DE19954369A1

DE19954369A1 - Work piece clamping device esp. for processing and measuring purposes has work piece support part spring-loaded in direction of clamping force, and spring travel sensor

Info

Publication number: DE19954369A1
Application number: DE1999154369
Authority: DE
Inventors: Sonja Wolf
Original assignee: Metronom Gesellschaft fur Industrievermessung mbH
Current assignee: METRONOM GMBH INDUSTRIAL MEASUREMENTS, 55120 MAINZ
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2001-05-31

Abstract

The clamping device (1) has a support part (10) and a fixing part (12) for a work piece (W). The support part is held spring-loaded in direction of the clamping force generated by itself and the fixing part. The spring travel is measured by a distance sensor, which determines the distance between the support part or a work piece, and a reference point. The sensor is a contact-free induction sensor, and the support part is of a material, which does not influence the sensor, e.g. a ceramic material.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Werkstückeinspannvorrichtung, insbesondere für Bearbei tungs- und Meßzwecke, mit einem Auflageelement, das eine Auflagefläche für ein einzu spannendes Werkstück aufweist, und mit einer Fixiereinrichtung, wobei Auflageelement und Fixiereinrichtung so angeordnet sind, daß ein einzuspannendes Werkstück zwischen Auflägefläche und Fixiereinrichtung verspannbar ist.The invention relates to a workpiece clamping device, in particular for machining tion and measurement purposes, with a support element, the one support surface for one has exciting workpiece, and with a fixing device, support element and fixing device are arranged so that a workpiece to be clamped between Support surface and fixing device can be clamped.

State of the art

Eine derartige Vorrichtung, in der darüber hinaus das Auflageelement fest in bezug auf die gesamte Vorrichtung und die Fixiereinrichtung bewegbar ausgebildet sind, ist aus dem Stand der Technik bekannt.Such a device in which the support element is also fixed in relation to the entire device and the fixing device are designed to be movable known in the art.

Nachteil der bekannten Vorrichtung ist es allerdings, daß sich bei der Fixierung das Werkstück der Form der Auflagefläche anpaßt und hierdurch verformt wird. Hierdurch können sich sowohl bei einer Bearbeitung als auch bei einer Vermessung des Werk stücks Ungenauigkeiten ergeben.The disadvantage of the known device, however, is that the fixation Adapts workpiece to the shape of the support surface and is thereby deformed. Hereby can occur both during processing and when measuring the work piece inaccuracies.

Darüber hinaus ist diese Verformung des Werkstücks von der Kraft, die durch die Fi xiereinrichtung ausgeübt wird, abhängig. Damit beispielsweise bei einer Messung von Werkstücken reproduzierbare Ergebnisse erhalten werden können, muß die Fixierein richtung so präzise ausgebildet werden, daß sie immer die gleiche Kraft beaufschlagt. Dies führt zu hohen Kosten für die gesamte Vorrichtung.In addition, this deformation of the workpiece is from the force caused by the fi Xiereinrichtung is exercised, depending. For example, when measuring Reproducible results can be obtained for workpieces, the fixation must direction are formed so precisely that they always apply the same force. This leads to high costs for the entire device.

Description of the invention

Angesichts dieses Nachteils liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vor richtung so zu verbessern, daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.In view of this disadvantage, the invention has for its object the known before direction to improve so that the disadvantages described above are avoided.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß das Auflageelement in Richtung der durch Auflageelement und Fixiereinrichtung erzeugbaren Verspannkraft federnd gehaltert ist.This object is achieved by a device of the type mentioned at the outset characterized in that the support element in the direction of the support element and fixing device generated clamping force is resiliently supported.

Durch die federnde Halterung des Auflageelements kann eine spannungsfreie Fixierung des Werkstücks erzielt werden. Demnach verbleibt das eingespannte Werkstück in sei ner Form stabil und die Ungenauigkeiten, die sich im Stand der Technik bei einer Verar beitung oder Vermessung des Werkstücks ergeben, können vermieden werden.The resilient mounting of the support element enables tension-free fixation of the workpiece can be achieved. Accordingly, the clamped workpiece remains in ner form stable and the inaccuracies that exist in the state of the art at a processing processing or measurement of the workpiece can be avoided.

Weiterhin wird auch die Toleranz für die durch die Fixiereinrichtung einzustellende Kraft erhöht, da durch die federnde Halterung des Auflageelements Abweichungen von der Solleinstellung der Fixiereinrichtung kompensiert werden können.Furthermore, the tolerance for the force to be set by the fixing device also becomes increased because of the resilient mounting of the support element deviations from the Target setting of the fixing device can be compensated.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ein Sensor zur Er mittlung des Betrags der Einfederung bei eingespanntem Werkstück vorgesehen wer den. Durch einen derartigen Sensor kann die Position des Werkstücks in bezug auf die Vorrichtung direkt oder indirekt ermittelt werden. Die derart aufgenommenen Messungen können schließlich an eine Auswerteelektronik oder Steuersoftware gegeben werden und dort weiterverarbeitet werden, um beispielsweise das Werkstück zu vermessen oder zu bearbeiten.According to a preferred development of the invention, a sensor for Er averaging the amount of deflection with the workpiece clamped the. With such a sensor, the position of the workpiece with respect to the Device can be determined directly or indirectly. The measurements taken in this way can finally be sent to an evaluation electronics or control software and processed there, for example, to measure or close the workpiece to edit.

Gemäß einer ersten Alternative kann der Sensor als Abstandssensor zur Ermittlung des Abstands zwischen einem Referenzpunkt und dem Auflageelement vorgesehen werden. Hierdurch wird eine indirekte Messung der Position des Werkstücks ermöglicht. According to a first alternative, the sensor can be used as a distance sensor for determining the Distance between a reference point and the support element can be provided. This enables an indirect measurement of the position of the workpiece.

Entsprechend einer zweiten Alternative kann der Sensor als Abstandssensor zur Ermitt lung des Abstands zwischen einem Referenzpunkt und einem einzuspannenenden Werkstück vorgesehen sein. Vorteil dieser Alternative gegenüber der ersten Alternative ist es, daß die Position des Werkstücks direkt bestimmt werden kann. Demnach beein flussen etwaige Veränderungen der Vorrichtung, beispielsweise ein Verschleiß der Auf lagefläche des Auflageelements die Messung nicht. Die Genauigkeit der Messung kann so insgesamt erhöht werden.According to a second alternative, the sensor can be used as a distance sensor distance between a reference point and an end to be clamped Workpiece may be provided. Advantage of this alternative over the first alternative it is that the position of the workpiece can be determined directly. Accordingly affected flow any changes in the device, such as wear on the surface of the support element does not measure. The accuracy of the measurement can so be increased overall.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung aller zuvor beschriebener Ausführungen kann der Sensor hierbei auflageelementseitig vorgesehen werden, d. h. auf der Seite des Werkstücks auf der sich auch die Auflageeinrichtung befindet. Hierdurch kann eine kom pakte Bauweise der Werkstückeinspannvorrichtung realisiert werden.According to an advantageous further development of all of the above-described designs the sensor can be provided on the support element side, d. H. on the side of the Workpiece on which the support device is also located. This can cause a com compact design of the workpiece clamping device can be realized.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Sensor in Form eines berüh rungslosen Induktionssensor ausgebildet sein. Auf diese Weise kann ebenfalls eine kompakte Bauweise der Vorrichtung realisiert werden. Darüber hinaus sind Induktions sensoren wartungsfreundlich und zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus.According to an advantageous development, the sensor can be in the form of a touch tionless induction sensor. In this way, a compact design of the device can be realized. They are also induction sensors are easy to maintain and are characterized by a long service life.

Zur Erhöhung der Genauigkeit einer Ermittlung des Abstands zwischen einem Referenz punkt und einem einzuspannenenden Werkstück kann das Auflageelement aus einem Material vorgesehen sein, das den Induktionssensor nicht beeinflußt. Als derartiges Ma terial, das darüber hinaus auch eine hohe mechanische Belastbarkeit besitzt und sich durch einen geringen Verschleiß auszeichnet, läßt sich ein Keramikmaterial einsetzen. Neben dem Keramikmaterial können selbstverständlich auch andere Materialien verwen det werden, welche die zuvor genannten Eigenschaften, also insbesondere den Indukti onssensor nicht beeinflussen, besitzen. Hierzu zählen beispielsweise Kunststoffe.To increase the accuracy of determining the distance between a reference point and a workpiece to be clamped, the support element can be made from one Material should be provided that does not affect the induction sensor. As such a measure material that also has a high mechanical strength and characterized by low wear, a ceramic material can be used. In addition to the ceramic material, other materials can of course also be used Det, which have the aforementioned properties, in particular the inductance do not influence on sensor. These include, for example, plastics.

Die Werkstückeinspannvorrichtung, in denen ein Induktionssensor verwendet wird, kann zusätzlich oder alternativ zur oben bezeichneten Materialeigenschaft ein Auflageelement mit einer Form aufweisen, die den Induktionssensor nicht beeinflußt. Beispielsweise kann das Auflageelement ringförmig ausgebildet sein, so daß, selbst bei Verwendung von einem induktivitätsbeeinflußenden Material, der durch das Auflageelement hervorge rufene Effekt auf den Sensor minimal ist.The workpiece chuck using an induction sensor can in addition or as an alternative to the material property described above, a support element have a shape that does not affect the induction sensor. For example the support element can be annular, so that even when in use of an inductance-influencing material that is produced by the support element called effect on the sensor is minimal.

Alternativ zu dem berührungslosen Induktionssensor lassen sich eine Vielzahl weiterer bekannter Abstandssensoren, beispielsweise berührungslose optische Sensoren einset zen.As an alternative to the contactless induction sensor, a large number of others can be used known distance sensors, for example non-contact optical sensors Zen.

Zur Verbesserung der mit einem optischen Sensor erhaltenen Messungen kann das Auflageelement aus einem Material gebildet sein, das den optischen Sensor nicht beein flußt. Solche Materialien sind insbesondere Materialien, die für die durch den jeweiligen optischen Sensor verwendete Strahlung durchlässig sind.To improve the measurements obtained with an optical sensor, this can Support element made of a material that does not affect the optical sensor flows. Such materials are, in particular, materials for which the particular Radiation used optical sensor are transparent.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Auflageelement eine Form aufweisen, die den Induktionssensor nicht beeinflußt. Hier läßt sich ebenfalls die bereits im Zusammenhang mit dem Induktionssensor Ringform anführen. Anstelle des ringförmigen Elements kann in dem Auflageelement auch ein Lichtkanal vorgesehen werden, durch den das Licht geführt wird.As an alternative or in addition to this, the support element can have a shape that corresponds to the Induction sensor not affected. Here you can also see the context Use the induction sensor to create a ring shape. Instead of the annular element can a light channel can also be provided in the support element through which the light to be led.

In den zuvor beschriebenen Werkstückeinspannvorrichtungen, die einen Sensor verwen den kann eine Feststelleinrichtung für das Auflageelement vorgesehen sein. Durch eine derartige Feststelleinrichtung kann das Auflageelement in bezug auf die Vorrichtung in seiner Sollage festgestellt werden. Hierdurch läßt sich der Sensor kalibrieren.In the workpiece fixtures described above that use a sensor a locking device can be provided for the support element. By a such locking device, the support element with respect to the device in its target position can be determined. This allows the sensor to be calibrated.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung aller zuvor beschriebener Ausführungen kann die Auflagefläche des Auflageelements der Werkstückeinspannvorrichtung an die Form der einzuspannenenden Werkstücke angepaßt sein. Hierdurch wird der erfin dungsgemäße Effekt, nämlich die Vermeidung einer Verformung des Werkstücks beim Einspannen, positiv verstärkt.According to an advantageous further development of all the previously described designs can the support surface of the support element of the workpiece clamping device to the Be adapted to the shape of the workpieces to be clamped. In this way, the inventor effect according to the invention, namely the avoidance of deformation of the workpiece when Clamp, positively reinforced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung aller zuvor beschriebenen Ausführungen ist die Auflagefläche des Auflageelements so ausgebildet, daß ihr Krümmungsradius klein im Vergleich zum Krümmungsradius eines einzuspannenden Werkstücks an dem Auflage punkt des Werkstücks ist.According to an advantageous further development of all the embodiments described above, the Contact surface of the support element designed so that its radius of curvature is small in Comparison to the radius of curvature of a workpiece to be clamped on the support point of the workpiece.

Der Begriff Krümmungsradius wird hier so verstanden, daß auch ebene Flächen der Auflagefläche oder eines Werkstücks umfaßt sind (für sie gilt insbesondere Krümmungs radius = ∞)The term radius of curvature is understood here to mean that even surfaces of the Support surface or a workpiece are included (especially applies to curvature radius = ∞)

Durch diese Weiterbildung liegt das Werkstück nur an einem Punkt auf der Auflagefläche auf, ohne dabei durch scharfe Kanten oder Spitzen der Auflagefläche beschädigt zu werden.As a result of this further development, the workpiece lies only on the support surface at one point without being damaged by sharp edges or tips of the contact surface become.

Eine Auflage auf einem Punkt hat den Vorteil, daß das Werkstück auf der Auflagefläche eine optimale Auflageposition einnehmen kann und nicht etwa, bedingt durch die Form der Auflagefläche, an dieser nur teilweise anliegt, was bei Einspannung ebenfalls zu Verformungen führen kann.A support on one point has the advantage that the workpiece on the support surface can take an optimal support position and not because of the shape of the contact surface, which only partially abuts against it, which also increases when clamped Can cause deformation.

Die Möglichkeit, eine optimale Auflagepositon einzunehmen, ist weiterhin sehr vorteilhaft, wenn ein Werkstück aufgrund seiner Größe mittels mehrerer Vorrichtungen eingespannt werden muß. Abgesehen davon, daß Verformungen an den einzelnen Vorrichtungen vermieden werden, entfällt eine Ausrichtung der einzelnen Vorrichtung, wie dies im Fall von flächigen Auflageflächen erforderlich wäre, um eine Verspannung des Werkstücks in seiner Gesamtheit zu vermeiden.The possibility of taking an optimal support position is still very advantageous, when a workpiece is clamped by means of several devices due to its size must become. Apart from that, deformations on the individual devices are avoided, there is no alignment of the individual device, as is the case of flat contact surfaces would be required to clamp the workpiece in to avoid its entirety.

Vorteilhafterweise lassen sich die zuvor beschriebenen Auflageflächen durch Kugelka lotten oder Ellipsoidkalotten realisieren.Advantageously, the contact surfaces described above can be made using Kugelka soldering or realizing ellipsoid domes.

Die gleichen Effekte stellen sich ebenfalls ein, wenn die Auflagefläche des Auflageele ments so ausgebildet, daß ihr Krümmungsradius groß im Vergleich zum Krümmungsra dius eines einzuspannenden Werkstücks an dem Auflagepunkt des Werkstücks ist. The same effects also occur when the support surface of the support ment designed so that their radius of curvature is large compared to the curvature is a workpiece to be clamped at the support point of the workpiece.

In diesem Fall kann die Auflagefläche zweckmäßigerweise eben ausgebildet werden.In this case, the bearing surface can expediently be made flat.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Fixierein richtung so wie eine beliebige der zuvor beschriebenen Auflageeinrichtungen ausgebil det. Eine derartige Werkstückeinspannvorrichtung läßt sich vorzugsweise bei Vermes sung von größeren flächigen Werkstücken, die bei ihrer Vermessung eine Abstützung notwendig machen, an den sogenannten Stützpunkten dieser Werkstücke einsetzen. Verwendet man eine Auflageeinrichtung und eine Fixiereinrichtung mit jeweils einem Sensor, kann mit dieser Vorrichtung auch die Dicke des flächigen Werkstücks vermes sen werden.According to another preferred development of the invention, the fixing is direction such as any of the previously described support devices det. Such a workpiece clamping device can preferably be found at Vermes solution of larger flat workpieces, which are supported during their measurement make necessary, insert at the so-called bases of these workpieces. One uses a support device and a fixing device with one each Sensor, can also measure the thickness of the flat workpiece with this device will be.

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:In the following, embodiments of the present invention will be referenced described on the attached drawing. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Werkstück einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of the workpiece chuck according to the present invention,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Werkstück einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 is a schematic view of a second embodiment of the workpiece chuck according to the present invention,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Werkstück einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 is a schematic view of a third embodiment of the workpiece clamping device according to the present invention, and

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Werkstück einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 is a schematic view of a fourth embodiment of the workpiece clamping device according to the present invention.

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Werkstück einspannvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of a workpiece chuck 1 according to the present invention.

Die Werkstückeinspannvorrichtung 1, die insbesondere für Bearbeitungs- und Meßzwec ke ausgelegt ist, umfaßt ein Auflageelement 10 mit einer Auflagefläche 11 für ein einzu spannendes Werkstück W. Weiterhin umfaßt die Werkstückeinspannvorrichtung 1 eine Fixiereinrichtung 12, die schematisch durch einen Pfeil dargestellt ist.The workpiece clamping device 1 , which is designed in particular for machining and measuring purposes, comprises a support element 10 with a contact surface 11 for a workpiece W to be clamped. Furthermore, the workpiece clamping device 1 comprises a fixing device 12 , which is shown schematically by an arrow.

Das Auflageelement 10 und die Fixiereinrichtung 11 sind hierbei so angeordnet, daß das einzuspannende Werkstück W zwischen der Auflagefläche 10 und der Fixiereinrichtung 12 verspannbar ist.The support element 10 and the fixing device 11 are arranged in such a way that the workpiece W to be clamped can be clamped between the contact surface 10 and the fixing device 12 .

Das Auflageelement 10 ist in einem Gehäuse 14 federnd gehaltert. Hierzu sind her kömmliche Federn 13 vorgesehen. Die Stärke der Federn 13 bestimmt sich hierbei nach dem Gewicht des Auflageelements 10 und des einzuspannenden Werkstücks W.The support element 10 is spring-mounted in a housing 14 . For this purpose, conventional springs 13 are provided. The strength of the springs 13 is determined by the weight of the support element 10 and the workpiece W to be clamped.

Durch die federnde Halterung des Auflageelements 10 kann eine spannungsfreie Fixie rung des Werkstücks W mittels der Fixiereinrichtung 12 realisiert werden. Demnach ver bleibt das eingespannte Werkstück in seiner Form stabil, was schließlich dazu führt, daß Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung des Werkstücks, die aus den Verformungen des selben resultieren, oder Fehler, die sich aufgrund der Verformung des Werkstücks bei Vermessung desselben ergeben, vermieden werden können.Due to the resilient mounting of the support element 10 , a tension-free fixation of the workpiece W can be realized by means of the fixing device 12 . Accordingly, the clamped workpiece remains stable in its shape, which ultimately leads to inaccuracies in the machining of the workpiece, which result from the deformation of the same, or errors which result from the deformation of the workpiece when measured, can be avoided .

In Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform 2 der Werkstüc keinspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.In Fig. 2 is a schematic view of a second embodiment 2 is the Werkstüc no jig according to the present invention.

Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß eine Sensoreinrichtung 25 vorgesehen ist.This device differs from that shown in FIG. 1 in that a sensor device 25 is provided.

Im übrigen ist die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform mit der in Fig. 1 dargestellten identisch; zur Vermeidung von Wiederholungen wird im folgenden deshalb nur auf die Sensoreinrichtung 25 eingegangen und bezüglich der übrigen Komponenten auf die Be schreibung von Fig. 1 verwiesen. In diesem Zusammenhang bleibt anzumerken, daß sich die Bezugszeichen entsprechender Komponenten nur in ihrer ersten Ziffer vonein ander unterscheiden. Otherwise , the embodiment shown in FIG. 2 is identical to that shown in FIG. 1; To avoid repetitions, only sensor device 25 is therefore discussed below and reference is made to the description of FIG. 1 with regard to the other components. In this context it should be noted that the reference numerals of corresponding components differ from one another only in their first digit.

Der Sensor 25 dient zur Ermittlung des Betrages der Einfederung und ist vorliegend als Abstandssensor zur Ermittlung des Abstandes zwischen einem Referenzpunkt und dem Auflageelement 20 vorgesehen. Durch den Sensor 25 kann die Position des Werks stücks in bezug auf die Vorrichtung indirekt ermittelt werden. Die Position kann schließ lich an eine Auswerteelektronik oder eine Steuersoftware gegeben werden und dort zur Vermessung des Werkstücks oder zur Bearbeitung des Werkstücks weiterverarbeitet werden.The sensor 25 serves to determine the amount of deflection and in the present case is provided as a distance sensor for determining the distance between a reference point and the support element 20 . The position of the workpiece in relation to the device can be determined indirectly by the sensor 25 . The position can finally be passed on to evaluation electronics or control software, where it can be further processed for measuring the workpiece or for machining the workpiece.

Der vorliegende Sensor 25 ist in Form eines berührungslosen Induktionssensors vorge sehen. Hierdurch läßt sich auf bekannte Weise der Abstand zu dem Auflageelement 20 ermitteln. Bei Verwendung eines Induktionssensors ist allerdings vorausgesetzt, daß das Auflageelement aus einem Material ist, das geeignet ist, den Induktionssensor zu beein flussen, beispielsweise aus einem Metall.The present sensor 25 is seen in the form of a non-contact induction sensor. In this way, the distance to the support element 20 can be determined in a known manner. When using an induction sensor, however, it is assumed that the support element is made of a material that is suitable for influencing the induction sensor, for example a metal.

Gemäß einer nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist das Auflageelement aus einem Material, das den Induktionssensor nicht beeinflußt. In diesem Fall kann der Abstand zwischen einem Referenzpunkt und dem eingespannten Werkstück, insoweit es aus einem Material besteht, auf das der Induktionssensor anspricht, ermittelt werden. In dieser Ausführungsform beeinflussen etwaige Veränderungen der Vorrichtung, wie bei spielsweise ein Verschleiß der Auflagefläche des Auflageelements die Messung nicht. Hierdurch kann die Genauigkeit der Messung insgesamt erhöht werden.According to an embodiment not shown in the figures, the support element made of a material that does not affect the induction sensor. In this case, the Distance between a reference point and the clamped workpiece, insofar as it is consists of a material to which the induction sensor responds. In this embodiment affect any changes in the device, as in for example, wear of the support surface of the support element does not affect the measurement. As a result, the overall accuracy of the measurement can be increased.

In Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform 3 der Werkstück einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. FIG. 3 shows a schematic view of a third embodiment 3 of the workpiece clamping device according to the present invention.

Die Werkstückeinspannvorrichtung 3 unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Werkstückeinspannvorrichtung 2 lediglich durch ein unterschiedlich ausgebildetes Aufla geelement 30. Im folgenden wird deshalb nur auf dieses Auflageelement 30 eingegangen und bezüglich der verbleibenden Komponenten auf die entsprechende Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen. Auch in Fig. 3 unterscheiden sich die Bezugszeichen der einander entsprechenden Komponenten der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Aus führungen nur durch die erste Ziffer.The workpiece clamping device 3 differs from the workpiece clamping device 2 shown in FIG. 2 only by a differently designed support element 30 . In the following therefore only describes this support element 30 and with respect to the remaining components referred to the corresponding description of FIGS. 1 and 2. Also in Fig. 3, the reference numerals of the corresponding components of the embodiments described in Figs. 1 and 2 differ only by the first digit.

Das Auflageelement 30 ist vorliegend ringförmig ausgebildet. Hierdurch kann die Position des Werkstücks direkt bestimmt werden. Ebenso wie bei der zuvor beschriebenen, nicht dargestellten Ausführungsform beeinflussen Veränderungen der Vorrichtung, beispiels weise ein Verschleiß der Auflagefläche des Auflageelements die Messung nicht. Auch hier ergibt sich demnach eine Erhöhung der Meßgenauigkeit.The support element 30 is annular in the present case. This allows the position of the workpiece to be determined directly. Just as in the previously described, not shown embodiment, changes in the device, for example wear of the support surface of the support element do not influence the measurement. This also results in an increase in measuring accuracy.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform einer Werkstückeinspannvorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.In FIG. 4, a fourth embodiment of a workpiece chucking device 4 is shown in accordance with the present invention.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen dadurch, daß eine Feststelleinrichtung 46 vorgesehen ist und der Sensor 45 in Form eines optischen Sensors ausgebildet ist. Im folgenden wird daher nur auf diese beiden Komponenten eingegangen und zur Vermeidung von Wiederholungen bezüglich der verbleibenden Komponenten auf die entsprechenden Beschreibungen der Fig. 1 bis 3 verwiesen. Die Bezugszeichen der in Fig. 4 dargestellten Komponenten unterscheiden sich von den entsprechenden Komponenten in den Fig. 1 bis 3 nur durch ihre erste Ziffer.This embodiment differs from those described above in that a locking device 46 is provided and the sensor 45 is designed in the form of an optical sensor. Therefore, only these two components are discussed below and reference is made to the corresponding descriptions in FIGS. 1 to 3 in order to avoid repetitions with regard to the remaining components. The reference numerals of the components shown in FIG. 4 differ from the corresponding components in FIGS. 1 to 3 only by their first digit.

Die Feststellvorrichtung 46 ist in Fig. 4 in Form eines Stifts ausgebildet, der an dem Gehäuse auf geeignete Weise befestigt ist. Das Auflageelement 40 umfaßt eine Öffnung, in welche der Stift zum Eingriff gebracht werden kann. In Fig. 4 ist die Stellung der Feststellvorrichtung 46 dargestellt, in welcher sich der Stift im Eingriff mit dem Auflagee lement 40 befindet. Wenn der Stift 46 sich im Eingriff mit dem Auflageelement 40 befin det, ist das Auflageelement bezüglich der Werkstückeinspannvorrichtung in einer fest definierten Position (Sollposition) festgelegt. In dieser Stellung ist es möglich, den Sensor 45 zu kalibrieren. The locking device 46 is formed in FIG. 4 in the form of a pin which is fastened to the housing in a suitable manner. The support element 40 comprises an opening into which the pin can be brought into engagement. In Fig. 4, the position of the locking device 46 is shown, in which the pin is in engagement with the support element 40 . When the pin 46 is in engagement with the support element 40, the support element is fixed with respect to the workpiece clamping device in a defined position (target position). In this position it is possible to calibrate the sensor 45 .

Im Gegensatz zu den zuvor dargestellten Ausführungsformen ist der Sensor 45 in Form eines berührungslosen optischen Sensors ausgebildet. In der vorliegenden Anordnung mißt der optische Sensor den Abstand zwischen einem Referenzpunkt und dem Auflage element 40. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn das Auflageelement 40 eine reflek tierende Oberfläche aufweist.In contrast to the previously illustrated embodiments, the sensor 45 is designed in the form of a contactless optical sensor. In the present arrangement, the optical sensor measures the distance between a reference point and the support element 40 . In this case, it is expedient if the support element 40 has a reflecting surface.

Neben der in Fig. 4 dargestellten Anordnung ist es auch möglich, den Sensor in einer Anordnung zu verwenden, in welcher der Abstand direkt zwischen einem Referenzpunkt und dem einzuspannenden Werkstück vorgenommen wird. Hierzu muß das Auflageele ment so ausgebildet sein, daß es den optischen Sensor nicht beeinflußt.In addition to the arrangement shown in FIG. 4, it is also possible to use the sensor in an arrangement in which the distance is made directly between a reference point and the workpiece to be clamped. For this purpose, the device must be designed so that it does not affect the optical sensor.

Insbesondere kann das Auflageelement für die von dem optischen Sensor verwendete Strahlung durchlässig sein. Zusätzlich hierzu oder alternativ kann das Auflageelement auch eine Form aufweisen, die den optischen Sensor nicht beeinflußt, wie beispielsweise die im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Ringform. Eine weitere Form des Aufla geelements, das den optischen Sensor nicht beeinflußt, wäre ein Auflageelement mit einer Bohrung, die einen Lichtkanal darstellt. Das vom Sensor verwendete Licht kann hierbei direkt durch den Kanal oder durch eine in dem Kanal vorgesehene Lichtübertra gungseinrichtung, beispielsweise in Form eines für das verwendete Licht durchsichtige Material, vorgesehen werden.In particular, the support element can be transparent to the radiation used by the optical sensor. In addition to this or alternatively, the support element can also have a shape that does not influence the optical sensor, such as the ring shape described in connection with FIG. 3. A further form of the support element which does not influence the optical sensor would be a support element with a bore which represents a light channel. The light used by the sensor can be provided directly through the channel or through a light transmission device provided in the channel, for example in the form of a transparent material for the light used.

Neben den in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen sind eine Vielzahl weiterer Abwandlungen möglich.In addition to the embodiments described in the figures, there are a large number of others Modifications possible.

Beispielsweise kann die Auflagefläche des Auflageelements an die Form der einzuspan nenden Werkstücke angepaßt oder gekrümmt ausgebildet sein, wobei der Krümmungs radius klein im Vergleich zum Krümmungsradius des Werkstücks am Auflagepunkt ist. Alternativ hierzu kann auch der Krümmungsradius der Auflagefläche groß im Vergleich zum Krümmungsradius des einzuspannenden Werkstücks sein. Zweckmäßigerweise lassen sich solche Flächen durch Kalottenformen, beispielsweise Kugelkalotten oder Ellipsoidkalotten realisieren. Andere Kalotten, welche obige Bedingung erfüllen, können darüber hinaus ebenfalls eingesetzt werden.For example, the support surface of the support element can be machined to the shape of the nenden workpieces adapted or curved, the curvature radius is small compared to the radius of curvature of the workpiece at the point of contact. Alternatively, the radius of curvature of the bearing surface can be large in comparison to the radius of curvature of the workpiece to be clamped. Conveniently such areas can be formed by spherical shapes, for example spherical spherical spheres or Realize ellipsoid domes. Other domes that meet the above condition can can also be used.

Weiterhin lassen sich neben den diskutierten Abstandsmeßeinrichtungen, d. h. dem In duktionssensor und dem optischen Sensor weitere bekannte Sensoren zur Abstandsbe stimmung einsetzen, hierzu zählen beispielsweise Ultraschallsensoren und dergleichen.In addition to the distance measuring devices discussed, i. H. the In duction sensor and the optical sensor other known sensors for distance Use mood, this includes, for example, ultrasonic sensors and the like.

Außerdem sind der Sensor mit entsprechender Abstandsmessung des Auflageelements oder des Werkstücks von einem Referenzpunkt, sowie die Feststellvorrichtung völlig un abhängig voneinander. Demgemäß können sie in beliebigen Kombinationen, auch wenn diese nicht explizit beschrieben worden sind, eingesetzt werden.In addition, the sensor with a corresponding distance measurement of the support element or the workpiece from a reference point, as well as the locking device completely un Dependant on each other. Accordingly, they can be in any combination, even if these have not been explicitly described.

Weiterhin können durch Wechselwirkung beliebiger Sensoren mit dem Auflageelement oder dem einzuspannenden Werkstück die Abstandsmessungen von einem Referenz punkt zu dem Auflageelement bzw. dem Werkstück realisiert werden. Hierbei können Material und Form des Auflageelements in beliebiger Weise angepaßt werden, daß in Abhängigkeit von dem Meßprinzip, der Abstand zu entweder dem Auflageelement oder dem Werkstück detektiert wird.Furthermore, by interaction of any sensors with the support element or the workpiece to be clamped the distance measurements from a reference point to the support element or the workpiece. Here you can Material and shape of the support element can be adapted in any way that in Depending on the measuring principle, the distance to either the support element or the workpiece is detected.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde die federnde Halterung des Auf lageelements durch eine Federeinrichtung realisiert. Alternativ hierzu lassen sich aller dings auch beliebige andere Einrichtungen, die eine Federwirkung erzeugen, einsetzen. Hierzu zählen beispielsweise pneumatische und hydraulische Elemente, andere elastisch komprimierbare Elemente, sowie elektromagnetische Dämpfungselemente.In the previously described embodiments, the resilient mounting of the up location element realized by a spring device. Alternatively, everyone can dings also use any other devices that produce a spring effect. These include, for example, pneumatic and hydraulic elements, others elastic compressible elements, as well as electromagnetic damping elements.

Weiterhin kann die Fixiereinrichtung so wie eine der zuvor diskutierten Auflageeinrich tungen ausgebildet werden. Eine Werkstückeinspannvorrichtung mit einer derartigen Fixiereinrichtung läßt sich vorzugsweise bei Vermessung von größeren flächigen Werk stücken, die bei der Vermessung eine Abstützung notwendig machen, an den soge nannten Stützpunkten dieser Werkstücke einsetzen. Furthermore, the fixing device can be like one of the previously discussed support devices are trained. A workpiece clamping device with such Fixing device can preferably be used when measuring large flat work pieces that require support during the measurement to the so-called use the named bases of these workpieces.

Insbesondere läßt sich die Fixiereinrichtung, so wie die Auflageeinrichtung, mit einem Sensor versehen. Mit dieser Anordnung kann die Dicke eines flächigen Werkstücks ver messen werden.In particular, the fixing device, like the support device, can be equipped with a Sensor. With this arrangement, the thickness of a flat workpiece can ver will measure.

Claims

1. workpiece clamping device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ), in particular for machining and measuring purposes, with
a support element ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ), which has a support surface ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ) for a workpiece (W) to be clamped, and
a fixing device ( 12 ; 22 ; 23 ; 24 ), wherein
The support element and the fixing device are arranged so that the workpiece can be clamped between the support surface and the fixing device, characterized in that the support element is spring-mounted in the direction of the clamping force that can be generated by the support element and fixing device ( 13 ; 23 ; 33 ; 43 ).

2. Workpiece clamping device according to claim 1, in which a sensor ( 25 ; 35 ; 45 ) is provided for determining the amount of deflection when the workpiece is clamped.

3. Workpiece clamping device according to claim 2, in which the sensor ( 25 ; 45 ) is provided as a distance sensor for determining the distance between a reference point and the support element ( 20 ; 40 ).

4. Workpiece clamping device according to claim 2, in which the sensor ( 35 ) is provided as a distance sensor for determining the distance between a reference point and a workpiece (W) to be clamped.

5. workpiece clamping device according to one of claims 2 to 4, in which the sensor ( 25 ; 35 ; 45 ) is provided on the support element side.

6. workpiece clamping device according to one of claims 2 to 5, in which the sensor is provided as a contactless induction sensor ( 25 ; 35 ).

7. workpiece clamping device according to claim 6, in which the support element is made of a material that does not affect the induction sensor.

8. Workpiece chuck according to claim 7, in which the material is a Ke is ceramic material.

9. workpiece clamping device according to one of claims 6 to 8, in which the support element ( 30 ) has a shape which does not affect the induction sensor.

10. Workpiece clamping device according to one of claims 2 to 5, in which the sensor is provided as a contactless optical sensor ( 45 ).

11. Workpiece clamping device according to claim 10, in which the support element is made of a material that does not affect the optical sensor.

12. Workpiece clamping device according to claim 11, in which the material for the Radiation used by the optical sensor is transparent.

13. Workpiece clamping device according to one of claims 10 to 12, in which the support element ( 30 ) has a shape which does not affect the optical sensor.

14. Workpiece clamping device according to one of claims 2 to 13, in which a locking device ( 46 ) is provided for the support element.

15. Workpiece clamping device according to one of claims 1 to 14, in which the Contact surface of the support element to the shape of the work to be clamped pieces is adjusted.

16. Workpiece clamping device according to one of claims 1 to 14, in which the Contact surface has a radius of curvature that is small compared to Radius of curvature of a workpiece to be clamped at the contact point of the Workpiece.

17. Workpiece clamping device according to claim 16, in which the bearing surface has the shape of a spherical cap or an ellipsoidal cap.

18. Workpiece clamping device according to one of claims 1 to 14, in which the Contact surface has a radius of curvature that is large compared to Radius of curvature of a workpiece to be clamped at the contact point of the Workpiece.

19. Workpiece clamping device according to claim 18, in which the bearing surface is trained plan.

20. Workpiece clamping device according to one of the preceding claims, in which the fixing device in the form of a support element, which has a support surface che for a workpiece to be clamped, and in the direction of the Workpiece clamping device generated clamping force is spring-mounted.

21. Workpiece clamping device according to claim 20, in which the fixing device is formed according to one of claims 2 to 19.