DE69823895T2

DE69823895T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auswechseln von Bearbeitungsmodulen einer Koordinaten-Positionierungsmaschine

Info

Publication number: DE69823895T2
Application number: DE69823895T
Authority: DE
Inventors: Peter Hajdukiewicz
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1997-01-25
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH10253341A; US5971903A; DE69823895D1; EP0856377B1; GB9701571D0; EP0856377A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Austausch von Bearbeitungsmodulen an Koordinatenpositionierungsmaschinen, wie beispielsweise Werkzeugmaschinen oder Koordinatenmessmaschinen. Derartige Maschinen umfassen einen Arm und einen Tisch, die typischerweise in drei linearen Freiheitsgraden relativ zueinander bewegbar sind. Im Gebrauch kann ein Bearbeitungsmodul, wie beispielsweise ein Schneidwerkzeug oder ein Berührungstaster, an dem Arm der Maschine befestigt werden, so dass die Maschine eine Schneid- oder Messbearbeitung an einem Werkstück, das auf dem Tisch gelagert ist, ausführen kann.
Während des Betriebs einer solchen Maschine ist es häufig notwendig, ein Bearbeitungsmodul gegen ein anderes auszutauschen. Beispielsweise kann es in dem Fall einer Werkzeugmaschine nach einer Durchführung einer Schneidbearbeitung an einem Werkstück notwendig werden, das Schneidwerkzeug gegen einen Berührungsauslösetaster auszutauschen, der ermöglicht, dass die Maschine die relative Position und/oder Abmessungen der Oberflächen des zuletzt bearbeiteten Werkstücks überprüfen kann. In dem Fall einer Koordinatenmessmaschine kann es notwendig werden, einen Berührungsauslösetaster gegen einen Analogtaster oder beispielsweise einen Temperaturerfassungstaster auszuwechseln. Alternativ dazu kann es notwendig werden, einen Tastereinsatz an einem speziellen Berührungsauslöse- oder Analogtaster gegen einen anderen auszutauschen. Systeme, die den automatischen Austausch von Bearbeitungsmodulen an Koordinatenmessmaschinen vorsehen, sind beispielsweise bekannt aus der EP 0 293 036 , dem U.S. 4,637,119, EP 0 566 719 , U.S. 4,349,946, EP 0 028 329 und WO 89/05210. Diese Dokumente des Stan des der Technik offenbaren Systeme zum Austausch von Bearbeitungsmodulen, bei denen das Koppeln eines Bearbeitungsmoduls mit einem Haltemodul und Entkoppeln eines Bearbeitungsmoduls von einem Haltemodul, das an dem Arm der Maschine getragen ist, auf eine Vielzahl von Arten ausgeführt wird.
Insbesondere zeigt die WO 89/05210 ein Magazin zur Lagerung von Tastereinsatzeinheiten zu deren Austausch. Im Gebrauch werden die Tastereinsatzeinheiten an einer Trägereinheit angebracht, und die Verbindung der Tastereinsatzeinheiten mit der Trägereinheit und die Trennung der Tastereinsatzeinheiten von der Trägereinheit wird durch einfache Bewegungen der Trägereinheit ausgeführt, um eine Tastereinsatzeinheit aufzunehmen und wieder abzugeben.
Gemäß einem ersten Aspekt sieht die Erfindung ein Magazin zur Lagerung eines Bearbeitungsmoduls vor, wobei das Magazin umfasst: eine Lageraufnahme bzw. einen Lagerport zur Befestigung an einer Grundanordnung, die ein Bearbeitungsmodul (30) zur Verwendung mit einer Koordinatenpositionierungsmaschine lagern kann, wobei die Lageraufnahme umfasst: ein Aufnahmeelement zur Aufnahme eines Bearbeitungsmoduls mit einem Betätigungselement, um ein Verriegeln eines Moduls an der Maschine oder ein Entriegeln eines Moduls von der Maschine zu bewirken, wobei das Betätigungselement zwischen einer ersten und zweiten Position bewegbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement an der Grundanordnung auf eine Weise befestigbar ist, die eine Relativbewegung des Aufnahmeelementes und der Grundanordnung zulässt, und wobei die relative Bewegung durch die Bewegung eines bewegbaren Teils der Maschine erzeugbar ist und die Verriegelungs- oder Entriegelungsbewegung des Betätigungselementes zwischen der ersten und zweiten Position bewirkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Austausch von Bearbeitungsmodulen an einer Koordinatenpositionierungsmaschine vor, wobei die Vorrichtung ein Magazin gemäß dem zweiten Aspekt und ein Haltemodul umfasst, die jeweils an relativ bewegbaren Teilen der Maschine angeordnet sind; wobei zumindest einer der Vielzahl von Lagerkanälen des Magazins ein Bearbeitungsmodul aufnimmt, wobei sowohl das Bearbeitungsmodul als auch das Haltemodul Lagerelemente aufweisen, die gegenseitig in Eingriff gebracht werden können, um ein Bearbeitungsmodul wiederholbar an dem Haltemodul anzuordnen; wobei die Vorrichtung auch einen freiggebbaren Verriegelungsmechanismus umfasst, der zusammenwirkende Untermechanismen an den Bearbeitungs- und Haltemodulen umfasst, die dazu dienen, die Lagerelemente in gegenseitigem Eingriff zu halten, wobei ein Verriegeln und Entriegeln des Verriegelungsmechanismus durch Verriegelungs- und Entriegelungsbewegungen zumindest eines Teils von einem der Untermechanismen zwischen zwei Positionen ausgeführt wird; wobei die Verriegelungs-/Entriegelungsbewegungen durch die Bewegung von einem der Lagerkanäle bezüglich der Grundanordnung zusammen mit dem Haltemodul bezüglich eines Teils der Maschine betätigbar sind, an dem das Magazin angeordnet ist, während eines der Haltemodule an den einen der Lagerkanäle angedockt ist, um einen Wechselvorgang ausführen zu können.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Betätigungselement an der Lageraufnahme angeordnet, und das Betätigungselement kann mit einem der Nebenmechanismen in Eingriff gebracht werden, um die Verriegelungsbewegung zwischen zwei Positionen zu betätigen. Eine Relativbewegung zwischen der Lageraufnahme und einer Trägeranordnung des Magazins, auf dem die Lageraufnahme befestigt ist, treibt eine Bewegung des Betätigungselements an, um eine solche Betätigung zu erreichen.
Bei einer alternativen Ausführungsform steht während ihrer relativen Bewegung ein Betätigungselement an dem Haltemodul in Wechselwirkung mit einem Merkmal an der Trägeranordnung, um die Verriegelungsbewegung zwischen den beiden Positionen anzutreiben.
Die Nebenmechanismen des Verriegelungsmechanismus können einzelne Komponenten sein oder können gleichermaßen eine komplexere Beschaffenheit aufweisen und durch eine Bewegung von einem oder mehreren Teilen derselben betätigbar sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform findet sowohl das Verriegeln als auch das Entriegeln der Betätigungs- und Haltemodule aufgrund der Bewegung der Lageraufnahme und des Haltemoduls relativ zu der Maschine statt.
Die Beschaffenheit des Bearbeitungsmoduls wird durch den Typ der Maschine bestimmt, an dem die Vorrichtung verwendet werden soll, und kann beispielsweise ein Berührungstaster oder ein Tastereinsatz für einen derartigen Taster, ein kontaktloser Inspektionstaster, ein Umgebungssensor, ein Schweißarm oder ein Schneidewerkzeug sein.
Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Koordinatenpositionierungsmaschine, wie beansprucht.
Nachfolgend wird nur beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Lagermagazins gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungsmoduls in Position an einem Haltemodul während eines Wechselvorgangs ist;
3 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Haltemoduls während des Wechselvorgangs von 2 ist;
4a und 4b perspektivische Ansichten eines Bearbeitungsmoduls sind;
5 eine perspektivische Vorderansicht einer einzelnen Lageraufnahme des Magazins von 1 ist;
6 eine rückwärtige perspektivische Ansicht der Lageraufnahme von 5 ist;
7a und 7b perspektivische Vorder- und Rückansichten einer Nebenbaugruppe der Lageraufnahme der 5 und 6 sind;
8 ein Aufriss von hinten entsprechend der perspektivischen Ansicht von 6 ist;
9 eine perspektivische Rückansicht des Bearbeitungsmoduls und des Haltemoduls ist, die in 2 gezeigt sind; und
10 eine perspektivische Rückansicht (gleichwertig zu 6) einer Abwandlung der Lageraufnahme der 1 bis 9 ist.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Magazin, das in einem Arbeitsbereich einer Koordinatenmessmaschine gehalten ist, eine Grundanordnung, die durch eine quadratische Befestigungsplatte 10 vorgesehen wird, die eine stranggepresste Säule 12 trägt und auf der eine Trägerplatte 14 in einer vertikal einstellbaren Position befestigt ist. An der Grundanordnung an der Trägerplatte 14 sind ein Paar Lagerkanäle 20 befestigt. Jeder der Lagerkanäle hält ein Bearbeitungsmodul 30. Bei dem vorliegenden Beispiel umfasst das Bearbeitungsmodul 30A einen Befestigungsadapter 32, an dem über einen Verlängerungsstab 36 ein Berührungsauslösetaster 34 getragen ist. Das Bearbeitungsmodul 30B umfasst einen Befestigungsadapter 32, mit dem ein Analogtaster 38 verbunden ist.
Wie in 2 und 2a gezeigt ist, ist jedes der Bearbeitungsmodule 30 in einer Lageraufnahme 20 gehalten, so dass ein Haltemodul 40, das an dem Arm der Koordinatenmessmaschine getragen ist, ein Bearbeitungsmodul gegen ein anderes austauschen kann. Bei diesem Beispiel ist das Haltemodul 40 ein über zwei Achsen gelenkig betätigbarer Tastkopf mit seriell befestigten Drehachsenelementen 42, 44, die eine Orientierung um Drehachsen Q bzw. R vorsehen.
In den 3 und 4 ist gezeigt, dass ein Bearbeitungsmodul 30 wiederholbar auf dem Haltemodul 40 durch den Eingriff von Lagerelementen in der Form von drei Kugeln 50 an dem Haltemodul angeordnet wird, wobei weitere Lagerelemente in der Form von Paaren von gegenseitig konvergenten Flächen vorgesehen sind, die durch drei entsprechend positionierte Paare von Kugeln 52 vorgesehen werden, die an dem Adapter 32 des Bearbeitungsmoduls 30 angeordnet sind. Jedes Bearbeitungsmodul 30 ist somit kinematisch an dem Haltemodul 40 gelagert. Eine freigebbare Halterung eines Bearbeitungsmoduls 30 auf dem Haltemodul 40 wird durch einen Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus mit zwei Nebenmechanismen bewirkt: einen an dem Haltemodul in der Form eines Zapfens 60 mit Kugelende, und einen an dem Adapter 32 mit der Form einer Nocke 62. Ein Eingriff des Zapfens 60 mit Kugelende an dem Haltemodul in den zentralen Schlitz der drehbaren Nocke 62 an dem Adapter 32 des Bearbeitungsmoduls 30 und eine nachfolgende Drehung der Nocke 62 hat zur Wirkung, dass eine Zugkraft auf den Zapfen 60 ausgeübt wird, die zur Folge hat, dass die Kugeln 50, 52 in Eingriff kommen, wodurch das Bearbeitungsmodul 30 mit dem Haltemodul 40 verriegelt wird. Alternativ dazu besitzt eine Drehung der Nocke 62 in der Umkehrrichtung die Wirkung, dass die vorher erwähnte Zugkraft freigegeben wird und dadurch die Bearbeitungs- und Haltemodule 30, 40 entriegelt werden. Es ist eine drehbare Nocke 62 mit einem Hebel 70 verbunden, wobei es durch Drehung dieses Hebels 70 entweder manuell oder automatisch möglich ist, die Bearbeitungs- und Haltemodule 30, 40 zu koppeln bzw. zu entkoppeln.
Wie in den 5–8 gezeigt ist, umfasst jede Lageraufnahme drei relativ bewegbare Elemente: einen Wagen 100, ein kastenförmiges Gehäuse 110 und eine Nebenbaugruppe (siehe besonders 7a und 7b) bestehend aus einem Grundelement 120 und einem U-förmigen Lageraufnahmeelement 122, das an dem Grundelement fixiert befestigt ist. Eine schwenkbare Staubabdeckung 124 verhindert eine Verschmutzung der Lagerelemente und der Verriegelungs-/Entriegelungs-Nebenmechanismen an dem Bearbeitungsmodul 30, wenn es in dem Magazin untergebracht ist. Zusätzlich umfasst die Baugruppe ein Paar länglicher Anordnungsstifte 126, die ein Bearbeitungsmodul 30 an der Stelle halten, wie auch das vorher erwähnte Schraubendreherelement 80. Der Wagen 100 wie auch das kastenförmige Gehäuse 110 sind bezüglich zueinander aufgrund der Befestigung des Wagens 100 auf einem Paar paralleler Laufbahnen 130, die starr mit dem Gehäuse 110 verbunden sind, in einer Richtung von Pfeil Z bewegbar. Diese Laufbahnen stehen an den Orten, die durch ihre Haltebolzen 132 angegeben sind, in Eingriff mit drei Rollenelementen auf dem Wagen 100. Die Baugruppe ist an dem kastenförmigen Gehäuse 110 über eine Anordnung aus parallelen Blattfedern befestigt, die ein erstes Paar Blattfedern 142 umfasst, die mit dem Grundelement 120 der Baugruppe verbunden sind, und ein zweites Paar Blattfedern 144 umfasst, die mit einem Befestigungsblock 150 verbunden sind, der starr mit dem kastenförmigen Gehäuse 110 ausgebildet ist, wobei die Paare von Blattfedern 142, 144 miteinander durch ein Paar starrer paralleler Platten 152 verbunden sind. Die Baugruppe kann aufgrund der Blattfedern 142, 144 eine lineare Bewegung relativ zu dem kastenförmigen Gehäuse in der Richtung des Abstandes der parallelen Laufbahnen 130, auf denen der Wagen 100 angebracht ist, ausführen. Im Gebrauch ist die Lageraufnahme 20 an der Trägerplatte 14 des Magazins über den Wagen 100 befestigt, d. h. der Wagen 100 ist effektiv an der starren Trägerplatte 14 des Magazins angebracht.
Der Wagen 100 umfasst ein Paar Stützpfosten 160, 162, an denen jeweils ein Paar von Seilen 170, 172 verankert ist. Die entfernten Enden der Seile 170, 172 sind über Federn 180 bzw. 182 zur Verankerung von Bolzen 190, 192 verbunden, die an dem drehbaren Kurbelhebel 82 vorgesehen sind. Eine Linearbewegung des kastenförmigen Gehäuses 110 und der Baugruppe relativ zu dem Wagen 100 in der Richtung des Pfeils Z, wie durch die Laufbahnen 130 und Rollen zugelassen wird, bewirkt somit aufgrund der Verbindung der Seile 170, 172 zwischen dem Wagen 100 und dem Kurbelhebel 82 eine Drehung des Kurbelhebels 82 (und daher des Schraubendreherelementes 80). Diese Linearbewegung wird durch eine entsprechende Linearbewegung des Haltemoduls 40 betätigt, wenn das Modul 40 im Verlaufe eines Wechselvorgangs an einer Lageraufnahme 20 angedockt bzw. gekoppelt wird (siehe beispielsweise 2 und 9). Während einer solchen Linearbewegung liegt das Haltemodul an einer eines Paars von auswärts vorragenden, vertikal beabstandeten Backen 200 an, die starr mit dem kastenförmigen Gehäuse 110 verbunden sind.
Um eine unbeabsichtigte relative Linearbewegung zu verhindern, ist ein Freigabemechanismus vorgesehen, der das kastenförmige Gehäuse und die Baugruppe in eine von zwei vertikal verschobenen Positionen bezüglich des Wagens 100 sperrt. Eine von diesen entspricht einer Drehverstellung der Kurbelhebels 82 (und daher des Schraubendreherelements 80), ein der das Bearbeitungsmodul 30 mit dem Haltemodul 40 in Eingriff tritt, und die andere entspricht der, an der das Bearbeitungsmodul 30 von einem Haltemodul 40 ausgerückt wird. Wie in den 6 und 8 gezeigt ist, umfasst ein Freigabemechanismus, der dieses Sperren vorsieht, ein Paar von vertikal beabstandeten Anordnungslaschen 220A, B, die an der Rückeite des Grundelements 120 der Baugruppe befestigt sind. In der oberen gesperrten Position der Lageraufnahme (damit ist gemeint, wenn der Wagen 100 sich bezüglich dazu in seiner untersten Stellung befindet, wie in 8 gezeigt ist) sitzen die Anordnungslaschen 220B in einer Ausnehmung 240B in dem Wagen 100. In der unteren gesperrten Position der Lageraufnahme sitzen die Anordnungslaschen 220A in der Ausnehmung 240A in dem Wagen 100. Ein Eingriff und ein Ausrücken der entsprechenden Anordnungslaschen 220 mit den Ausnehmungen 240 wird durch eine kleine Linearbewegung der Baugruppe, wie durch die Anordnung 140 aus parallelen Blattfedern zugelassen ist, bezüglich des kastenförmigen Gehäuses 110 ermöglicht. Sobald die jeweilige Lasche 220A, B von ihrer entsprechenden Ausnehmung 240A, B ausgerückt wird, können sich das kastenförmige Gehäuse 110 und die Baugruppe frei zusammen in einer vertikalen Richtung bezüglich des Wagens 100 bewegen, wodurch ein Verriegeln und Entriegeln eines Bearbeitungsmoduls 30 und des Haltemoduls 40 bewirkt wird.
In den 2 und 3 ist die Bewegung des Haltemoduls 40 während des Verlaufs des Kupplungsvorgangs gezeigt. Zunächst nähert sich das Haltemodul der Lageraufnahme in einer Richtung parallel zu der Q-Achse des Tasterkopfes, was das Haltemodul d. h. entlang eines Pfades AB in 3 vorsieht. Während der Bewegung des Haltemoduls entlang dieses Pfades bewirkt der Eingriff des Haltemoduls mit der Staubabdeckung 124, dass die Staubabdeckung 124 aus dem Weg wegschwenkt und die Kupplungsseite des Bearbeitungsmoduls 30 freigelegt wird. Das Haltemodul 40 wird anschließend entlang eines horizontalen Pfades, der in 3 als BC gezeigt ist und in der Richtung der R-Achse von 2 verläuft, angetrieben. Während der Bewegung des Haltemoduls 40 entlang dieses Pfades kommt das Haltemodul 40 in Kontakt mit dem Bearbeitungsmodul 30, wobei eine fortgesetzte Bewegung des Haltemoduls 40 entlang des Pfades nach einem solchen Kontakt eine Betätigung des Freigabemechanismus durch Ausrücken der Lasche 220B von ihrem entsprechenden Schlitz 240B bewirkt. Infolge dessen kann das Haltemodul sich dann vertikal aufwärts in der Z-Richtung entlang des Pfades CD in 3 bewegen. Da das Haltemodul 40 nun in der Lageraufnahme angedockt ist und mit den Backen 200 in Kontakt steht, bewegt sich das kastenförmige Gehäuse 110 und die Baugruppe auch bezüglich des Wagens 100 und der Trägerplatte 14 des Magazins entlang des Pfades CD, worauf sich als Folge dessen daraufhin der Kurbelhebel 82 und Schraubendreher 80 drehen, was eine entsprechende Rotation der Nocke 62 an dem Bearbeitungsmodul 30 und dadurch eine Verriegelung des Bearbeitungsmodus 30 und des Haltemoduls 40 zur Folge hat. Das Haltemodul wird dann entlang des Pfades DE bewegt, wodurch ein Eingriff der Lasche 220A mit dem Schlitz 240A erlaubt wird und damit die Lageraufnahme in ihrer neuen vertikalen Verstellung gesperrt wird. Wenn das Haltemodul aus der Lageraufnahme entlang EF austritt, schließt sich die schwenkbare Schmutzabdeckung 124.
Die Anordnungslaschen sind an dem Grundelement 120 der Baugruppe über relativ flexible Stangen 250 befestigt. Dies erlaubt einen kleinen Grad an Elastizität bzw. Nachgiebigkeit zwischen dem Wagen 100 und dem kastenförmigen Gehäuse 110 und der Baugruppe, wenn die Laschen 220A, B mit den Schlitzen 240A, B in Eingriff stehen. Eine derartige Elastizität lässt eine kleinere Toleranz in dem Pfad des Haltemoduls 40 (und somit dem Arm der Maschine) während eines Wechselvorgangs zu.
In 10 ist eine abgewandelte Form einer Lageraufnahme gezeigt, die ein abgewandeltes Profil eines Kurbelhebels 382 umfasst, um eine effizientere Anwendung von Drehmoment auf den Schraubendreher 80 für den Zweck vorzusehen, die Nocke 82 zu drehen, um die Module miteinander zu verriegeln. Diese Abwandlung sieht auch eine Vorspannung auf die Lageraufnahme vor, um die Wirkung der Schwerkraft zu kompensieren: es ist eine Schraubenfeder 100 an der Lageraufnahme an einem Ort befestigt, die in 10 durch den Wagen 410 verborgen ist und eine Translationsvorspannkraft auf den Wagen 410 über eine Spindel 420 und ein Vorspannseil 440 ausübt (vorgesehen, um eine im Wesentlichen konstante Vorspannkraft mit einer Verstellung des Wagens 410 zu erzeugen).
Die gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besitzen alle mechanische Verriegelungsmechanismen, die die Lagerelemente in gegenseitigen Eingriff ziehen. Alternative Mechanismen sind möglich. Beispielsweise kann ein Elektromagnet an dem Bearbeitungsmodul angeregt wer den, um ein Verriegeln der Bearbeitungs- und Haltemodule durch das Schalten von elektrischem Strom an ein Paar elektrischer Anschlüsse an dem Haltemodul vorzusehen. Das Schalten wird durch die Bewegung der Lageraufnahme und/oder des Haltemoduls relativ zu der Trägerstruktur des Magazins betätigt. Alternativ dazu können dauerhaft magnetisierte Anordnungen an den Bearbeitungs- und Haltemodulen so orientiert werden, dass sie sich durch eine solche Relativbewegung aneinander anziehen oder einander abstoßen (wodurch Lagerelemente in Eingriff gesperrt oder entsperrt werden).

Claims

Magazin zur Lagerung eines Bearbeitungsmoduls, wobei das Magazin umfasst: einer Lageraufnahme (20) zur Befestigung an einer Grundanordnung (10, 12, 14), die ein Bearbeitungsmodul (30) zur Verwendung mit einer Koordinatenpositionierungsmaschine lagern kann, wobei die Lageraufnahme umfasst: ein Aufnahmeelement (122) zur Aufnahme eines Bearbeitungsmoduls (30) mit einem Betätigungselement (80), um ein Verriegeln eines Moduls an der Maschine oder ein Entriegeln eines Moduls von der Maschine zu bewirken, wobei das Betätigungselement (80) zwischen einer ersten und zweiten Position bewegbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (122) an der Grundanordnung (10, 12, 14) auf eine Weise befestigbar ist, die eine Relativbewegung des Aufnahmeelementes (122) und der Grundanordnung (10, 12, 14) zulässt, wobei die relative Bewegung durch die Bewegung eines bewegbaren Teils der Maschine (40) erzeugbar ist und die Verriegelungs- oder Entriegelungsbewegung des Betätigungselementes (80) zwischen der ersten und zweiten Position bewirkt.
Magazin nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeelement relativ zu der Grundanordnung linear bewegbar ist.
Magazin nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verriegelungs- oder Entriegelungsbewegung des Betätigungselementes eine Drehung zwischen der ersten und zweiten Position ist.
Magazin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Vielzahl von Lagerkanälen (20), die jeweils ein Bearbeitungsmodul (30) unterbringen können.
Magazin nach Anspruch 4, ferner mit einem Freigabemechanismus (142, 144, 152, 220, 240), der dazu dient, die Relativbewegung der Lageraufnahme und der Grundanordnung, die das Betätigungselement bewegt, zuzulassen und zu verhindern.
Magazin nach Anspruch 5, wobei der Freigabemechanismus so betätigt werden kann, um die Relativbewegung der Aufnahme und der Grundanordnung, die das Betätigungselement bewegt, mittels einer weiteren und getrennten Freigabebewegung zumindest eines Teils der Lageraufnahme relativ zu der Grundanordnung zuzulassen.
Magazin nach Anspruch 6, wobei die Relativbewegung der Lageraufnahme und der Grundanordnung, die das Betätigungselement bewegt, eine Linearbewegung entlang einer ersten Richtung ist, und die Freigabebewegung eine Bewegung entlang einer zweiten Richtung ist, die zu der ersten Richtung quer angeordnet ist.
Vorrichtung zum Austausch von Bearbeitungsmodulen (30) an einer Koordinatenpositionierungsmaschine, wobei die Vorrichtung ein Magazin nach Anspruch 4 und ein Haltemodul (40) umfasst, die jeweils an relativ bewegbaren Teilen der Maschine angeordnet sind; wobei zumindest einer der Vielzahl von Lagerkanälen des Magazins (20) ein Bearbeitungsmodul (30) aufnimmt, wobei sowohl das Bearbeitungs- als auch Haltemodul (30, 40) Lagerelemente (50, 52) aufweisen, die gegenseitig in Eingriff gebracht werden können, um ein Bearbeitungsmodul wiederholbar an dem Haltemodul anzuordnen; wobei die Vorrichtung auch einen freiggebbaren Verriegelungsmechanismus umfasst, der zusammenwirkende Untermechanismen (60, 62) an den Bearbeitungs- und Haltemodulen umfasst, die dazu dienen, die Lagerelemente in gegenseitigem Eingriff zu halten, wobei ein Verriegeln und Entriegeln des Verriegelungsmechanismus durch Verriegelungs- und Entriegelungsbewegungen zumindest eines Teils (62) von einem der Untermechanismen zwischen zwei Positionen ausgeführt wird; wobei die Verriegelungs-/Entriegelungsbewegungen durch die Bewegung von einem der Lagerkanäle (20) bezüglich der Grundanordnung zusammen mit dem Haltemodul (40) bezüglich eines Teils der Maschine betätigbar sind, an dem das Magazin (10, 12, 14, 20) angeordnet ist, während eines der Haltemodule an den einen der Lagerkanäle angedockt ist, um einen Wechselvorgang ausführen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Bewegung des Betätigungselementes durch Bewegung des Haltemoduls und/oder der Lageraufnahme bezüglich des Teils der Maschine, an dem das Magazin befestigt ist, angetrieben wird, und wobei während der Relativbewegung das Betätigungselement mit dem einen der Nebenmechanismen in Eingriff bringbar ist, um eine Verriegelungsbewegung zwischen den beiden Positionen zu bewirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei ein Teil des einen Nebenmechanismus (62) zwischen den beiden Positionen bewegbar ist, um eine mechanische Wechselwirkung der Nebenmechanismen zu betätigen, wodurch die Trägerelemente in gegenseitigen Eingriff verriegelt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Teil des einen Nebenmechanismus zwischen den beiden Positionen bewegbar ist, um eine elektrische, elektromagnetische oder magnetische Wechselwirkung der Nebenmechanismen zu betätigen, wodurch die Trägerelemente in gegenseitigen Eingriff verriegelt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Magazin eine Grundanordnung (10, 12, 14) aufweist, die an der Maschine befestigt ist, und die Lageraufnahme (20) bewegbar an der Grundanordnung befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lageraufnahme bezüglich der Grundanordnung linear bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, ferner mit einem Freigabemechanismus (142, 144, 152, 220, 240), der dazu dient, die Relativbewegung zuzulassen und zu verhindern, die das Betätigungselement antreibt, um die Bearbeitungs- und Haltemodule zu verriegeln oder zu entriegeln.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wenn abhängig von Anspruch 10 oder 11, wobei der Freigabemechanismus mittels einer weiteren und getrennten Freigabebewegung (B, C; D, E) zumindest eines Teils (120) der Lageraufnahme bezüglich der Grundanordnung betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Relativbewegung, die das Betätigungselement antreibt, entlang einer ersten Richtung (C, D) erfolgt, und die Freigabebewegung, die den Freigabemechanismus betätigt, entlang einer zweiten Richtung (B, C; D, E), die quer zu der ersten Richtung liegt, erfolgt.
Verfahren zum Betrieb einer Koordinatenpositionierungsmaschine, die eine Vorrichtung umfasst, die ein Haltemodul (40) und ein Magazin, das auf relativ bewegbaren Teilen der Maschine gelagert ist, aufweist, wobei das Magazin eine Vielzahl von Lagerkanälen (20) besitzt, von denen jeder ein Bearbeitungsmodul (30) aufnimmt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: die Maschine betätigt wird, um das Haltemodul (40) an der Lageraufnahme (20) anzudocken; die Maschine betätigt wird, um die Lageraufnahme (20) und das Haltemodul (40) simultan bezüglich des Teils der Maschine, an dem das Magazin angeordnet ist, zu bewegen und damit das Haltemodul (40) und das Bearbeitungsmodul (30) miteinander zu verriegeln; und wenn die Bearbeitungs- und Haltemodule miteinander verriegelt sind, die Maschine betätigt wird, um das Haltemodul (40) von der Lageraufnahme (20) abzudocken; dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Lageraufnahme (20) und des Haltemoduls (40) relativ zu dem Teil der Maschine, auf dem das Magazin angeordnet ist, dazu verwendet wird, um einen Mechanismus zu betätigen, der das Bearbeitungsmodul (30) und das Haltemodul (40) miteinander verriegelt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die gleichzeitige Bewegung des Haltemoduls (40) oder der Lageraufnahme (20) und der Trägeranordnung umfasst: eine gleichzeitige Freigabebewegung in einer ersten Richtung, die anschließend eine nachfolgende simultane Betätigungsbewegung in einer zweiten Richtung ermöglicht, der ihrerseits eine simultane Bewegung in einer Richtung folgt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, um eine weitere ungewollte Betätigungsbewegung zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Bearbeitungs- oder Haltemodule mechanisch miteinander verriegelt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Bearbeitungs- und Haltemodule elektrisch, magnetisch oder elektromagnetisch miteinander verriegelt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine relative Bewegung der Lageraufnahme und des Teils der Maschine, auf dem das Magazin angeordnet ist, das Verriegeln der Bearbeitungs- und Haltemodule betätigt.