JP2000503118A - 少なくとも一つの運動ユニットを備えた、数値制御式製造装置、操作装置または測定装置のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による装置は運動ユニット（３）を有している。運動ユニット（３）は、３個の位置調整装置（１）を介して台（２）に枢着されている。位置調整装置（１）は、連結部材（４，６）を介して運動ユニット（３）に対して且つ台（２）に対して回動可能であり、運動ユニット（３）が静止位置にあるとき、および軌道運動を行っているときに常に所定の引張り荷重のもとにある。これにより運動ユニット（３）は大きな静力学的及び運動力学的剛性を有するとともに、連結部材（４，６）にリターンクリアランスがないために線形的な軌道運動特性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも一つの運動ユニットを備えた装置 本発明は、請求項１の前提概念に記載の、少なくとも一つの運動ユニットを備 えた装置に関するものである。 数値的に軌道制御される製造機のための装置は知られている。この装置は５軸 加工に適しており、或いは、工作物または対象物に対して相対的に工具または測 定装置を空間的に位置決めするために適している。通常の機械概念によれば、特 に直線運動に対しては、これに必要な構成、たとえば送り要素群のデカルト軸配 置構成が採用される。今日の製造機は機械的基本構成や機械運動学からかけ離れ た高度に発達した機械概念に対応しており、その有効性はすでに実証されている 。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における製造機の各自由度に対し、従来では 軸要素群の構成を異ならせて、直線送り運動に適合させていた。個々の軸要素群 の剛性は使用される機械要素及び駆動要素並びに型式に依存して異なっているの が通常である。機械の運動力学系が開いているので、動力伝達系の中にあるすべ ての機械要素が原因して撓みや変形が発生する。従って機械全体の剛性はそのも っとも弱い機械要素の剛性以下である。このため、大きな剛性を持つよう設計さ れる加工機の場合には対応的に機械要素の横断面が大きくなり、移動質量が大き くなる。 通常の５軸機械の欠点は、製造公差を越えた場合に始動及び調整の際の設定過 程及び心出し過程のために時間がかかること、そして基本的には手動で行わねば ならないことである。デカルト軸構成の機械の場合Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方 向の誤差は制御技術的に補正でき、或いはコントローラの調整により補正できる が、角度誤差（ヨーイング、ピッチング、ローリング）の場合には、位置調整ま たは後調整により機械の幾何学的構成の補正を時間をかけて手動でしか行うこと ができない。 このような製造装置及び測定装置に対する従来の概念に対し、閉じたバー形リ ンク運動系を用いて工具または測定装置を工作物または対象物に対し相対的に位 置決めするための新規な概念が提案された。これには三脚をベースにしたもの（ 欧州特許公告第０２０２２０６号公報）と、六脚をベースにしたもの（米国特許 第５４０１１２８号公報、ＷＯ９２／１７３１３Ａ１、米国特許第５３８８９３ ５号公報、欧州特許公開第０５８９５６５号公報、米国特許第５３９２６６３号 公報、欧州特許公告第０５３４５８５号公報）とがある。六脚型の機械の改良に より、慣用的な機械概念のものに比べて決定的な利点を持つ製造機が得られる。 たとえば低コストの製造、種々の構成要素の使用数が少ないこと、組み立て及び 調整が簡単なこと、ソフトウェアを用いて幾何学的構成の創生と補正ができるこ とが利点としてあげられる。しかしながら、軌道運動が直線運動である時もすべ ての軸を 同時に調整しなければならないので、制御及び調整にいっそうのコストを要する のが欠点である。また工作機械、測定機械、組み立て機械の場合には、周辺ユニ ットに大きなコストをかけないと、工具または工作物の自動交換及び工作物の供 給、工作物の固定を自動化できないのが欠点である。従って設備コストがどうし ても高くなる。六脚型機械は運動の自由度が多いので、コストを要する工具交換 機構を設けないで済み、その代わりにピックアップシステムが用いられる。 公知の三脚型及び六脚型機械及び製造機の場合、支柱の配置構成により支柱に 引張り荷重と圧縮荷重の交番荷重が生じる。支柱は、任意の支柱の長さを変化さ せることによりプラットホームを定置のベースに対して移動させるためのもので ある。したがって、支柱の両端に連結要素として配置されている連結部材の構成 が複雑になり精密に製造される必要がある。この装置の場合、負荷の逆転時に剛 性特性に非線形性が発生する。また、特に圧縮荷重がかかると支柱が力学的に不 安定になることが観察される。さらに、剛性を整合させるために運動ユニットに プレストレスをかけることも不可能である。この新規な機械概念を製造分野に適 用して高精度の製造機を得るためには、剛性が大きいことと伝動特性が線形的で あることが基本的な前提であるが、これは重要な特性であり、結局は市場を左右 する決定的な特性である。 本発明の課題は、大きな剛性と線形的な伝動特性が保 証されるようにこの種の装置を構成することである。 この課題は、この種の装置において、請求項１の特徴部分により解決される。 本発明による装置では、位置調整装置は長手方向に適宜算出され調整された量 だけ短縮することにより所定の引張り荷重のもとにある。したがって運動ユニッ トは大きな静力学的及び動力学的剛性を有し、また連結部材にリターンクリアラ ンスがないために線形的な軌道運動特性を有している。このことは直接、加工さ れる工作物の高い輪郭精度に影響する。また、プレストレスを適宜選定すること により機械的な運動システムを従来実現できなかった程度に動力学的に整合させ ることができるので、たとえばがたつきのような切削加工時の動力学的不安定を 、プレストレスを変化させることにより抑制することができる。構造的には、主 方向において小さな交番荷重力を受けるので、構成が極めて簡潔な連結部材を設 ければよい。本発明による装置は鉛直方向の配置、または水平方向の配置でもよ く、またこれらの配置構成を組み合わせて複数の加工ユニットにまとめてもよい ので、搬送経路、フレキシブルな製造システム（ＦＦＳ）、製造アイランドを形 成させることができる。さらに組み立て用のマニピュレータニット、及び個別の 測定装置または組み合わせ型の測定装置を構築することもできる。 本発明による装置は製造、操作、マニピューレーションに適用でき、また測定 装置等として使用することがで きる。 次に、図面に図示したいくつかの実施形態に関し本発明をより詳細に説明する 。 図１は 本発明による装置の斜視図である。 図２は 図１の装置の位置調整装置と連結部材とベース体の斜視図である。 図３は 本発明による装置の位置調整装置と連結部材とベース体の平面図であ る。 図４は 本発明による装置の位置調整装置と連結部材とベース体の側面図であ る。 図５は 加工ユニット及び操作ユニットとして形成された本発明による２個の 装置の斜視図である。 図６と図７は それぞれ本発明による装置の第２実施形態の図３と図４に対応する図 である。 図８は ベース体が工具用の接続器を有している、図１ないし図４の装置の側 面図である。 図９は 本発明による装置の他の実施形態における位置調整装置、連結部材、 ベース体の側面図である。 図１０は 図９の装置の斜視図である。 図１１は 本発明による装置のフレーム代の展開図である。 図１２は 図１１のフレーム台を、本発明による装置の一部分として取付け状態 で示した図である。 図１３は 本発明による装置の他の実施形態を示す図である。 図１４は 駆動装置を備えた本発明による装置の連結部材を示す図である。 図１５ないし図２３は それぞれ本発明による装置の変形実施形態を示す図である。 図２４は 本発明による装置の他の実施形態の平面図である。 図２５は 本発明による装置の他の実施形態の斜視図である。 図２６は 図２５の装置を測定装置とともに図示した斜視図である。 図１ないし図４に図示した装置は工作機械として構成されている。この装置は フレーム台２を有し、該フレーム台２には連結部材６を介して位置調整装置１が 支持されている。位置調整装置１は別の連結部材４（図１と図２）を介して、運 動ユニットを形成しているベース体３に連結されている。図示した実施形態の場 合装置は６個の位置調整装置１を有している。位置調整装置１はそれぞれ駆動装 置２７を備えている。駆動装置２７は機械的駆動装置、電子機械的駆動装置、液 圧式駆動装置または空気圧式駆動装置として構成することができ、ベース体３の 後述する調整運動を生じさせる。ベース体３はスピンドルユニットのスピンドル 主駆動装置２０を備え、こ のスピンドル主駆動装置２０により工具１４を駆動させることができる。駆動装 置２７は、操作盤３６（図１）により操作できる制御装置に接続されているのが 有利である。操作盤３６はフレーム台２の外側の、容易に接近できる位置に設け られている。 図１ないし図４に図示した実施形態の場合、フレーム台２は土台上に適宜固定 されている垂直な柱１１により担持される。柱１１は担持体１２のアームの自由 端に設けられている。担持体１２は、互いに１２０°の角度で位置するように土 台上に載置されている３個のアームを有している。柱１１と担持体１２とは本発 明による装置の台構成要素を形成している。担持体１２上には中央に工作物取付 けテーブル１３が支持されている。 図２は、フレーム台２と台構成要素１１、１２を省略して図示した装置を示す 。位置調整装置１は、その連結部材４を介して、周側に配分して設けられた動力 導入個所においてベース体３に連結されている。連結部材４はたとえば簡単な球 要素またはカルダン継ぎ手である。ベース体３に設けた動力導入個所は、ベース 体３の第１の仮想連結面５を形成している。付属の位置調整装置１は、仮想の正 四面体の側面に沿って、周側に配分して配置されているフレーム台２の動力導入 個所に設けられた対応する連結部材６まで延びている。連結部材６はフレーム台 ２の第１の仮想連結面７を形成している。これらの連結部材６もたとえば簡単な 球要素またはカルダン継ぎ手 である。連結面５と７に付設されている位置調整装置１の連結部材４と６は互い に１２０°の周角で位置している。これらの位置調整装置１は、図２の図示では 、その連結部材４から斜め下方へ延びている。 本発明による装置は、さらに別の３個の位置調整装置１を有している。これら の位置調整装置１もその連結部材４を介して、周側に配分されて設けられている 動力導入個所においてベース体３に連結されている。これらの動力導入個所は、 ベース体３の第２の仮想連結面８を形成している。この第２の仮想連結面８は、 ベース体３の第１の仮想連結面５に対して一定の間隔で配置されている。位置調 整装置１は、別の仮想の正四面体の側面に沿って、周側に配分して配置されたフ レーム台２の動力導入個所に設けられている連結部材６まで延びている。連結部 材６は、第１の仮想連結面７に対して一定の間隔で配置されている、フレーム台 ２の第２の仮想連結面９を形成している。ベース体３の第２の仮想連結面８とフ レーム台２の第２の仮想連結面９とは、第１の仮想連結面５と７に対してベース 体３の主軸線１０のまわりに回動している。これにより、位置調整装置１同士の 衝突またはベース体３との衝突が阻止される。 第２の仮想連結面８、９に付設されている位置調整装置１は、その連結部材４ から図２において斜め上方へ延びている。これらの位置調整装置１の連結部材４ 、６は互いに１２０°の角度間隔で位置している。 ベース体３は、工具１４を回転駆動させるように組み込まれたスピンドルユニ ット（図示せず）を備えている。 図１に示すように、位置調整装置は駆動装置２７がフレーム台２の外側に配置 されるようにフレーム台２で支持されている。ベース体３はフレーム台２の内側 の領域にある。位置調整装置１はそれぞれ連結棒３７（図１４）を有している。 連結棒３７は自由端に連結部材４を有しており、駆動装置２７によりその長手方 向に移動することができる。連結棒３７は、位置調整装置１をフレーム台２で支 持させている連結部材６を貫通するように延びている。駆動装置２７は、位置調 整装置１を制御装置に接続させている接続部材３８を有している。駆動装置２７ を操作することにより連結棒３７は所望の方向に移動する。図１ないし図４に図 示した実施形態の場合、制御装置を介して位置調整装置１はベース体３が所望の 位置に調整されるように制御される。それぞれの位置調整装置１は、ベース体３ に対してこれら個々の位置調整装置１が自由に回動運動できるように連結部材４ を介してベース体３に枢着されている。連結部材４に対して間隔を持って設けら れ且つそれぞれの位置調整装置１の連結棒３７が貫通している連結部材６により 、それぞれの位置調整装置１はフレーム台２に対して自由に回動運動することが できる。このように各位置調整装置１の連結棒３７を適宜位置調整することによ りベース体３はフレーム台２に対して自在に回動することができる。 位置調整装置１とフレーム台２およびベース体３との連結部は、静止位置の場 合およびフレーム台２の内側でのベース体３の軌道運動の場合位置調整装置１が 長手方向に伸縮することにより（その大きさは適宜算出されて設定される）常に 所定の引張り荷重のもとにあるように配置されている。上記伸縮運動は、駆動装 置２７により連結棒３７を駆動装置２７に対して所望の方向へ相対的に移動させ ることにより達成される。これによりベース体３は、大きな静力学的および運動 力学的剛性を有すると共に、連結部材４、６に軸線方向のリターンクリアランス がないことにより線形的な軌道運動特性を有している。このようにして、荷重力 が作用していてもベース体３の空間的に正確な軌道運動を可能にさせるような最 適な機械構造が得られる。このことは回転している工具に対しても、ベース体３ に設けられる作用要素に対してもいえる。 位置調整装置１を用いるとベース体３を特定の状態および位置に調整できるば かりでなく、所望の軌道に沿って正確に運動させることもできる。図１ないし図 ４に図示した実施形態では６個の位置調整装置１が設けられ、所望の運動および 位置を最適に達成することができる。簡潔な構成の場合には３個の位置調整装置 だけが設けられる。連結部材６が簡単な玉継ぎ手またはカルダン継ぎ手として形 成されるので、ベース体の調整の間位置調整装置１はフレーム台２に対して相対 的に所望の方向に移 動することができる。位置調整装置１の駆動装置２７はフレーム台２に対してそ の軸線方向に位置調整不能であるが、連結部材６が設けられているためにフレー ム台２に対して相対的に必要方向に回動することができる。 ベース体３の両連結面５、８の付設関係およびフレーム台２の両連結面７、９ の付設関係は、剛性を決定する距離が公知の構造系統的解決法により得られるよ うに構造的に任意に実施してよい。位置調整装置１はその連結部材４を介して、 周側に１２０°の角度配分で配置される動力導入個所においてベース体３に連結 され、且つ連結部材６を介して、周側に１２０°の角度配分で配置される動力導 入個所においてフレーム台２に連結されているので、ベース体３を所望の状態ま たは位置に申し分なくもたらすことができ、或いは所望の軌道に沿って正確に移 動させることができる。これに有利に寄与するのは、第２の仮想連結面８、９が 第１の仮想連結面５、７に対してベース体３の主軸線１０の回りに６０°の角度 で回動して設けられている構成である。 位置調整装置１は、フレーム台２の第１の仮想連結面７と第２の仮想連結面９ とが一致するように配置してもよい。同様にベース体３の第１および第２の仮想 連結面５、８が一致するようにしてもよい。これは、ベース体３またはフレーム 台２におけるすべての位置調整装置１の連結部材４または６がそれぞれ共通の面 内にある場合である。 図５は、加工ユニットと操作ユニットとを組み合わせた２つの装置の例を示し ている。加工ユニット３９は、工作物取付けテーブル１３を備えた台構成要素１ １、１２を除いて図１ないし図４に図示した実施形態と同一に構成されている。 前記実施形態と異なるのは、フレーム台２が台構成要素４０上に鉛直方向に配置 されている点である。したがって工具１４はニュートラル位置においては水平方 向に位置している。 操作ユニット４１も位置調整装置１とベース体３とを備えたフレーム台２を有 している。フレーム台２は同様に台構成要素４０上に鉛直方向に配置されている 。フレーム台２と位置調整装置１とベース体３とは、図１ないし図４に図示した 実施形態の場合と同様に構成され配置されている。ベース体３には工作物取付け テーブル１３が固定され、工作物取付けテーブル１３には加工ユニット３９の工 具１４により加工される工作物が締め付け固定される。工作物取付けテーブル１ ３は鉛直方向に配置されている。ベース体３により工作物取付けテーブル１３は 水平軸線のまわりに所望の方向に回転することができる。加工ユニット３９と操 作ユニット４１とは図１ないし図４を用いて説明した態様と同じ態様で作動する 。位置調整装置１は常に所定の引張り荷重のもとにあり、その結果両ユニットの ベース体３は大きな静力学的剛性および運動力学的剛性を有している。工作物を 加工している間、工作物取付けテーブル１３および（または）工 具１４は付属のベース体３を介して所望の状態または位置へ位置調整することが でき、および（または）工作物の加工に必要な軌道内で移動することができる。 台構成要素４０上における両ユニット３９、４１の間隔は、両ユニット３９、４ １の両ベース体３の運動が工作物を所望どおりに加工するために十分であるよう に選定されている。さらに、加工ユニット３９および（または）操作ユニット４ １を台構成要素４０上でＺ方向に走行可能であるように構成してもよい。このよ うに構成すると、両ユニット３９、４１の間隔を変化させることができる。図示 した実施形態では、工具１４はその軸線のまわりに回転可能に駆動され、たとえ ばフライス工具或いは穿孔工具等である。ベース体３は、工具１４を収容するた め、スピンドル主駆動装置２０を介して回転可能に駆動される適当な収容部を備 えている。 図６と図７に図示した実施形態では、工作物の加工および（または）操作中に ベース体３に生じるトルクを支持することができる。このためベース体３にはア ーム４２が設けられている。アーム４２はベース体３の主軸線１０に対して交差 する方向に、有利には垂直方向に延びている。アーム４２の自由端には連結部材 ４を介して付加的な位置調整装置１５が枢着されている。位置調整装置１５は位 置調整装置１と同一に構成されている。位置調整装置１５は、連結部材６により 、図６では簡略に示したフレーム台２に枢着されている。位置調整装置１５ の連結部材４、６はたとえば簡単な玉継ぎ手またはカルダン継ぎ手である。位置 調整装置１５は駆動装置２７を有し、該駆動装置２７はフレーム台２で支持され 、連結棒３７をその長手方向に移動させる。図７から明らかなように、位置調整 装置１５および対応する位置調整装置１の連結部材４は共通の面内にある。付加 的な位置調整装置１５は、ベース体３の軸線方向に見て（図６）、隣接する位置 調整装置１から間隔ａを有している。付加的な位置調整装置１５は制御装置に接 続され、本発明による装置を使用している間位置調整装置１と共に操作されるこ とにより、作業の際にベース体３に作用するトルクが吸収される。したがってた とえば工作物を高精度で加工することができる。 ず８は、工具１４または操作要素１７および他のユニット１８を接続させるこ とができる接続器１６をベース体３に設けた実施形態を示している。図示した実 施形態では、接続器１６は縦長のベース体３の両端に設けられている。図８にお いて右側の接続器１６には工具１４が接続される。工具１４は図示していない組 み込み型のスピンドル駆動装置によりその軸線のまわりに回転可能に駆動される 。図８において左側の接続器１６には操作要素１７が接続される。操作ユニット １７には軸ユニット１８が取り付けられる。軸ユニット１８は操作要素１７を用 いて水平軸線４３の周りに回転することができる（矢印４４）。軸ユニット１８ はヘッド部材４５を備え ている。ヘッド部材４５は、軸ユニット１８の本体４６に対して図８において鉛 直軸線４７のまわりに回転することができる。したがって軸ユニット１８の両回 転軸線４３、４７は互いに垂直に位置している。図８の仕上げ装置は他の点では 図１ないし図４に図示した実施形態と同一に構成されている。ベース体３は、図 ６および図７の実施形態に対応してトルク支持装置を有していてもよい。 図９と図１０に図示した実施形態では、ベース体３の両接続器１６にそれぞれ ユニット１８が接続されている。ユニット１８は図８の実施形態の場合と同一に 構成されているが、もちろん他の固有の構成を有している。図９において左側の ユニット１８は、ベース体３で移動可能に支持されている棒４９に固定されてい る。したがってユニット１８はベース体３の軸線方向にも移動することができる 。付属の移動駆動装置はベース体３の中に組み込まれており、有利には位置調整 装置１のための制御装置が接続されている。これは他のユニット１８の駆動装置 に対しても適用される。他の点で図９および図１０の実施形態は図１ないし図４ に図示した実施形態と同一に構成されている。ベース体３のためのトルク支持装 置も図６および図７の実施形態に対応して設けてよい。 図１１と図１２はフレーム台２の構成を詳細に図示したものである。フレーム 台２は、図１１からわかるように、六角形の横断面を持った内部空間１９を画成 してい る。内部空間１９には、少なくとも部分的にベース体３が収納されている。ベー ス体３のスピンドル主駆動装置２０はフレーム台２から突出している（図１２） 。フレーム台２は、正六角形の形状を持つ台部分２１を中央に有している。この 台部分２１の横断面は正四角形であってもよい。図示した実施形態の場合、台部 分２１の壁は互いに６０°の角度で交差している。台部分２１により画成される 内部空間は、台部分２１の高さ方向に一定の横断面を有している。 中央の台部分２１には端面側に２つの台部分２２が接続されている。これらの 台部分２２も六角形の横断面を有している。台部分２２の壁は中央の台部分２１ を基点に収斂している。したがって、台部分２２の内側横断面は中央の台部分２ １から漸次縮減している。これら外側の台部分２２内には、位置調整装置１、１ ４が連結部材６を用いて支持されている。台部分２２の壁の調整角または傾斜角 ２４は、位置調整装置１がニュートラル位置で占める立体角２５に対応している 。台部分２２は側壁に貫通穴５０を有しており、この貫通穴５０を経て位置調整 装置１がフレーム台２の内部空間１９内へ突出している。貫通穴５０は台部分２ ２の壁一つおきに設けられている。 台部分２１、２２は他の横断面に構成してもよく、このようにするとその都度 の必要性に応じて本発明による装置を適宜適合させることができ、特に位置調整 装置１ の数量に適合させることができる。 図１３の実施形態では、フレーム台２は個々の控え棒５２により形成される。 控え棒５２は、位置調整装置１を支持しているフレーム要素２６を互いに連結さ せている。フレーム要素２６は板状に形成されており、位置調整装置１の連結部 材４を支持するために用いる。控え棒５２はフレーム台２の内部空間１９を画成 している。内部空間１９内にはベース体３が配置され、ベース体３には前述の態 様で位置調整装置１が枢着されている。図１３においてベース体１３の下端には ユニット１８が接続されている。控え棒５２と板状のフレーム要素２６が設けら れているためフレーム台２は軽量である。しかし大きな剛性を有している。他の 点では図１ないし図４に図示した実施形態の場合と同様に作動する。フレーム要 素２６は、すでに台部分２２に対し図１１と図１２を用いて説明したように、水 平面に対し調整角２４で配置されている。この調整角は、ベース体３がニュート ラル位置にあるときに位置調整装置１が水平面に対して占める立体角２５に対応 している。このかぎりでは図１１と図１２に図示した実施形態の場合と同様の構 成である。 以上説明し図示した実施形態では、本発明による装置は位置固定して配置され ている。しかし移動可能に構成してもよい。たとえば本発明による装置を、位置 固定せずに結合される加工ユニットとしてたとえば製造環境で使用することがで きる。この場合本発明による装置は適 当な接続器を備えている。たとえば図１３の実施形態は、フレーム台２が特殊に 構成されているので、移動可能な装置として使用することができて有利である。 以上説明した実施形態および後述する実施形態では、位置調整装置１は引張り 力を伝達させるためモーメントのない連結部材４、６を備えている。駆動装置２ ７を用いると、位置調整装置１の対応する連結棒３７は所望の方向へ移動せしめ られる。 図１５は、工具１４を用いて工作物２８を加工する工作機械の一部としての装 置を示している。工作物２８は、工作物取り付けテーブル１３上に公知の態様で 締め付け固定されている。工具１４は穿孔工具として形成され、たとえば並んで いる穴５３を工作物２８に穿孔する。この装置は図１に図示した実施形態に対応 している。工具１４は、ベース体３に設けられているスピンドルユニット２９に 収容されている。スピンドルユニット２９により工具１４が回転駆動される。工 作物２８に必要な加工に応じて他の工具１４も使用することができる。 図１６の実施形態は、これから述べる違いを除いては図１５の実施形態と同様 に構成されており、ベース体３にビームガイドユニット３０が設けられている。 このビームガイドユニット３０によりエネルギーを持ったビーム、特にレーザー ビームを工作物に対して相対的に位置決めすることができる。エネルギーを持っ たビームにより加工される工作物は、担持体１２上に配置されている 工作物取り付けテーブル１３上に締め付け固定される。したがって図示した実施 形態は、エネルギーを持ったビームを工作物に対して相対的に位置決めさせるビ ームガイド機である。ベース体３は位置調整装置１により前述の態様で種々の状 態および位置に位置調整され、また運動軌道に沿っても移動することができるの で、工作物をエネルギーを持ったビームにより必要な態様で精密加工することが できる。 図１７の実施形態では、本発明による装置は、たとえば組み立て、コーティン グ、接合および分断技術、操作、送り等を行うための操作ユニットの一部である 。この場合ベース体３には、テーブル１３上に配置される対象物（図示せず）の ためのマニピュレータユニット３１が設けられている。この場合テープル１３は 、その都度の対象物を収容する対象物担持テーブルを形成している。他の点でこ のユニットは図１ないし図４に図示した実施形態と同様に構成されている。この 装置のフレーム台２は鉛直方向の柱１１の上端に前述の態様で固定されている。 マニピュレータユニット１３は、ベース体３および位置調整装置１により必要量 移動させることができる。 図１８は本発明による装置の他の実施形態である。ベース体３の下端には前記 実施形態でのマニピュレータユニットの変形例であるマニピュレータユニット３ １が配置されている。他の点でこの実施形態は図１７の実施形態と同様に構成さ れている。 図１９は、図１ないし図４に図示した本発明による装置を有している機械に工 具交換システム３２を設けた例を示している。工具交換システム３２は鉛直方向 のスタンド１１の一つに配置され、工具１４を支持するマガジン５４を有してい る。マガジン５４は加工ヘッドおよび（または）測定器具をも付加的に有してい てよく、或いは工具１４の代わりにこれらを有していてもよい。工具交換システ ム３２は受動型（passiv）または能動型（aktiv）に構成されていてよい。工具 交換システム３２が能動型に構成されている場合には、工具１４、加工ヘッドお よび（または）測定器具をマガジン５４から取り出してベース体３に適宜固定す るための工具交換体を有している。この種の能動型または受動型の工具交換シス テムはそれ自体公知のものであるので、これ以上詳細に説明しない。この種の工 具交換システム３２はこれまで説明した実施形態にも、またこれから説明する実 施形態にも設けることができる。工具交換システム３２を用いると、工具１４、 加工ヘッドおよび（または）測定器具を自動的に交換できる。 図２０の実施形態では、本発明による装置の工具１４により加工される工作物 ２８は機械に自動的に供給される。工作物２８は、搬送システム３３で搬送され る工作物取り付けテーブル１３に締め付け固定されている。搬送システム３３は 土台に公知の態様で取り付けられ、公知の態様で構成されている。搬送システム ３３は工作物 取り付けテーブル１３を搬送する搬送軌道５５を有している。搬送システム３３ または搬送軌道５５は機械を貫通して延びており、その結果工作物２８は工具１ ４または本発明による装置の作業領域に達する。工作物２８を加工するため、必 要ならば、対応する工作物取り付けテーブル１３を搬送方向に対して交差する方 向に移動させることができる。機械の鉛直方向の柱１１は搬送システム３３の両 側にある。搬送軌道５５に沿って、本発明による装置を適宜備えたさらに別の機 械を設けてもよい。このようにすると、工作物２８を個々の機械でさまざまに加 工および（または）操作することができる。図２０に図示した機械は図１ないし 図４の実施形態の場合と同様に構成されているが、他の図を用いて説明した構成 を持っていてもよい。 図２１は、工作物取り付けテーブル１３を鉛直軸線３４のまわりに回動させる ようにした例を示している。工作物取り付けテーブル１３はさらに矢印３５の方 向にも移動することができる。運動軸線３４、３５は、工作物取り付けテーブル １３を正確に移動させるのを可能にする数値制御軸線である。工作物取り付けテ ーブル１３は一体の鉛直回転軸線を持っていてもよい。この場合工作物取り付け テーブル１３はこの一体の軸線３４のまわりに回転するにすぎない。しかしさら に別の数値制御軸線を設けて、工作物取り付けテーブル１３に締め付け固定され ている工作物を所望量だけ加工できるようにしても よい。工作物取り付けテーブル１３が矢印３５の方向に移動できるようにするた め、担持体１２の一つのアームはその上面に工作物取り付けテーブル１３用の適 宜なスライドガイド５６を備えている。他の点でこの機械は図１ないし図４に図 示した実施形態の場合と同様に構成されている。もちろんこの機械を他の実施形 態に対応させて構成してもよい。 以上説明した製造装置は、ベース体３の主軸線１０に関し水平方向、鉛直方向 および任意の各中間状態では位置されていてよい。図１ないし図４、図１２、図 １３、図１５ないし図２１に図示した実施形態では、ベース体３がニュートラル 位置にあるとき主軸線１０は鉛直方向に配置されている。したがって本発明によ る装置のフレーム台２は水平方向に位置している。図５の実施形態の場合には、 両ベース体３がニュートラル位置にあるとき主軸線１０は水平方向に位置してい る。したがってフレーム台２はそれぞれ鉛直方向に配置されている。図２２の実 施形態の場合には３個の装置が設けられ、それぞれ図１ないし図４に図示した実 施形態と同様に構成されている。これら３個の装置のフレーム台２は中間フレー ム５７を介して互いに連結されて、互いに対向する２個のフレーム台２が鉛直方 向に配置され、上部のフレーム台２が水平方向に配置されている。すべてのフレ ーム台２は共通の鉛直面を有している。本発明による装置のベース体３がニュー トラル位置にあるとき主軸線１０はこの 鉛直面内に位置している。互いに対向している装置の主軸線１０は互いに水平方 向において整列しており、他方上部の装置の主軸線１０はこれに対して鉛直方向 に延びている。図示した実施形態の場合、隣接しているフレーム台２は互いに垂 直に位置している。この場合中間フレーム５７はそれぞれフレーム台２に対して ４５°の角度で位置している。中間フレーム５７はフレーム台２の中央の台部分 ２１に固定されている。機械は、工作物取り付けテーブル１３を配置した台５８ を介して土台で支持されている。鉛直方向の両フレーム部分２は、それぞれ中間 フレーム５７を介して台５８と連結されている。本発明による装置はそれぞれ工 具１４を駆動するので、工作物取り付けテーブル１３に締め付け固定されている 工作物をたとえば三つの側から工具１４により加工することができる。３個の装 置のベース体３は互いに独立に制御することができ、したがって３個の工具１４ を用いて同時に別種の加工および（または）運動を実施させることができる。本 発明による装置は、図示した実施形態の場合、図１ないし図４に図示した実施形 態と同様に構成されている。しかし他の図を用いて説明した実施形態の構成でも よい。 図２３は、図２２に対応する複数の機械をたとえば直列に配置した実施形態を 示すものである。図示した実施形態では、この種の機械が４個直列に配置されて いる。図２２に図示した機械は個別の機械として作動するのに 対し、少なくとも２つの機械、図示した実施形態では４個の機械は製造ラインま たは製造エリアとして配置されていることができる。個々の機械は連結され、或 いはスタンドアローン型機械として作動することができる。これらの機械は搬送 システム或いはタクトシステムまたは連続処理システムに拡充することができる 。また、これらの機械をフレキシブル生産システム（ＦＦＳ）として構成しても よい。 図２２および図２３に図示した機械は、互いに水平方向および（または）鉛直 方向に配置してもよいし、或いは互いに対向するように配置してもよく、または 任意の空間位置で配置してもよい。この点では図２２および図２３は単にそれぞ れ一つの実施形態であるにすぎない。 図２４の実施形態では、３個以上の位置調整装置１が連結部材４を介して、周 側に配分して配置される動力導入個所においてベース体３に連結されている。さ らに位置調整装置１は、連結部材６を介して、周側に配分して配置される動力導 入個所においてフレーム台２（簡略に図示した）に連結されている。前記実施形 態と異なる点は、フレーム台２が正八角形の形状を有していることである。全体 で８個の位置調整装置１が設けられており、これらの位置調整装置１はピラミッ ド状の仮想の多角形体の側面に沿って延びている。ベース体３のニュートラル位 置において駆動装置２７から４個の位置調整装置１が斜め下方に延在するように 配置され、他の４個の位置 調整装置１は駆動装置２７から斜め上方へ延在するように配置されている。位置 調整装置１のこのような位置決めは、フレーム台２が水平方向に配置されている ことに関係している。他の点では図２４の位置調整装置１は図１ないし図４に図 示した実施形態と同一に構成されている。もちろん図２４に図示した装置は他の 実施形態に関し説明したような構成を有していてもよい。フレーム台２は、八角 形の点を除いては、図１１および図１２に関して説明した構成を有しているのが 有利である。 上記装置は製造装置および操作装置として使用される。図１６の実施形態に関 し説明したように、測定装置として使用してもよい。 図２５と図２６は、測定装置として構成され、ベース体３の軌道測定および位 置測定を行う装置を示している。ベース体３はフレーム台２の内部に配置されて おり、少なくとも一つの受容部を心棒、工具接続器等の形態で有している。この 種の心棒、工具接続器等は、前述した個々の実施形態のベース体に同じように設 けられている。フレーム台２は図１ないし図４に図示した実施形態の場合と同様 に構成されている。ベース体３には、連結部材４を介して、前記個々の実施形態 を用いて説明したような位置調整装置１が枢着されている。さらに位置調整装置 １は連結部材６を介して前述した態様でフレーム台２に連結されている。位置調 整装置１は前述した態様で軸線方向に移動することができる連結棒３７を有して おり、 したがって位置調整装置１の有効長さをベース体３とフレーム台２の間で伸縮さ せることができる。各位置調整装置１は連結部材４を介してベース体３に対し相 対的に回動自在である。さらに位置調整装置１は連結部材６を介してフレーム台 ２に対し相対的に回動自在である。 フレーム台２は担持装置５９上に装着されている。担持装置５９を用いると、 位置調整装置を固定装置（図示せず）によりたとえばテーブル６０（図２６）上 に取り付けることができる。図２６の実施形態では２つのテーブル６０が並設さ れており、ベッド６１上に配置されている。 ベース体３の位置および（または）軌道運動を測定できるように測定装置６２ が設けられている。測定装置６２を用いると、位置調整装置１の連結棒３７の有 効長さをベース体３の連結部材４とフレーム台２の間で測定して検出することが できる。位置調整装置１の連結棒３７は、前述した態様でその長手方向において 所定の引張り荷重のもとにあり、その結果フレーム台２に対するベース体３の相 対位置を、位置調整装置１の連結棒３７の測定された長さに基づいて、空間的に ６個の自由度で高精度に算出することができる。測定装置６２はｚ方向において 無段階に位置調整可能にガイド６３で支持されている。ガイド６３はｙ方向にお いて往復台６４に沿って走行可能である。往復台６４は、ｘ方向に延びているガ イド軌道上を位置調整可能である。ガイド軌道６５は、ベ ッド６１に接続している垂直な台部分６６の上面に設けられている。このように 測定装置６２はどの状態でも位置調整装置またはそのベース体３に対して位置調 整することができ、したがって位置調整装置１の連結棒３７の長さを簡単に且つ 正確に測定することができる。測定装置６２は適当な測定要素６７を備えている 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年２月１２日（１９９８．２．１２） 【補正内容】 少なくとも一つの運動ユニットを備えた、数値制御式製造装置、操作装置または 測定装置のための 装置 本発明は、少なくとも一つの運動ユニットを備えた、数値制御式製造装置、操 作装置または測定装置のための 装置に関するものである。 数値的に軌道制御される製造機のための装置は知られている。この装置は５軸 加工に適しており、或いは、工作物または対象物に対して相対的に工具または測 定装置を空間的に位置決めするために適している。通常の機械概念によれば、特 に直線運動に対しては、これに必要な構成、たとえば送り要素群のデカルト軸配 置構成が採用される。今日の製造機は機械的基本構成や機械運動学からかけ離れ た高度に発達した機械概念に対応しており、その有効性はすでに実証されている 。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における製造機の各自由度に対し、従来では 軸要素群の構成を異ならせて、直線送り運動に適合させていた。個々の軸要素群 の剛性は使用される機械要素及び駆動要素並びに型式に依存して異なっているの が通常である。機械の運動力学系が開いているので、動力伝達系の中にあるすべ ての機械要素が原因して撓みや変形が発生する。従って機械全体の剛性はそのも っとも弱い機械要素の剛性以下である。このため、大きな剛性を 持つよう設計される加工機の場合には対応的に機械要素の横断面が大きくなり、 移動質量が大きくなる。 通常の５軸機械の欠点は、製造公差を越えた場合に始動及び調整の際の設定過 程及び心出し過程のために時間がかかること、そして基本的には手動で行わねば ならないことである。デカルト軸構成の機械の場合Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方 向の誤差は制御技術的に補正でき、或いはコントローラの調整により補正できる が、角度誤差（ヨーイング、ピッチング、ローリング）の場合には、位置調整ま たは後調整により機械の幾何学的構成の補正を時間をかけて手動でしか行うこと ができない。 このような製造装置及び測定装置に対する従来の概念に対し、閉じたバー形リ ンク運動系を用いて工具または測定装置を工作物または対象物に対し相対的に位 置決めするための新規な概念が提案された。これには三脚をベースにしたもの（ 欧州特許公告第０２０２２０６号公報、英国特許第２０８３７９５号公報）と、 六脚をベースにしたもの（米国特許第５４０１１２８号公報、ＷＯ９２／１７３ １３Ａ１、米国特許第５３８８９３５号公報、欧州特許公開第０５８９５６５号 公報、米国特許第５３９２６６３号公報、欧州特許公告第０５３４５８５号公報 、米国特許第４９８８２４４号公報）とがある。六脚型の機械の改良により、慣 用的な機械概念のものに比べて決定的な利点を持つ製造機が得られる。たとえば 低コストの製造、種々の構成要素の使用数が少ないこと、組 み立て及び調整が簡単なこと、ソフトウェアを用いて幾何学的構成の創生と補正 ができることが利点としてあげられる。 これは重要な特性であり、結局は市場を左右する決定的な特性である。 本発明の課題は、大きな剛性と線形的な伝動特性が保証されるように装置を構 成することである。 この課題は、前記装置において、請求項１の構成により解決される。 本発明による装置では、位置調整装置は長手方向に適宜算出され調整された量 だけ短縮することにより所定の引張り荷重のもとにある。したがって運動ユニッ トは大きな静力学的及び動力学的剛性を有し、また連結部材にリターンクリアラ ンスがないために線形的な軌道運動特性を有している。このことは直接、加工さ れる工作物の高い輪郭精度に影響する。また、プレストレスを適宜選定すること により機械的な運動システムを従来実現できなかった程度に動力学的に整合させ ることができるので、たとえばがたつきのような切削加工時の動力学的不安定を 、プレストレスを変化させることにより抑制することができる。構造的には、主 方向において小さな交番荷重力を受けるので、構成が極めて簡潔な連結部材を設 ければよい。本発明による装置は鉛直方向の配置、または水平方向の配置でもよ く、またこれらの配置構成を組み合わせて複数の加工ユニットにまとめてもよい ので、搬送経路、フレキシブルな製造システム（ＦＦＳ）、製造アイランドを形 成させることができる。 請求の範囲 １．少なくとも一つの運動ユニット（３）を備え、該運動ユニット（３）に、少 なくとも３個の位置調整装置（１）の第１の部分が、第１の連結部材（４）を介 して、周側に配分して配置される動力導入個所であって運動ユニット（３）の第 １の仮想連結面（５）を張っている前記動力導入個所において連結されており、 位置調整装置（１）の第１の部分が、第１の連結部材（４）に対してそれ ぞれ間隔を持って設けられる第２の連結部材（６）を介して、周側に配分して配 置される動力導入個所であって台（２）の第１の仮想連結面（７）を張っている 前記動力導入個所において台（２）に連結されており、 位置調整装置（１）の第２の部分が、運動ユニット（３）の第２の仮想連 結面（８）内にある第１の連結部材（４）を介して運動ユニット（３）に連結さ れており、 位置調整装置（１）の第２の部分が、台（２）の第２の仮想連結面（９） 内にある第２の連結部材（６）を介して台（２）に連結されており、 運動ユニット（３）が静止位置にあるとき、および軌道運動を行っている ときに、位置調整装置（１）が適宜算出され設定される量だけ短縮または延長さ れることにより常に所定の引張り荷重のもとにあるように、だい２の仮想連結面 （８，９）の少なくとも一方が第１の仮想連結面（５，７）に対して一定の間隔 を有している ことを特徴とする、数値制御式製造装置、操作装置または測定装置 のための 装置。２ ．位置調整装置（１）の第１の部分が、仮想の正四面体の側面に沿って第２の 連結部材（６）まで延びていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。３ ．位置調整装置（１）の第２の部分が、他の仮想の正四面体の側面に沿って第 ２の連結部材（６）まで延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載 の装置。４ ．運動ユニット（３）および台（２）の第２の仮想の連結面（８，９）が、運 動ユニット（３）および台（２）の第１の仮想の連結面（５，７）に対し所定の 角度だけ回動させて設けられていることを特徴とする、請求項１から３までのい ずれか一つに記載の装置。５ ．第１の連結部材（４）が運動ユニット（３）において互いに１２０°の角度 間隔を持っていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載 の装置。６ ．第２の連結部材（６）が台（２）において互いに１２０°の角度間隔を持っ ていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。７ ．運動ユニット（３）および台（２）の第２の仮想の連結面（８，９）が、運 動ユニット（３）および台（２）の第１の仮想の連結面（５，７）に対して運動 ユニット（３）の主軸線（１０）のまわりに６０°の角度だけ回動させて設けら れていることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一つに記載の装置。８ ．第２の仮想の連結面（９）が、台（２）において、台（２）の第１の仮想の 連結面（７）に対し一定の間隔を有していることを特徴とする、請求項１から７ までのいずれか一つに記載の装置。９ ．第１の仮想の連結面（７）と第２の仮想の連結面（９）が台（２）において 重なっていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装 置。１０ ．運動ユニット（３）の第１の仮想の連結面（５）が、運動ユニット（３） の第２の仮想の連結面（８）に対し一定の間隔を有していることを特徴とする、 請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。１１ ．運動ユニット（３）の第１の仮想の連結面（５）と第２の仮想の連結面（ ８）とが重なっていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに 記載の装置。１２ ．運動ユニット（３）のトルクを支持するための付加的な位置調整装置（１ ５）が、第１の連結部材（４） を介して周側において運動ユニット（３）に連結され、且つ第２の連結部材（６ ）を介して台（２）に枢着されていることを特徴とする、請求項１から１１まで のいずれか一つに記載の装置。１３ ．運動ユニット（３）が、工具（１４）を収容するための接続器（１６）、 操作体（１７）、ユニット（１８）、マニピュレータ（３１）等を有しているこ とを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の装置。１４ ．運動ユニット（３）に付加的な軸ユニット（１８）が配置されていること を特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の装置。１５ ．台（２）がフレームとして形成されていることを特徴とする、請求項１か ら１４までのいずれか一つに記載の装置。１６ ．台（２）が多角形の横断面を有していることを特徴とする、請求項１から１５ までのいずれか一つに記載の装置。１７ ．台（２）が台部分（２１）を有し、この台部分（２１）に端面側で少なく とも一つの他の台部分（２２）が接続されていることを特徴とする、請求項１か ら１６までのいずれか一つに記載の装置。１８ ．他の台部分（２２）が、自由端面の方向に先細りになっている横断面を有 していることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。１９ ．他の台部分（２２）に位置調整装置（１）の第２の連結部材（６）が支持 されていることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の装置。２０ ．横断面先細りによって決定される他の台部分（２２）の調整角（２４）が 、運動ユニット（３）のニュートラル位置において位置調整装置（１）の立体角 （２５）に依存して選定されていることを特徴とする、請求項１８または１９に 記載の装置。２１ ．台（２）が、少なくとも部分的に運動ユニット（３）を収容している内部 空間（１９）を取り囲んでいることを特徴とする、請求項１から２０までのいず れか一つに記載の装置。２２ ．少なくとも位置調整装置（１）及び運動ユニット（３）を制御及び（また は）調整するための接続器を備えた移動型装置として構成されていることを特徴 とする、請求項１から２１までのいずれか一つに記載の装置。２３ ．第１及び（または）第２の連結部材（４，６）がトルクを発生しないよう 構成されていることを特徴とする、請求項１から２２までのいずれか一つに記載 の装置。２４ ．第１及び（または）第２の連結部材（４，６）が球要素またはカルダン継 ぎ手であることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の装 置。２５ ．位置調整装置（１）が、駆動装置（２７）により台（２）に対して長手方 向に移動可能な連結棒（３７）を有していることを特徴とする、請求項１から２ ４ までのいずれか一つに記載の装置。２６ ．駆動装置（２７）が台（２）で支持されていることを特徴とする、請求項２５ に記載の装置。２７ ．駆動装置（２７）が機械式、電子機械式、液圧式または空気圧式に作動す ることを特徴とする、請求項２５または２６に記載の装置。２８ ．運動ユニット（３）にスピンドルユニット（２９）が設けられていること を特徴とする、請求項１から２７までのいずれか一つに記載の装置。２９ ．スピンドルニット（２９）が工具（１４）のための収容部を有しているこ とを特徴とする、請求項２８に記載の装置。３０ ．運動ユニット（３）に、エネルギーを持ったビーム、有利にはレーザービ ームを位置決めするためのビームガイドユニット（３０）が設けられていること を特徴とする、請求項１から２９までのいずれか一つに記載の装置。３１ ．工作物（２８）、対象物及びこれらに類似したものを収容するための少な くとも一つのテーブル（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１か ら３０までのいずれか一つに記載の装置。３２ ．テーブル（１３）が基台（１１，１２）上で支持 されていることを特徴とする、請求項３１に記載の装置。３３ ．基台（１１，１２）の柱（１１）によって担持されていることを特徴とす る、請求項３２に記載の装置。３４ ．基台（１１，１２）に、工具（１４）、工具ヘッド、測定器具及びこれら に類似したもののためのマガジン（５４）が設けられていることを特徴とする、 請求項３２または３３に記載の装置。３５ ．マガジン（５４）に交換手段が付設されていることを特徴とする、請求項３４ に記載の装置。３６ ．テーブル（１３）が少なくとも一つの軸線（３４）のまわりに回転可能で あることを特徴とする、請求項３１から３５までのいずれか一つに記載の装置。３７ ．回転軸線（３４）がテーブル（１３）に組み込まれていることを特徴とす る、請求項３６に記載の装置。３８ ．テーブル（１３）が少なくとも一つの数値制御軸線（３５）を有している ことを特徴とする、請求項３１から３７までのいずれか一つに記載の装置。３９ ．少なくとも一つの搬送システム（３３）の供給領域に設けられていること を特徴とする、請求項１から３８までのいずれか一つに記載の装置。４０ ．台（２）が水平方向に配置されていることを特徴とする、請求項１から３ ９ までのいずれか一つに記 載の装置。４１ ．台（２）が水平線に対して角度を成して配置されていることを特徴とする 、請求項１から３９までのいずれか一つに記載の装置。４２ ．少なくとも２個の装置が連結されていることを特徴とする、請求項１から４１ までのいずれか一つに記載の装置。４３ ．少なくとも２個の装置が中間担持体（５７）により、有利には中間フレー ムにより互いに連結されていることを特徴とする、請求項４２に記載の装置。４４ ．中間担持体（５７）が隣接している装置の台（２）を互いに連結させてい ることを特徴とする、請求項４３に記載の装置。４５ ．少なくとも２個の装置が土台（５８）に連結されていることを特徴とする 、請求項１から４４までのいずれか一つに記載の装置。４６ ．土台（５８）が他の中間担持体（５７）を介して装置の台（２）と連結さ れていることを特徴とする、請求項４５に記載の装置。４７ ．それぞれ少なくとも２個の装置から形成されている少なくとも２個のユニ ットが互いに連鎖状に連結されていることを特徴とする、請求項４２から４６ま でのいずれか一つに記載の装置。４８ ．装置に少なくとも一つの測定装置（６２）が付設され、該測定装置（６２ ）により静止時及び軌道運 動時の運動ニット（３）の位置を検出可能であることを特徴とする、請求項１か ら４７までのいずれか一つに記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｑ 5/22 ５３０ Ｂ２５Ｊ 11/00 Ｄ Ｂ２５Ｊ 11/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者 グリンゲル マルティン ドイツ連邦共和国 デー・72459 アルプ シュタット・ラウトリンゲン ローテンエ ッカーシュトラーセ 22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一つの運動ユニットを備え、該運動ユニットに、それぞれ第１の 連結部材を用いて少なくとも３個の位置調整装置が連結されており、位置調整装 置が、第１の連結部材に対してそれぞれ間隔を持って設けられる第２の連結部材 を介して台と枢着結合されており、且つ位置調整装置が、第１および第２の連結 部材により運動ユニットおよび台に対して相対的に回動自在である装置において 、 運動ユニット（３）が静止位置にあるとき、および軌道運動を行っている ときに、位置調整装置（１）が適宜算出され設定される量だけ短縮または延長さ れることにより常に所定の引張り荷重のもとにあることを特徴とする装置。 ２．位置調整装置（１）の第１の部分が、第１の連結部材（４）を介して、周側 に配分して配置される動力導入個所であって運動ユニット（３）の第１の仮想連 結面（５）を張っている前記動力導入個所において運動ユニット（３）に連結さ れていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．位置調整装置（１）の第１の部分が、仮想の正四面体の側面に沿って第２の 連結部材（６）まで延びており、第２の連結部材（６）が、周側に配分して配置 される動力導入個所であって台（２）の第１の仮 想連結面（７）を張っている前記動力導入個所において台（２）に設けられてい ることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 ４．位置調整装置（１）の第２の部分が、第１の連結部材（４）を介して、周側 に配分して配置される動力導入個所であって運動ユニット（３）の第２の仮想連 結面（８）を張っている前記動力導入個所において運動ユニット（３）に連結さ れていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。 ５．位置調整装置（１）の第２の部分が、他の仮想の正四面体の側面に沿って第 ２の連結部材（６）まで延びており、第２の連結部材（６）が、周側に配分して 配置される動力導入個所であって台（２）の第２の仮想連結面（９）を張ってい る前記動力導入個所において台（２）に設けられていることを特徴とする、請求 項４に記載の装置。 ６．運動ユニット（３）および台（２）の第２の仮想の連結面（８，９）が、運 動ユニット（３）および台（２）の第１の仮想の連結面（５，７）に対し所定の 角度だけ回動させて設けられていることを特徴とする、請求項２から５までのい ずれか一つに記載の装置。 ７．第１の連結部材（４）が運動ユニット（３）において互いに１２０°の角度 間隔を持っていることを特 徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。 ８．第２の連結部材（６）が台（２）において互いに１２０°の角度間隔を持っ ていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。 ９．運動ユニット（３）および台（２）の第２の仮想の連結面（８，９）が、運 動ユニット（３）および台（２）の第１の仮想の連結面（５，７）に対して運動 ユニット（３）の主軸線（１０）のまわりに６０°の角度だけ回動させて設けら れていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。 １０．第２の仮想の連結面（９）が、台（２）において、台（２）の第１の仮想 の連結面（７）に対し一定の間隔を有していることを特徴とする、請求項５から ９までのいずれか一つに記載の装置。 １１．第１の仮想の連結面（７）と第２の仮想の連結面（９）が台（２）におい て重なっていることを特徴とする、請求項５から９までのいずれか一つに記載の 装置。 １２．運動ユニット（３）の第１の仮想の連結面（５）が、運動ユニット（３） の第２の仮想の連結面（８）に対し一定の間隔を有していることを特徴とする、 請求項４から１１までのいずれか一つに記載の装置。 １３．運動ユニット（３）の第１の仮想の連結面（５）と第２の仮想の連結面（ ８）とが重なっていること を特徴とする、請求項４から１１までのいずれか一つに記載の装置。 １４．運動ユニット（３）のトルクを支持するための付加的な位置調整装置（１ ５）が、第１の連結部材（４）を介して周側において運動ユニット（３）に連結 され、且つ第２の連結部材（６）を介して台（２）に枢着されていることを特徴 とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の装置。 １５．運動ユニット（３）が、工具（１４）を収容するための接続器（１６）、 操作体（１７）、ユニット（１８）、マニピュレータ（３１）等を有しているこ とを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一つに記載の装置。 １６．運動ユニット（３）に付加的な軸ユニット（１８）が配置されていること を特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の装置。 １７．台（２）がフレームとして形成されていることを特徴とする、請求項１か ら１６までのいずれか一つに記載の装置。 １８．台（２）が多角形の横断面を有していることを特徴とする、請求項１から １７までのいずれか一つに記載の装置。 １９．台（２）が台部分（２１）を有し、この台部分（２１）に端面側で少なく とも一つの他の台部分（２２）が接続されていることを特徴とする、請求項１か ら １８までのいずれか一つに記載の装置。 ２０．他の台部分（２２）が、自由端面の方向に先細りになっている横断面を有 していることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。 ２１．他の台部分（２２）に位置調整装置（１）の第２の連結部材（６）が支持 されていることを特徴とする、請求項１９または２０に記載の装置。 ２２．横断面先細りによって決定される他の台部分（２２）の調整角（２４）が 、運動ユニット（３）のニュートラル位置において位置調整装置（１）の立体角 （２５）に依存して選定されていることを特徴とする、請求項２０または２１に 記載の装置。 ２３．台（２）が、少なくとも部分的に運動ユニット（３）を収容している内部 空間（１９）を取り囲んでいることを特徴とする、請求項１から２２までのいず れか一つに記載の装置。 ２４．少なくとも位置調整装置（１）及び運動ユニット（３）を制御及び（また は）調整するための接続器を備えた移動型装置として構成されていることを特徴 とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の装置。 ２５．第１及び（または）第２の連結部材（４，６）がトルクを発生しないよう 構成されていることを特徴とする、請求項１から２４までのいずれか一つに記載 の装置。 ２６．第１及び（または）第２の連結部材（４，６）が球要素またはカルダン継 ぎ手であることを特徴とする、請求項１から２５までのいずれか一つに記載の装 置。 ２７．位置調整装置（１）が、駆動装置（２７）により台（２）に対して長手方 向に移動可能な連結棒（３７）を有していることを特徴とする、請求項１から２ ６までのいずれか一つに記載の装置。 ２８．駆動装置（２７）が台（２）で支持されていることを特徴とする、請求項 ２７に記載の装置。 ２９．駆動装置（２７）が機械式、電子機械式、液圧式または空気圧式に作動す ることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の装置。 ３０．運動ユニット（３）にスピンドルユニット（２９）が設けられていること を特徴とする、請求項１から２９までのいずれか一つに記載の装置。 ３１．スピンドルニット（２９）が工具（１４）のための収容部を有しているこ とを特徴とする、請求項３０に記載の装置。 ３２．運動ユニット（３）に、エネルギーを持ったビーム、有利にはレーザービ ームを位置決めするためのビームガイドユニット（３０）が設けられていること を特徴とする、請求項１から３１までのいずれか一つに記載の装置。 ３３．工作物（２８）、対象物及びこれらに類似したも のを収容するための少なくとも一つのテーブル（１３）が設けられていることを 特徴とする、請求項１から３２までのいずれか一つに記載の装置。 ３４．テーブル（１３）が基台（１１，１２）上で支持されていることを特徴と する、請求項３３に記載の装置。 ３５．基台（１１，１２）の柱（１１）によって担持されていることを特徴とす る、請求項３４に記載の装置。 ３６．基台（１１，１２）に、工具（１４）、工具ヘッド、測定器具及びこれら に類似したもののためのマガジン（５４）が設けられていることを特徴とする、 請求項３４または３５に記載の装置。 ３７．マガジン（５４）に交換手段が付設されていることを特徴とする、請求項 ３６に記載の装置。 ３８．テーブル（１３）が少なくとも一つの軸線（３４）のまわりに回転可能で あることを特徴とする、請求項３３から３７までのいずれか一つに記載の装置。 ３９．回転軸線（３４）がテーブル（１３）に組み込まれていることを特徴とす る、請求項３８に記載の装置。 ４０．テーブル（１３）が少なくとも一つの数値制御軸線（３５）を有している ことを特徴とする、請求項３３から３９までのいずれか一つに記載の装置。 ４１．少なくとも一つの搬送システム（３３）の供給領 域に設けられていることを特徴とする、請求項１から４０までのいずれか一つに 記載の装置。 ４２．台（２）が水平方向に配置されていることを特徴とする、請求項１から４ １までのいずれか一つに記載の装置。 ４３．台（２）が水平線に対して角度を成して配置されていることを特徴とする 、請求項１から４１までのいずれか一つに記載の装置。 ４４．少なくとも２個の装置が連結されていることを特徴とする、請求項１から ４３までのいずれか一つに記載の装置。 ４５．少なくとも２個の装置が中間担持体（５７）により、有利には中間フレー ムにより互いに連結されていることを特徴とする、請求項４４に記載の装置。 ４６．中間担持体（５７）が隣接している装置の台（２）を互いに連結させてい ることを特徴とする、請求項４５に記載の装置。 ４７．少なくとも２個の装置が土台（５８）に連結されていることを特徴とする 、請求項１から４６までのいずれか一つに記載の装置。 ４８．土台（５８）が他の中間担持体（５７）を介して装置の台（２）と連結さ れていることを特徴とする、請求項４７に記載の装置。 ４９．それぞれ少なくとも２個の装置から形成されている少なくとも２個のユニ ットが互いに連鎖状に連結 されていることを特徴とする、請求項４４から４８までのいずれか一つに記載の 装置。 ５０．装置に少なくとも一つの測定装置（６２）が付設され、該測定装置（６２ ）により静止時及び軌道運動時の運動ニット（３）の位置を検出可能であること を特徴とする、請求項１から４９までのいずれか一つに記載の装置。