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Klemmittel lösbare Verbindungsmittel (29) besitzen, um den
zweiten Bereich (16) des Tragelements (11) mit dem ersten
Bereich (14) lösbar zu verbinden, sowie elastische Mittel
(39), um die lösbaren Verbindungsmittel (29) in der Koppel
stellung zu halten.
8. Ausstattung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Bereich des Tragelements (11) einen Stift (16)
mit einer Achse (A) parallel zur Richtung (Z) senkrecht zur
Bezugsebene (5) besitzt, der in axial gleitender Weise in
den ersten Bereich (14) des Tragelements (11) geführt wird.
9. Ausstattung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die lösbaren Verbindungsmittel eine zu dem Stift (16) koa
xiale und in Bezug zum ersten Bereich (14) des Tragelements
(14) axial festliegende elastische Buchse (29), ein Klemm
glied (35), um die elastische Buchse (19) festzuklemmen,
wobei dieses Glied koaxial außerhalb der elastischen Buchse
(19) liegt und bezüglich dieser gleitet und wobei die ela
stische Buchse (19) und das Klemmglied (35) zueinander koa
xiale konische Klemmflächen (31, 37) besitzen und eine Viel
zahl von Kugeln (38) zwischen den konischen Flächen (31, 37)
vorgesehen sind, wobei die elastischen Mittel (39) axial auf
das Klemmglied (35) einwirken, um es in einer Stellung zu
halten, in der die elastische Buchse (29) festgeklemmt ist.
10. Ausstattung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Mittel zum Lösen der Klemmittel ein pneumati
sches Betätigungsorgan besitzen, das den elastischen Mitteln
(39) entgegenwirkt.
11. Ausstattung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Klemmglied einen Kolben (35) des pneumatischen Betä
tigungsorgans (27, 35) enthält.
12. Ausstattung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß Hebemittel (51) vorgesehen
sind, um den Stift (16) anzuheben, wobei diese Mittel pneu
matisch und gleichzeitig mit den zweiten Mitteln (35) zum
Lösen der Klemmittel betätigt werden.
13. Ausstattung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß zu den Mitteln zum Anheben des Stifts ein innerer Hohl
raum (51) im Stift gehört, der unterschiedliche wirksame
Kraftquerschnitte besitzt und mit den gemeinsamen Druckluft
versorgungsmitteln (58, 59, 56) in Verbindung steht, um
Druckluft an die ersten und zweiten Mittel (15, 35) zum Lö
sen der Klemmittel zu liefern.
14. Ausstattung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich des Trag
elements ein am Stift (16) montiertes Endstück (49) auf
weist, das die Positioniermittel hinsichtlich des Greifwerk
zeugs (13) und einen Einlaß (58) für die gemeinsamen Luftzu
fuhrmittel (58, 59, 46) besitzt.
15. Ausstattung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlraum (51) im Stift (16) mit dem Einlaß (58) des
Endstücks (49) in Verbindung steht und daß die gemeinsamen
Luftzufuhrmittel ein zum Stift (16) koaxiales inneres Röhr
chen (46) enthalten, das gleitend, aber dicht mit dem Stift
(16) verbunden ist und den Hohlraum (51) des Stifts (16) mit
dem Luftkissensockel (15) und dem pneumatischen Betätigungs
glied (27, 35) verbindet.
16. Ausstattung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuermittel (79) des Greifwerkzeugs (13)
einen Hohlraum (81) aufweisen, der mit den Luftzufuhrmitteln
(83) verbindbar ist und in gleitender, jedoch dichter Weise
mit dem Endstück (49) des Tragelements (11) in der Richtung
(Z) senkrecht zur Bezugsfläche koppelbar ist, um den Einlaß
(58) an die Luftzufuhrmittel (83) anzuschließen.
17. Ausstattung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gegenseitigen Positioniermittel eine Kugel
(50) auf dem Endstück (49) sowie zwei am Greifwerkzeug (13)
montierte erste Anschlagflächen (78) aufweisen, die mit der
Kugel (50) so zusammenwirken, daß sie in der Richtung (Z)
senkrecht zur Bezugsfläche (5) und in einer ersten Richtung
parallel zur Bezugsfläche (5) einen Anschlag bilden.
18. Ausstattung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitigen Positioniermittel zwei radiale Vor
sprünge (60) auf dem Endstück (49) und zwei zweite, am
Greifwerkzeug (13) montierte Anschlagflächen (86) aufweisen,
die mit den Vorsprüngen (60) so zusammenwirken, daß sie ei
nen Anschlag in einer zweiten Richtung parallel zur Bezugs
fläche (5) und senkrecht zur ersten Richtung definieren.
19. Ausstattung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelmittel eine in der zweiten Richtung bewegliche
Backe (88) mit einer geneigten Kontaktfläche (96) aufweisen,
die mit den Vorsprüngen (60) des Endstücks (49) zusammenwir
ken, um zugleich die Vorsprünge (60) mit den zweiten An
schlagflächen (86) und die Kugel (50) mit den ersten An
schlagflächen (78) in Kontakt zu halten.
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