WO1997004368A1 - Device for positioning and securing bodies - Google Patents

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WO1997004368A1
WO1997004368A1 PCT/DE1996/001336 DE9601336W WO9704368A1 WO 1997004368 A1 WO1997004368 A1 WO 1997004368A1 DE 9601336 W DE9601336 W DE 9601336W WO 9704368 A1 WO9704368 A1 WO 9704368A1
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WO
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positioning
elements
fixing
runners
stator
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PCT/DE1996/001336
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German (de)
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Inventor
Frank Richter
Original Assignee
Heisel, Uwe
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Publication date
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Application filed by Heisel, Uwe filed Critical Heisel, Uwe
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/40Open loop systems, e.g. using stepping motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18Machines moving with multiple degrees of freedom

Definitions

  • the invention relates to a device for positioning and fixing bodies according to the preamble of claim 1.
  • devices are defined as "production means which are bound to workpieces and are directly related to the work process. They serve to position, hold or clamp workpieces and, if necessary, to guide one or more workpieces ".
  • the requirements for the construction of such devices are therefore closely linked to the work process to be carried out. Different devices are always required for different work processes to be carried out on a workpiece, since the workpiece, for example, is not equally freely accessible from all sides. These devices are therefore adapted to the geometric properties of the workpieces to be held and cannot generally be reused for parts with a different shape.
  • Appropriate devices must be kept in stock in a special warehouse for all workpieces, which are then exchanged before a new work process or with a new workpiece. The set-up time required for this requires a standstill and thus production loss of the respective working machine.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a flexible device of the generic type in which the above-mentioned disadvantages Le adhering to the known devices for positioning and fixing bodies are avoided.
  • a column perpendicular to the XY reference plane of the stator is mounted on at least one of the rotors of the hybrid stepper motors (ZR direction). Attached to this column is a part L, which can be positioned or fixed about this axis, with additional positioning and / or clamping means, by means of which a workpiece can be positioned or clamped.
  • the part adjustable in the Z direction can be designed so that it can be adjusted automatically or manually over part of its overall length (e.g.
  • a linear unit that it can be extended telescopically, or that it remains at a constant distance from the XY reference plane.
  • a rotating unit can be attached to the rotor, which allows the column to be rotated manually or automatically around the Z axis.
  • a swivel / swivel unit can be provided, by means of which the column can be manually or automatically oriented at any angle relative to the XY reference plane.
  • a manually operated or automatically functioning locking of the turning / swiveling unit or the Z-axis adjustment device is provided.
  • a positioning or tensioning device which is adjustable in the Z direction with at least two sliders coupled via fixed or adjustable bar elements.
  • the runners with the device elements located thereon for positioning and fixing in their respective end positions are no longer air-borne, but are liable by switching off the air supply and switching off of the motor current with a high, area-distributed permanent magnetic force on the stator plate.
  • the runners can also absorb machining or process forces.
  • the rotors can also be coupled by means of a gear.
  • tension / pressure medium gears such as scissors and levers for strengthening or weakening adjustment paths and forces, are intended, by means of which workpieces can then be clamped or positioned.
  • the stator plate is arranged to be rotatable about an axis lying parallel to the XY reference plane. This makes it possible to swivel the device for positioning and fixing bodies out of the horizontal or to rotate it through 180 degrees, e.g. to be able to remove chips that arise during machining processes more easily. Due to the high magnetic forces that can be activated in their end position with respect to the rotor (perpendicular to the XY reference plane), it is possible to reverse the stator plate, i.e. with the tread downwards, so that workpieces can be clamped over head.
  • the runners can have different sizes in order to achieve different holding forces when moving or stretching the body.
  • Sensors for measuring the occurring forces and moments can also be arranged on the rotors, via which elastic, plastic or other non-dimensionally stable bodies by force-sensitive position control can be held and tensioned optimally and without undesired deformation. These sensory devices can also be used to tension bodies which, in order to maintain their actual installation position, their dimensions and their shape, must first be deformed accordingly. Quality controls can be carried out using force measurements.
  • measuring means, sensors and / or processing units can also be attached to the fixed pillars and the fastening elements mounted on the runners using appropriate tools. This makes it possible to measure or machine the clamped or positioned workpiece.
  • the exact position of the runners relative to one another or relative to a fixed point of the stator is exactly determined by means of suitable contacting or non-contact distance measuring systems or is calculated by the setpoint of the positions of the runners in the reference plane, which the control system specifies for the runners .
  • the position and / or orientation of the body inserted or tensioned in the device according to the invention can also be changed automatically with the aid of the device itself.
  • the body will e.g. brought into a specific reference position or zero position for the subsequent measuring or machining operation.
  • sensors and measuring means can be used which are attached to the rotors and / or at fixed points of the stator.
  • Complex bodies which have undercuts, for example, can be inserted automatically or manually into the device, since the columns are automatic and can also be moved step by step. In the event that a body is not inserted directly the device moves, for example, to a preposition; the body is held in the device and then moved into its end position without collision.
  • the totality of the positioning and / or clamping processes can possibly be control via a central data processing unit.
  • conventional positioning or tensioning elements which are attached to the columns can be positioned, ie the columns take over the positioning function and the tensioning elements take over the tensioning function.
  • the columns can also be used to clamp workpieces directly (positioning and clamping).
  • the clamping elements are moved into an insertion position and the part is inserted; After that, certain sliders are moved along a precisely defined path in order to apply a clamping force parallel to the XY reference plane.
  • the device is suitable in connection with work processes in which low process forces occur, equally for dimensionally stable and non-dimensionally stable workpieces.
  • Work processes of this type are, on the one hand, measuring processes (tactile or non-contact detection), and on the other hand, they can also be used in machining processes and joining processes for non-ferromagnetic materials (e.g. machining processes on wood, plastics, aluminum, etc.).
  • clamped workpieces can also be moved relative to stationary measuring devices or measuring devices which are moved on other runners. This is particularly useful when optically scanning surfaces or shaped elements with the aid of line cameras, since no additional drive is required.
  • clamped bodies are generally inaccessible at their clamping and bearing surfaces
  • the device described can be usefully used insofar as individual columns are directly active during the working process (measurement, processing), ie program-controlled, solved, moved and on another Can be put back on the workpiece.
  • a particular field of application in this regard is the wood and plastic processing industry (for example furniture) in connection with the processing of small parts or workpieces.
  • These parts can usually not be held on a vacuum plate or with vacuum clamps, as is customary when machining plate-shaped workpieces, since the effective clamping surface is too small. Mechanical clamps for clamping the parts would therefore be advantageous.
  • the device according to the invention offers the advantage that individual clamps could be released under computer control during processing and moved out of the processing path. Then they could be moved back into the old clamping position, and it would only have to be ensured with this procedure that there are always enough clamping elements on the workpiece.
  • the clamping elements could be "automatically" removed from the processing path during processing or during operation with the aid of sensors on the clamping elements themselves or on the processing tool by generating a corresponding signal for controlling the clamping device.
  • FIG. 1 shows a principle of a first embodiment of a device for positioning and fixing bodies in supervision
  • FIG. 2 shows a basic illustration of a second exemplary embodiment of the device according to FIG. 1 in side view and in top view;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the device according to claim 1 in side view and in supervision.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a first embodiment of a device for positioning and tensioning bodies, the base of which is known from a known planar air stored hybrid stepper motor is formed.
  • a stationary stator plate 1 of this hybrid motor which serves as an XY reference plane for positioning elements 2, 3 and 4, is assigned two different rotors 5, 6, which - in particular program-controlled - on an air bearing between the underside of the rotor and the Stator plate 1 can be moved.
  • the supply voltage, the control signals and the required compressed air for the two rotors 5, 6 are transmitted via energy chains 7 from the stator plate 1 to the rotors 5, 6.
  • adjustable fastening elements 8 are attached, which can be mounted in different positions on the respective rotors 5 and 6 or on the stator plate 1.
  • cylindrical rods 9 are attached to these fastening elements 8, the respective position of which on the fastening elements 8 can be varied.
  • the rods 9 have positioning and support elements 10 on their free end faces, which e.g. are fixed with the help of a clamping mechanism.
  • the positioning and support elements 10 are displaceable in the axial direction Z of the rods 9 and they can also be rotated about this axial direction.
  • the positioning and support elements 10 are also provided with respectively adjustable functional elements: each a conical support element 11 and a cylindrical pin 12 can thus be moved and locked in the axial direction of the rods; In addition to these latter elements, surfaces 13 are also formed on the positioning and support elements, which are also included when positioning a body.
  • a device for positioning and tensioning bodies is thus available, with which even a complex body can be grasped and supported at various fixed or support points.
  • the runners 5, 6 can be moved with a central data processing device 100, which can be programmed according to the type of TEACH-IN method. It is also conceivable to include the positioning and support elements 10 or their elements conical support element 11, cylinder support 12, base area 13 in the program-controlled control.
  • Fig. 2 shows a side view and a top view of a second embodiment of the device for positioning and tensioning bodies with various positioning and tensioning elements.
  • the stator plate 14 is mounted on a base frame 15 on which the fixed positioning and tensioning elements 16 are also mounted.
  • the runners 17 are of different sizes and both on the fixed columns 16 and on the column l ⁇ which can be moved via the runners 17, clamping elements 19 and positional elements 20 are attached, which are fixed - cf.
  • Fig. 3 shows schematically in side view and in supervision a third embodiment of the positioning device and stretching bodies.
  • the stator plate 14 is also mounted here on a base frame 15 on which the fixed positioning and clamping elements 16 are arranged.
  • the runners 17 used are of different sizes and clamping elements 19 are attached to the fixed columns 16.
  • the automatic adjustment of the positioning and tensioning elements in the Z-axis is achieved by coupling two barrels M7 by means of a coupling gear 22 and by changing the distance between the two runners 17.
  • the handlebars of the coupling gear 22 are rotatably mounted on the rotors 17.

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Abstract

The invention relates to a device for positioning and securing bodies by means of a plurality of elements capable of moving in a plane of reference. According to the invention the plane of reference is verified by the stator of a planar, hybrid step-by-step motor mounted on air bearings. A plurality of programme-controlled rotors mounted on air bearings may be very accurately positioned and independently moved on the plane of reference and carry positioning and securing elements that may be manually or automatically exchanged.

Description

Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern Device for positioning and fixing bodies
B E S C H R E I B U N GDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern nach dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1.The invention relates to a device for positioning and fixing bodies according to the preamble of claim 1.
Durch den Einsatz dieser Vorrichtung, wird die Produktivität von Meß- und Bearbeitungsmaschinen verbessert, da Rüstzeiten erheblich verringert und Änderungen der Aufspannung während des Arbeitsvorgangs auch ohne manuellen Eingriff möglich sind. Gleichzeitig wird insgesamt deutlich weniger Lager¬ platz für Vorrichtungen und Vorri chtungse lement e beansprucht.By using this device, the productivity of measuring and processing machines is improved, since set-up times are significantly reduced and changes in the clamping during the work process are possible without manual intervention. At the same time, significantly less storage space for devices and device elements is required overall.
Nach DIN 6300 sind Vorrichtungen definiert als "Fertigungs¬ mittel, die an Werkstücke gebunden sind und unmittelbar in Beziehung zum Arbeitsvorgang stehen. Sie dienen dazu, Werk¬ stücke zu positionieren, zu halten oder zu spannen und ge¬ gebenenfalls ein Werkstück oder mehrere zu führen". Die Anforderungen an den Aufbau von derartigen Vorrichtungen sind demnach eng mit dem durchzuführenden Arbeitsvorgang verknüpft. Für an einem Werkstück durchzuführende unterschiedliche Arbeitsvorgänge werden stets unterschiedliche Vorrichtungen benötigt, da das Werkstück zum Beispiel nicht von allen Seiten gleichermaßen frei zugänglich ist. Diese Vorrichtungen sind mithin an die geometrischen Eigenschaften der zu halten¬ den Werkstücke angepaßt und können im allgemeinen nicht für Tei le mit abweichender Form wieder verwendet werden. Dadurch müssen für alle Werkstücke entsprechende Vorrichtungen in einem speziellen Lager bereitgehalten werden, die dann jewei ls vor einem neuen Arbeitsvorgang oder bei einem neuen Werkstück ausgetauscht werden. Die hierfür erforder¬ liche Rüstzeit bedingt einen Sti llstand und somit Produk¬ tionsausfall der jewei ligen Arbeitsmaschine.According to DIN 6300, devices are defined as "production means which are bound to workpieces and are directly related to the work process. They serve to position, hold or clamp workpieces and, if necessary, to guide one or more workpieces ". The requirements for the construction of such devices are therefore closely linked to the work process to be carried out. Different devices are always required for different work processes to be carried out on a workpiece, since the workpiece, for example, is not equally freely accessible from all sides. These devices are therefore adapted to the geometric properties of the workpieces to be held and cannot generally be reused for parts with a different shape. Thereby Appropriate devices must be kept in stock in a special warehouse for all workpieces, which are then exchanged before a new work process or with a new workpiece. The set-up time required for this requires a standstill and thus production loss of the respective working machine.
Anstatt starre Vorrichtungen, die jewei ls nur an ein Werk¬ stück angepaßt sind, einzusetzen, wurden modulare Vor¬ richtungssysteme für unterschiedliche Arbeitsvorgänge ent¬ wickelt^. B. für Fräsbearbeitung - siehe Firmenschrift BLÜCO - oder für Messungen an Koordi natenmeßmas c h i nen - siehe Firmenschriften KOMEG und WITTE - ; vergleiche auch Walter Kimmelmann, Diss.RWTH Aachen, 1991) . Diese Vor¬ richtungen werden auf der Grundlage von Standardmodulen montiert, die dann nach dem Gebrauch wieder zerlegt und für neue Vorrichtungen wieder verwendet werden. Damit wird zwar der Bestand an Vorrichtungen reduziert und Lagerplatz eingespart. Ein entscheidender Nachtei l dieser Handhabung sind jedoch die erforderlichen Zeiten zum Aufbauen und Zer¬ legen der Vorrichtungen, sowie der dabei erforderliche Per¬ sonal aufwand . In der Praxis werden daher, und dies auch aus Gründen der Verfügbarkeit, modulare Vor ri chtungssysteme zum Aufbau von Vorrichtungen eingesetzt; jedoch werden diese Vorrichtungen jewei ls komplett eingelagert und nicht mehr zerlegt. Damit geht der ursprünglich angestrebte Vortei l verloren.Instead of using rigid devices which are each only adapted to one workpiece, modular device systems have been developed for different work processes. B. for milling - see BLÜCO company lettering - or for measurements on coordinate measuring machines - see KOMEG and WITTE company letters -; see also Walter Kimmelmann, Diss.RWTH Aachen, 1991). These devices are assembled on the basis of standard modules, which are then dismantled after use and used again for new devices. This reduces the number of devices and saves storage space. A decisive disadvantage of this handling, however, is the time required to assemble and disassemble the devices, and the personnel required. In practice, therefore, and also for reasons of availability, modular device systems are used to construct devices; however, these devices are each completely stored and no longer disassembled. The previously envisaged advantage is thus lost.
Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wurden flexible, d.h in Form und Anordnung verstellbare Vorrichtungen entwickelt. In Verbindung mit Koord i natenmeßmasch i nen ist eine Anordnung bekannt geworden, bei der die Elemente, aus denen die Ge¬ samtanordnung aufgebaut ist, von der Meßmaschine seLbst ver¬ stellt und auf eine Bezugsebene positioniert werden (vgl. DE 38 03 031 Ali . Dadurch kann zwar eine große Anzahl be- stimmter Werkstücke gespannt werden, jedoch werden die Nachteile der hohen Umrüstzeiten nur unzulänglich behoben. Die bekannte Koord i nat enmeßma seh i ne muß bei Verwendung mehrerer Stütz- und Halteelemente diese nacheinander ver¬ fahren bzw. einstellen. Auch ist bei der eingesetzten Koordi natenmeßmasch i ne aufgrund der beim Verfahren der Elemente auftretenden Belastung eine verstärkte Bauweise der hochgenauen Achsantriebe und Führungen notwendig. Damit kann die genannte Vorrichtung jedoch jeweils nur mit einer speziellen Koord i nat enmeßmas c h i ne betrieben werden.In order to avoid the disadvantages mentioned, flexible devices, ie devices that are adjustable in shape and arrangement, have been developed. In connection with coordinate measuring machines, an arrangement has become known in which the elements from which the overall arrangement is constructed are themselves adjusted by the measuring machine and positioned on a reference plane (cf. DE 38 03 031 Ali. This means that a large number of work pieces are clamped, but the disadvantages of the long changeover times are only inadequately remedied. The known coord iat enmeßma seh i ne must move or adjust them one after the other when using several support and holding elements. Also, in the case of the coordinate measuring machine used, a reinforced design of the high-precision axle drives and guides is necessary due to the load occurring when moving the elements. However, the said device can only be operated with a special coordinate measuring machine.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexib¬ le Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der die den bekannten Vorrichtungen zum Positionieren und Fixieren von Körpern anhaftenden vorgenannten Nachtei Le vermieden werden.The invention is therefore based on the object of specifying a flexible device of the generic type in which the above-mentioned disadvantages Le adhering to the known devices for positioning and fixing bodies are avoided.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.This object is achieved by the combination of features specified in the characterizing part of patent claim 1.
Dabei wird von einem planaren luftgelagerten Hybridschritt¬ motor ausgegangen, auf dessen ebenem Stator mehrere luft¬ gelagerte Läufer unabhängig voneinander programmgesteuert verfahren und hochgenau positioniert werden können (siehe Dokumentation der Fa. PASIM Mi k rosystemtechni k GmbH, Suhl}. Im Hinblick auf die zu lösende Aufgabe sind die Läufer dabei mit gegebenenfalls manuell oder auch selbsttätig auswechsel¬ baren Elementen, d.h. Spannvorrichtungen und/oder Auflagern zum Positionieren und Fixieren eines Körpers gekoppelt.It is assumed that a planar air-bearing hybrid stepper motor is used, on the flat stator of which several air-bearing runners can be moved independently of each other in a program-controlled manner and positioned with high precision (see documentation from PASIM Mikrosystemtechni k GmbH, Suhl} The task of solving the runners is coupled with elements that can be exchanged manually or automatically, ie tensioning devices and / or supports for positioning and fixing a body.
Abgesehen von der vorgenannten konkreten Konzeption bezüg¬ lich der Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß - ausgehend von den bekannten Hybridschrittmotoren - die vorliegende Erfindung eine neue und nicht naheliegende Ver¬ wendung dieser bekannten Hybridschrittmotoren umfaßt. Auf mindestens einem der Läufer der Hybridschrittmotoren ist eine zur XY-Bezugsebene des Stators senkrechte Säule montiert ( Z-R i c h tung ) . An dieser Säule ist ein in Z-Ri chtung und evtl. um diese Achse positionierbares oder fest einstellbares Tei L mit zusätzlichen Positionier-und/ oder Spannmitteln angebracht, mittels denen ein Werkstück positioniert oder eingespannt werden kann. Dabei kann das in Z-Richtung verstellbare Teil so ausgeführt sein, daß es automatisch oder manuell über einen Teil seiner Baulänge verstellbar ist (z.B. Lineareinheit), daß es teleskopartig ausfahrbar ist, oder auch, daß es im konstanten Abstand zur XY-Bezugsebene verbleibt . Zusätzlich kann auf dem Läufer auch eine Dreheinheit angebracht werden, die es erlaubt, die Säule manuell oder selbsttätig um die Z-Achse zu drehen. In einer weiteren Ausführung kann eine Dreh-/Sc hwenke i n- heit vorgesehen sein, über die die Säule manuell oder selbsttätig relativ zur XY-Bezugsebene in jedem Winkel orientiert werden kann. Dabei ist grundsätzlich eine manuell zu betätigende oder selbsttätig funktionierende Arretierung der Dreh-/Schwenke i nhe i t oder auch der Z-Achsen-Ve rst e l lei n- richtung vorgesehen. Durch Kopplung mehrerer Läufer mit darauf aufgebauten und in Z-Richtung verstellbaren Säulen können so mit Hi lfe eines elastischen Körpers unterschied¬ liche räumliche Formen oder Formnester zum Halten von Körpern realisiert werden. Es ist auch möglich, mit mindestens zwei über feste oder verstellbare Balkenelemente gekoppelten Läufern eine in Z-Richtung verstellbare Positionier- oder Spanneinrichtung zu realisieren.Apart from the aforementioned concrete conception regarding the device for positioning and fixing bodies, it should be pointed out here that - starting from the known hybrid stepper motors - the present invention includes a new and not obvious use of these known hybrid stepper motors. A column perpendicular to the XY reference plane of the stator is mounted on at least one of the rotors of the hybrid stepper motors (ZR direction). Attached to this column is a part L, which can be positioned or fixed about this axis, with additional positioning and / or clamping means, by means of which a workpiece can be positioned or clamped. The part adjustable in the Z direction can be designed so that it can be adjusted automatically or manually over part of its overall length (e.g. linear unit), that it can be extended telescopically, or that it remains at a constant distance from the XY reference plane. In addition, a rotating unit can be attached to the rotor, which allows the column to be rotated manually or automatically around the Z axis. In a further embodiment, a swivel / swivel unit can be provided, by means of which the column can be manually or automatically oriented at any angle relative to the XY reference plane. Basically, a manually operated or automatically functioning locking of the turning / swiveling unit or the Z-axis adjustment device is provided. By coupling several runners with columns built on them and adjustable in the Z direction, different spatial shapes or mold cavities for holding bodies can be realized with the help of an elastic body. It is also possible to implement a positioning or tensioning device which is adjustable in the Z direction with at least two sliders coupled via fixed or adjustable bar elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist außer der (mindestens einen) auf der XY-Bezugsebene verfahrbaren Säule mindestens eine weitere, fest am Stator montierte Säule vorgesehen. In weiterer Ausgestaltung der genannten planaren Hybrid¬ schrittmotoren und insoweit abweichend von der bekannten Betriebsweise werden die Läufer mit den darauf befind¬ lichen Vorrichtungselementen zum Positionieren und Fixieren in ihrer jewei ligen Endposition nicht weiterhin luftge¬ lagert, sondern haften, durch Abschalten der Luftzufuhr und Abschalten des Motorstroms mit hoher, flächig vertei lter permanentmagnetischer Kraft an der Statorplatte. Damit können die Läufer auch Bearbe i tungs- bzw. Prozeßkräfte aufnehmen .According to a further embodiment of the invention, in addition to the ( at least one) column which can be moved on the XY reference plane, at least one further column which is fixedly mounted on the stator is provided. In a further embodiment of the above-mentioned planar hybrid stepper motors and in this respect deviating from the known mode of operation, the runners with the device elements located thereon for positioning and fixing in their respective end positions are no longer air-borne, but are liable by switching off the air supply and switching off of the motor current with a high, area-distributed permanent magnetic force on the stator plate. The runners can also absorb machining or process forces.
Die Läufer können auch mittels eines Getriebes gekoppelt werden. Insoweit ist an Zug-/Druckmittelgetriebe, wie Scheren und Hebel zur Verstärkung bzw. Abschwächung von Ver¬ stellwegen und Kräften gedacht, mittels denen dann Werk¬ stücke gespannt oder positioniert werden können.The rotors can also be coupled by means of a gear. In this respect, tension / pressure medium gears, such as scissors and levers for strengthening or weakening adjustment paths and forces, are intended, by means of which workpieces can then be clamped or positioned.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Stator¬ platte um eine parallel zur XY-Bezugsebene liegende Achse drehbar angeordnet. Damit ist es möglich, die Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern aus der Horizon¬ talen zu schwenken oder um 180 Grad zu drehen, um z.B. bei Bearbeitungsprozessen entstehende Späne einfacher abführen zu können. Aufgrund der bezüglich der Läufer in ihrer End¬ position aktivierbaren hohen magnetischen Kräfte (senkrecht zur XY-Bezugsebene) ist es möglich, die Statorplatte auch umgekehrt, d.h. mit der Lauffläche nach unten, zu orientieren, um so quasi über Kopf Werkstücke einspannen zu können.In a further embodiment of the invention, the stator plate is arranged to be rotatable about an axis lying parallel to the XY reference plane. This makes it possible to swivel the device for positioning and fixing bodies out of the horizontal or to rotate it through 180 degrees, e.g. to be able to remove chips that arise during machining processes more easily. Due to the high magnetic forces that can be activated in their end position with respect to the rotor (perpendicular to the XY reference plane), it is possible to reverse the stator plate, i.e. with the tread downwards, so that workpieces can be clamped over head.
Die Läufer können unterschiedliche Größen haben, um so ver¬ schiedene Haltekräfte beim Verfahren oder beim Spannen der Körper zu erreichen. Auf den Läufern können auch Sensoren zur Messung der auftretenden Kräfte und Momente angeordnet sein, über die elastische, plastische oder andere nicht form¬ stabi le Körper durch eine k raftgerege 11 e Positionssteuerung optimal und ohne unerwünschte Verformung gehalten und ge¬ spannt werden können. Durch diese sensorischen Einrichtungen können auch Körper, die, um ihre eigentliche Einbaulage, ihre Abmessungen und ihre Form zu erhalten, zunächst ver¬ formt werden müssen, entsprechend gespannt werden. Mit Hilfe von Kraftmessungen können dabei Qualitätskontrollen durchgeführt werden.The runners can have different sizes in order to achieve different holding forces when moving or stretching the body. Sensors for measuring the occurring forces and moments can also be arranged on the rotors, via which elastic, plastic or other non-dimensionally stable bodies by force-sensitive position control can be held and tensioned optimally and without undesired deformation. These sensory devices can also be used to tension bodies which, in order to maintain their actual installation position, their dimensions and their shape, must first be deformed accordingly. Quality controls can be carried out using force measurements.
An den fest stehenden oder den auf den Läufern montierten Säulen und Befestigungselementen können letztlich auch Me߬ mittel, Sensoren und/oder Bearbeitungseinheiten mit ent¬ sprechenden Werkzeugen befestigt sein. Damit ist es möglich, das eingespannte oder positionierte Werkstück auszumessen oder zu bearbeiten.In the end, measuring means, sensors and / or processing units can also be attached to the fixed pillars and the fastening elements mounted on the runners using appropriate tools. This makes it possible to measure or machine the clamped or positioned workpiece.
Die exakte Position der Läufer reLativ zueinander oder relativ zu einem festen Punkt des Stators wird mittels ge¬ eigneter berührender oder berühungslos arbeitender Distanz¬ meßsysteme genau bestimmt oder wird durch den Sollwert der Positionen der Läufer in dar Bezugsebene, den die Steuerung den Läufern vorgibt, errechnet.The exact position of the runners relative to one another or relative to a fixed point of the stator is exactly determined by means of suitable contacting or non-contact distance measuring systems or is calculated by the setpoint of the positions of the runners in the reference plane, which the control system specifies for the runners .
Der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingelegte bzw. ge¬ spannte Körper kann in seiner jeweiligen Lage und/oder Orientierung auch selbsttätig mit Hilfe der Vorrichtung selbst verändert werden. Der Körper wird diesbezüglich z.B. in eine bestimmte Referenzposition oder Nullage für die nachfolgende Meß- oder Bearbeitungsoperation gebracht. Zur Bestimmung der Nullage können dabei Sensoren und Meßmittel eingesetzt werden, die auf den Läufern und/oder an festen Punkten des Stators angebracht sind.The position and / or orientation of the body inserted or tensioned in the device according to the invention can also be changed automatically with the aid of the device itself. The body will e.g. brought into a specific reference position or zero position for the subsequent measuring or machining operation. To determine the zero position, sensors and measuring means can be used which are attached to the rotors and / or at fixed points of the stator.
Komplexe Körper, die z.B. Hinterschneidungen aufweisen, können automatisch oder manuel l in die Vorrichtung eingelegt werden, da die Säulen selbsttätig und auch schrittweise verfahrbar sind. Für den Fall, daß ein Körper nicht direkt eingelegt werden kann, verfährt die Vorrichtung beispielsweise in eine Vorposition; der Körper wird in der Vorrichtung ge¬ halten und anschließend ohne Kollision in seine End¬ position verfahren.Complex bodies, which have undercuts, for example, can be inserted automatically or manually into the device, since the columns are automatic and can also be moved step by step. In the event that a body is not inserted directly the device moves, for example, to a preposition; the body is held in the device and then moved into its end position without collision.
Die Gesamtheit der Pos i t i on i e r-und/ode r Spannvorgänge läßt sich u.U. über eine zentrale Datenverarbeitungseinheit steuern. Insoweit ist es auch denkbar, die Verfahr- und Bewegungsschritte der Läufer und/oder der eigentlichen Spann- und Auf l agee l ement e nach Art der TEACH-IN-Met hode zu programmieren.The totality of the positioning and / or clamping processes can possibly be control via a central data processing unit. In this respect, it is also conceivable to program the travel and movement steps of the runners and / or the actual tensioning and support elements according to the type of the TEACH-IN method.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber allen bekannten Lösungen basieren vor allem auf dem Wegfall von Rüstzeiten. Die räumliche Anordnung der einzelnen Säulen mit den darauf angebrachten Positionier- und Spannmitteln wird abgespeichert und bei Bedarf in kürzester Zeit einfach wieder abgerufen. Damit entfällt Letztlich auch eine teure Lagerhaltung für komplette Vorrichtungen.The advantages of the device according to the invention over all known solutions are based primarily on the elimination of set-up times. The spatial arrangement of the individual columns with the positioning and clamping devices attached to them is saved and, if required, can be called up again in the shortest possible time. Ultimately, this also eliminates expensive warehousing for complete devices.
Entgegen der aus der DE 38 03 031 A1 bekannten Vorrichtung werden sämtliche Säulen gleichzeitig und selbsttätig ver¬ fahren. Damit wird die Rüstzeit weiter erheblich verringert und die Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern kann an einer beliebigen Meß- oder Bearbeitungsmaschine ein¬ gesetzt we rden .Contrary to the device known from DE 38 03 031 A1, all columns are moved simultaneously and automatically. This significantly reduces the set-up time and the device for positioning and clamping bodies can be used on any measuring or processing machine.
Mit den in der XY-Bezugsebene selbsttätig verfahrbaren Säulen können ganz generell zwei elementare Funktionen erreicht werden:With the columns that can be moved automatically in the XY reference plane, two elementary functions can generally be achieved:
Erstens können übliche Positionier- oder Spann¬ elemente, die an den Säulen angebracht sind, positioniert werden, d.h. die Säulen übernehmen die Positionierfunktion und die Spannelemente übernehmen die Spannfunktion. Zweitens können die Säulen zusätzlich genutzt werden und zwar um Werkstücke unmittelbar zu spannen (Positionieren und Spannen). Dazu werden die Spann- elemeπte in eine Einlegeposition verfahren und das Teil wird eingelegt; danach werden bestimmte Läufer um einen genau festgelegten Weg weiter verfahren, um so eine Spannkraft parallel zur XY-Bezugsebene auf- zubringen .First, conventional positioning or tensioning elements which are attached to the columns can be positioned, ie the columns take over the positioning function and the tensioning elements take over the tensioning function. Secondly, the columns can also be used to clamp workpieces directly (positioning and clamping). For this purpose, the clamping elements are moved into an insertion position and the part is inserted; After that, certain sliders are moved along a precisely defined path in order to apply a clamping force parallel to the XY reference plane.
Die Vorrichtung eignet sich in Verbindung mit Arbeitsvor¬ gängen, bei denen geringe Prozeßkräfte auftreten, gleicher¬ maßen für formstabile und nicht formstabile Werkstücke. Arbeitsvorgänge dieser Art sind zum einen Meßprozesse {taktile oder berührungslose Erfassung), zum anderen ist auch der Einsatz bei spanenden Bearbeitungsverfahren und Fügeverfahren ni cht-ferromagnet i scher Werkstoffe (z.B. Bearbeitungsvorgänge an Holz, Kunststoffen, Aluminium usw.) möglich.The device is suitable in connection with work processes in which low process forces occur, equally for dimensionally stable and non-dimensionally stable workpieces. Work processes of this type are, on the one hand, measuring processes (tactile or non-contact detection), and on the other hand, they can also be used in machining processes and joining processes for non-ferromagnetic materials (e.g. machining processes on wood, plastics, aluminum, etc.).
Infolge der Möglichkeit mehrere Läufer simultan verfahren zu können, sind aufgespannte Werkstücke auch relativ zu fest stehenden oder auf anderen Läufern bewegten Meßvor¬ richtungen bewegbar. Das ist insbesondere bei der optischen Abtastung von Flächen oder Formelementen mit Hilfe von Zeilen¬ kameras nützlich, da hierbei kein zusätzlicher Antrieb be¬ nötigt wird.As a result of the possibility of being able to move several runners simultaneously, clamped workpieces can also be moved relative to stationary measuring devices or measuring devices which are moved on other runners. This is particularly useful when optically scanning surfaces or shaped elements with the aid of line cameras, since no additional drive is required.
Da aufgespannte Körper an ihren Spann- und Auf lägef lächen im allgemeinen nicht zugänglich sind, ist die beschriebene Vorrichtung insoweit sinnvoll einsetzbar, als einzelne Säulen unmittelbar beim Arbeitsvorgang (Messen, Bearbeiten) selbst¬ tätig, d.h. programmgesteuert, gelöst, verfahren und an einer anderen Stelle am Werkstück wieder angesetzt werden können. Damit sind alle Stellen eines Werkstücks zugänglich. Ein besonderes Anwendungsgebiet diesbezüglich ist die holz- und kunststoffverarbeitende Industrie (zum Bei¬ spiel Möbel) und zwar in Verbindung mit der Bearbeitung kleiner Teile beziehungsweise Werkstücke. Diese Teile können meist nicht auf einer Vakuumplatte oder mit Vakuumspannern gehalten werden, wie es bei der Bear¬ beitung plattenförmiger Werkstücke üblich ist, da die wirksame Spannfläche zu klein ist. Deshalb wären mecha¬ nische Spanner zum Aufspannen der Teile von Vorteil. Diese mechanischen Spanner stehen jedoch bei der Bear¬ beitung im allgemeinen im Weg, d.h. ein solches Klein- Teil kann nicht rundum (häufiger Bearbeitungsfall: Kan¬ tenbearbeitung bei Blenden oder dergleichen) in ein und derselben Aufspannung bearbeitet werden, sondern die Spanner müßten zwischendurch an eine andere Position verschoben werden, damit alle Stellen des zu bearbei¬ tenden Teils zugänglich werden. Hier bietet die erfin¬ dungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß einzelne Spanner während der Bearbeitung rechnergesteuert gelöst und aus dem Bearbeitungspfad gefahren werden könnten. Danach könnten sie wieder in die alte Spannposition zurückgefahren werden, und es müßte bei diesem Vorgehen nur sichergestellt sein, daß stets genügend Spann¬ elemente am Werkstück anliegen. Die Spannelemente könn¬ ten dabei während der Bearbeitung beziehungsweise im Betrieb mit Hilfe von Sensoren an den Spannelementen selbst oder am Bearbeitungswerkzeug "selbsttätig" aus dem Bearbeitungspfad entfernt werden, indem ein ent¬ sprechendes Signal für die Steuerung der Spanneinrich¬ tung generiert wird.Since clamped bodies are generally inaccessible at their clamping and bearing surfaces, the device described can be usefully used insofar as individual columns are directly active during the working process (measurement, processing), ie program-controlled, solved, moved and on another Can be put back on the workpiece. This means that all parts of a workpiece are accessible. A particular field of application in this regard is the wood and plastic processing industry (for example furniture) in connection with the processing of small parts or workpieces. These parts can usually not be held on a vacuum plate or with vacuum clamps, as is customary when machining plate-shaped workpieces, since the effective clamping surface is too small. Mechanical clamps for clamping the parts would therefore be advantageous. However, these mechanical clamps generally stand in the way of machining, ie such a small part cannot be machined all around (frequent machining: edge machining for panels or the like) in one and the same clamping, but the clamps would have to be on in between a different position is shifted so that all locations of the part to be machined are accessible. Here, the device according to the invention offers the advantage that individual clamps could be released under computer control during processing and moved out of the processing path. Then they could be moved back into the old clamping position, and it would only have to be ensured with this procedure that there are always enough clamping elements on the workpiece. The clamping elements could be "automatically" removed from the processing path during processing or during operation with the aid of sensors on the clamping elements themselves or on the processing tool by generating a corresponding signal for controlling the clamping device.
Denkbar wäre auch alle Bewegungen der Spannelemente vor Beginn der Bearbeitung nach Art der "Teach-in-Methode" einzugeben, was jedoch einen hohen Programmieraufwand bedingen würde. Komplexe Körper können im allgemeinen nicht in einem in sich geschlossenen Vorgang in eine Spannvorrichtung ein¬ gelegt werden, sondern sie werden zunächst in eine Lage ge¬ bracht, in der dann bestimmte Spannelemente verstel lt werden; in dieser Vorposition werden auch unzugängliche Auflage- steilen erreicht. Danach wird das Werkstück schrittweise in seine Endposition verbracht. Um diesen Vorgang zu automati¬ sieren, müssen die Vorrichtungselemente je für sich selbst¬ tätig verfahrbar sein. Dies ist beispielsweise mit der aus der DE 38 03 031 A1 bekannten Vorrichtung nicht möglich. Durch ein programmgesteuertes Verfahren der einzelnen Vor¬ richtungselemente kann ein Körper in der Vorrichtung in eine "Nullage" oder eine Referenzlage gebracht werden. Damit entfallen beim Messen oder Bearbeiten die dem eigentlichen Arbeitsgang vorhergehenden Schritte "Antasten" und "Messen der Ist-Lage" , sowie "rechnerische Refe renz i erung " und nachfolgende "Orientierung des Körpers". Damit werden weitere Nebenzeiten, die zu einer schlechten Auslastung der Meß- oder Bearbeitungsmaschine führen, minimiert.It would also be conceivable to enter all movements of the clamping elements before starting machining in the manner of the "teach-in method", but this would require a high level of programming. Complex bodies can generally not be placed in a clamping device in a self-contained process, but are first placed in a position in which certain clamping elements are then adjusted; inaccessible parts of the edition are also reached in this preposition. The workpiece is then gradually brought to its end position. In order to automate this process, the device elements must each be capable of being moved independently. This is not possible, for example, with the device known from DE 38 03 031 A1. A body in the device can be brought into a “zero position” or a reference position by a program-controlled method of the individual device elements. This eliminates the steps "probing" and "measuring the actual position", as well as "arithmetic referencing" and subsequent "orientation of the body", which precede the actual work step when measuring or processing. This minimizes additional idle times that lead to poor utilization of the measuring or processing machine.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is explained below with reference to the drawing. This shows in
Fig. 1 eine Pri nz i pdarste l Lung eines ersten Ausführungs¬ beispiels einer Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern in Aufsicht;1 shows a principle of a first embodiment of a device for positioning and fixing bodies in supervision;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungs¬ beispiels der Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht und in Aufsicht;FIG. 2 shows a basic illustration of a second exemplary embodiment of the device according to FIG. 1 in side view and in top view;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines dritten Ausführungs¬ beispiels der Vorrichtung nach Anspruch 1 in Seitenansicht und in Aufsicht.Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the device according to claim 1 in side view and in supervision.
Fig. 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines ersten Ausführungs¬ beispiels einer Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern, deren Basis durch einen bekannten planaren luft- gelagerten Hybridschrittmotor gebildet wird. Einer orts¬ festen Statorplatte 1 dieses Hybr i dmotors, di e als XY- Bezugsebene für Positionierelemente 2,3 und 4 dient, sind zwei unterschiedliche Läufer 5,6 zugeordnet, die - insbe¬ sondere programmgesteuert - auf einem Luftlager zwischen der Läuferunterseite und der Statorplatte 1 verfahren werden können. Die Ve rsorgungsSpannung, die Steuersignale und die erforderliche Druckluft für die beiden Läufer 5,6 werden über Energieketten 7 von der Statorplatte 1 zu den Läufern 5,6 übertragen. Auf den beiden Läufern 5 und 6 , sowie seitlich an der Statorplatte 1 selbst sind ver¬ stellbare Befestigungselemente 8 angebracht, die an ver¬ schiedenen Positionen auf dem jewei ligen Läufer 5 bzw. 6 bzw. an der Statorplatte 1 montiert werden können. An diesen Befestigungselementen 8 sind insbesondere zylin¬ drische Stangen 9 angebracht, deren jewei lige Lage auf den Befestigungselementen 8 variiert werden kann.1 shows a three-dimensional view of a first embodiment of a device for positioning and tensioning bodies, the base of which is known from a known planar air stored hybrid stepper motor is formed. A stationary stator plate 1 of this hybrid motor, which serves as an XY reference plane for positioning elements 2, 3 and 4, is assigned two different rotors 5, 6, which - in particular program-controlled - on an air bearing between the underside of the rotor and the Stator plate 1 can be moved. The supply voltage, the control signals and the required compressed air for the two rotors 5, 6 are transmitted via energy chains 7 from the stator plate 1 to the rotors 5, 6. On the two rotors 5 and 6, as well as on the side of the stator plate 1 itself, adjustable fastening elements 8 are attached, which can be mounted in different positions on the respective rotors 5 and 6 or on the stator plate 1. In particular, cylindrical rods 9 are attached to these fastening elements 8, the respective position of which on the fastening elements 8 can be varied.
Die Stangen 9 weisen an ihren freien Stirnseiten Positionier- und Auf l agee lemente 10 auf, die z.B. mit Hi lfe eines Klemm¬ mechanismus fixiert sind. Die Positionier- und Auflage¬ elemente 10 sind in Axialrichtung Z der Stangen 9 ver¬ schiebbar und sie können auch um diese Ax i a l r i chtung ge¬ dreht werden. Die Positionier- und Auf lagee lement e 10 sind ferner mit jeweils verstellbaren Funktionselementen ver¬ sehen: Jeweils ein kegelförmiges Auf lagee l ement 11 und ein Zylinderstift 12 können so in Ax i a l r i chtung der Stangen verschoben und arretiert werden; neben diesen letztgenannten Elementen sind an den Positionier- und Auf l agee l ement en auch Flächen 13 angeformt, die ebenfalls beim Positionieren eines Körpers einbezogen werden.The rods 9 have positioning and support elements 10 on their free end faces, which e.g. are fixed with the help of a clamping mechanism. The positioning and support elements 10 are displaceable in the axial direction Z of the rods 9 and they can also be rotated about this axial direction. The positioning and support elements 10 are also provided with respectively adjustable functional elements: each a conical support element 11 and a cylindrical pin 12 can thus be moved and locked in the axial direction of the rods; In addition to these latter elements, surfaces 13 are also formed on the positioning and support elements, which are also included when positioning a body.
Mit Hi lfe der insoweit dargestellten und beschriebenen Vor¬ richtung zum Positionieren und Spannen von Körpern lassen sich Körper beliebiger Formen relativ zu einer - nicht dar- gestellten - Bearbeitungsmaschine positionieren und spannen. Die Läufer 5,6 sind in der XY-Bezugsebene der Statorplatte 1 frei verfahr- bzw. verschiebbar. Auf den Oberseiten der Läufer 5,6 sind ihrerseits Befesti¬ gungselemente 8 variabel fixierbar; diese Befestigungs¬ elemente 8 weisen darüberhinaus Stangen 9 auf, an denen in Z-Richtung verstell- bzw. verfahrbare Positionier- und Auf Lagee l emente 10 angeordnet sind.With the help of the device for positioning and tensioning bodies shown and described so far, bodies of any shape can be made relative to a - not shown - position and clamp the processing machine. The rotors 5, 6 can be moved or displaced freely in the XY reference plane of the stator plate 1. Fastening elements 8 are in turn variably fixable on the upper sides of the runners 5, 6; these fastening elements 8 also have rods 9, on which positioning and positioning elements 10 which are adjustable or movable in the Z direction are arranged.
Damit steht eine Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern zur Verfügung, mit der auch ein komplexer Körper an verschiedenen Fix- bzw. Auflagepunkten gefaßt und ge¬ stützt werden kann. Die Läufer 5,6 können dabei mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 100 bewegt werden, die ggf. nach Art der TEACH-I N-Met hode programmiert werden kann. Es ist durchaus auch denkbar, die Positionier- und Auf l agee lement e 10 bzw. deren Elemente kegelförmiges Auf¬ lageelement 11, Zy l i nde rst i f t 12 , Grundfläche 13 in die programmgesteuerte Steuerung e i nzubez i ehen .A device for positioning and tensioning bodies is thus available, with which even a complex body can be grasped and supported at various fixed or support points. The runners 5, 6 can be moved with a central data processing device 100, which can be programmed according to the type of TEACH-IN method. It is also conceivable to include the positioning and support elements 10 or their elements conical support element 11, cylinder support 12, base area 13 in the program-controlled control.
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht und in Aufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern mit verschiedenerlei Positionier- und Spannelementen. Die Statorplatte 14 ist auf einem Grund¬ gestell 15 montiert, an dem außerdem die festen Positionier- und Spannelemente 16 montiert sind. Die Läufer 17 sind von unterschiedlicher Größe und sowohl an den festen Säulen 16, als an den über die Läufer17 verfahrbaren Säulenlδ sind Spannelemente 19 und Pos i t i oni ere Lemente 20 angebracht, die fest eingestellt - vgl. Bezugszeichen 21 - , bzw. in Z-Richtung verstellbar und/oder um die Z-Achse drehbar aus¬ geführt sind.Fig. 2 shows a side view and a top view of a second embodiment of the device for positioning and tensioning bodies with various positioning and tensioning elements. The stator plate 14 is mounted on a base frame 15 on which the fixed positioning and tensioning elements 16 are also mounted. The runners 17 are of different sizes and both on the fixed columns 16 and on the column l δ which can be moved via the runners 17, clamping elements 19 and positional elements 20 are attached, which are fixed - cf. Reference numerals 21 -, or adjustable in the Z direction and / or designed to be rotatable about the Z axis.
Fig. 3 zeigt schematisch in Seitenansicht und in Aufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern. X)i e Statorplatte 14 ist auch hier auf einem Grundgestell 15 montiert, auf dem die festen Positionier- und Spannelemente 16 angeordnet sind. Die eingesetzten Läufer 17 sind von unterschiedlicher Größe und an den festen Säulen 16 sind Spannelemente 19 angebracht. Bei dieser besonderen Ausführungsform wird die selbsttätige Verstellung der Positionier- und Spannelemente in der Z-Achse durch eine Kopplung zweier LäufeM7 mittels eines Koppelgetriebes 22 und durch Veränderung des Ab¬ stands der beiden Läufer 17 zueinander erreicht. Dazu sind die Lenker des Koppelgetriebes 22 auf den Läufern 17 leicht drehbar gelagert. Fig. 3 shows schematically in side view and in supervision a third embodiment of the positioning device and stretching bodies. X) The stator plate 14 is also mounted here on a base frame 15 on which the fixed positioning and clamping elements 16 are arranged. The runners 17 used are of different sizes and clamping elements 19 are attached to the fixed columns 16. In this particular embodiment, the automatic adjustment of the positioning and tensioning elements in the Z-axis is achieved by coupling two barrels M7 by means of a coupling gear 22 and by changing the distance between the two runners 17. For this purpose, the handlebars of the coupling gear 22 are rotatably mounted on the rotors 17.

Claims

Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von KörpernP A T E N T A N S P R Ü C H E Device for positioning and fixing bodiesP ATENT REQUESTS
1. Vorrichtung zum Positionieren und Fixieren von Körpern mit Hi lfe einer Mehrzahl von auf einer Bezugsebene verschiebbaren Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene durch den Stator eines planaren, l uftge l age rten Hybridschrittmotors verifiziert ist, und daß eine Mehrzahl von auf der Bezugsebene unabhängig voneinander programmgesteuert ver¬ fahrbaren und hochgenau positionierbaren luft¬ gelagerten Läufern vorgesehen sind, die ggf. manuell oder selbsttätig auswechselbare Elemente zum Positionieren und Fixieren tragen.1. Device for positioning and fixing bodies with the aid of a plurality of elements which can be displaced on a reference plane, characterized in that the reference plane is verified by the stator of a planar, air-cooled hybrid stepping motor, and that a plurality of on the reference plane air-supported runners which can be moved independently of each other under program control and can be positioned with high precision are provided, which, if necessary, carry manually or automatically interchangeable elements for positioning and fixing.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Positionieren und Fixieren Spannvorrichtungen und/oder Auflager aufweisen.2. Device according to claim 1, characterized in that the elements for positioning and fixing have clamping devices and / or supports.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Positionieren und Fixieren dreh- und/oder schwenkbar gelagert sind. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the elements for positioning and fixing are rotatably and / or pivotally mounted.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Positionieren und Fixieren längenverstellbar ausgebildet sind.4. Apparatus according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the elements for positioning and fixing are formed adjustable in length.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine fest mit dem Stator verbundene Auflager- bzw. Spannvorrichtung vorgesehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one fixed to the stator support or tensioning device is provided.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die l uftge L age rt en Läufer in ihrer jewei ligen Endposition fest mit dem Stator koppelbar sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the air position and rotor in their respective end position can be firmly coupled to the stator.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die luftge l age rt en Läufer zusätzliche Getriebe¬ mittel aufweisen, über die eine spezifische Beein¬ flussung von Spannkräften erzielbar ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Luftge l age rt en rotor have additional transmission means, via which a specific influencing of clamping forces can be achieved.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bezugsebene bildende Stator dreh- und/oder schwenkbar ausgebi ldet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the stator forming the reference plane is designed to be rotatable and / or pivotable.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer Sensoren und Aktoren aufweisen, über die der positionierte und fixierte Körper vermessen und ggf. gezielt bearbeitet werden kann.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the runners have sensors and actuators via which the positioned and fixed body can be measured and optionally processed in a targeted manner.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, über die die Läufer mit den Elementen zum Positionieren und Fixieren ggf. auf der Basis einer TEACH-IN-Programmierung in ihre vorgegebenen Positionen auf der Bezugsebene verbringbar ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a central data processing device is provided, by means of which the runner with the elements for positioning and fixing can, if necessary, be brought into their predetermined positions on the reference level on the basis of a TEACH-IN programming.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer mit den Elementen zum Positionieren und Fixieren während eines Bearbeitungsgangs temporär gelöst und aus dem Bearbeitungspfad des Werkzeugs ver¬ bringbar sind, so daß jeder Punkt des zu bearbeitenden Werkstücks bearbeitbar ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the runners with the elements for positioning and fixing during a machining process temporarily released and ver¬ can be brought out of the machining path of the tool, so that each point of the workpiece to be machined can be machined.
12. Verwendung eines Hybridschrittmotors mit einem ortsfesten Stator und einer Mehrzahl von luftge l agerten beweglichen Läufern als Basiseinheit einer Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Körpern, wobei die Läufer einerseits dem jeweiligen Körper entsprechend vorgegebene Spann- und Posi tionier- elemente tragen und andererseits relativ zum Körper insbesondere programmgesteuert gleichzeitig frei verfahrbar sind. 12. Use of a hybrid stepper motor with a stationary stator and a plurality of air-bearing movable rotors as the base unit of a device for positioning and tensioning bodies, the runners on the one hand carrying predetermined tensioning and positioning elements according to the respective body and on the other hand relative to Bodies, in particular program-controlled, can be moved freely at the same time.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019133144A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Homag Bohrsysteme Gmbh Clamping element and processing machine with clamping element

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823062A (en) * 1987-07-23 1989-04-18 Megamation, Incorporated Method and apparatus for precision control of linear motors and the like employing a closed loop technique
US4848005A (en) * 1987-02-03 1989-07-18 D.E.A. Digital Electronic Automation S.P.A. Rearrangeable supporting and positioning fixture, particularly for parts measurable on a gauging machine
US5126648A (en) * 1990-03-22 1992-06-30 Megamation Incorporated High resolution piggyback linear motor design for placement systems and the like
WO1994016401A1 (en) * 1993-01-11 1994-07-21 Sensor Adaptive Machines, Inc. Sensory based assembly tooling improvements
US5347700A (en) * 1992-03-19 1994-09-20 Mazda Motor Corporation Method of assembling vehicle parts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4848005A (en) * 1987-02-03 1989-07-18 D.E.A. Digital Electronic Automation S.P.A. Rearrangeable supporting and positioning fixture, particularly for parts measurable on a gauging machine
US4823062A (en) * 1987-07-23 1989-04-18 Megamation, Incorporated Method and apparatus for precision control of linear motors and the like employing a closed loop technique
US5126648A (en) * 1990-03-22 1992-06-30 Megamation Incorporated High resolution piggyback linear motor design for placement systems and the like
US5347700A (en) * 1992-03-19 1994-09-20 Mazda Motor Corporation Method of assembling vehicle parts
WO1994016401A1 (en) * 1993-01-11 1994-07-21 Sensor Adaptive Machines, Inc. Sensory based assembly tooling improvements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019133144A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 Homag Bohrsysteme Gmbh Clamping element and processing machine with clamping element

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