DE102015111636A1

DE102015111636A1 - Computer controlled moving means for improving the result of a subtractive machining operation

Info

Publication number: DE102015111636A1
Application number: DE102015111636.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Wolski; Jörg Müglitz
Original assignee: SCHWEISSTECHNISCHE LEHR und VERSUCHSANSTALT HALLE GmbH; SCHWEIßTECHNISCHE LEHR- und VERSUCHSANSTALT HALLE GmbH
Current assignee: SCHWEISSTECHNISCHE LEHR und VERSUCHSANSTALT HALLE GmbH; SCHWEIßTECHNISCHE LEHR- und VERSUCHSANSTALT HALLE GmbH
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine computergesteuerte Bewegungseinrichtung zur Verbesserung des Ergebnis eines subtraktiven Bearbeitungsvorganges, indem an einer kartesisch wirkenden Führungsmaschine (30) ein zylinderähnliches Werkzeug (2) mit einem Werkzeughalter (6), einer gestellfernen Halteplatte (4) und einer gestellnahen Halteplatte (5) mit dem gestellfernen sphärischen Glied (8) im Arbeitszustand fest verbunden ist durch das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied (9) und über zwei Drehgelenke, das Zwischendrehgelenk (7) und das gestellfeste Drehgelenk (10), mit dem an der Führungsmaschine 30 befestigten Gestell (1) verbunden sind, wobei die Drehachsen des Zwischendrehgelenkes (7) und des gestellfesten Drehgelenkes (10) sich mit der Achse des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) in einem Punkt schneiden und in diesem Punkt sich der TCP (3) des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) befindet und zumindest eine weitere Gliederkette vorhanden ist, über die eine Verbindung zwischen gestellfernem sphärischen Glied (8) und Gestell (1) besteht.The invention relates to a computer-controlled movement device for improving the result of a subtractive machining process by a cylinder-like tool (2) with a tool holder (6), a frame-distal holding plate (4) and a frame-close holding plate (5) on a cartesian-acting guide machine (30) the frame remote spherical member (8) is firmly connected in the working state by the frame-adjacent spherical two-link (9) and two pivot joints, the intermediate swivel joint (7) and the fixed frame pivot (10), connected to the guide machine 30 fixed frame (1) are, wherein the axes of rotation of the intermediate pivot joint (7) and the frame-fixed pivot (10) intersect with the axis of the cylinder-like tool (2) in one point and at this point is the TCP (3) of the cylinder-like tool (2) and at least Another link chain is present, via which a connection between frame distant spherical member (8) and frame (1) consists.

Description

Die Erfindung betrifft eine computergesteuerte Einrichtung zur Orientierung zylinderförmiger Werkzeuge um vergleichsweise kleine Beträge bei subtraktiven Bearbeitungsvorgängen.The invention relates to a computer-controlled device for orientation of cylindrical tools by comparatively small amounts in subtractive machining operations.

Mit der Bezeichnung ”Zylinderförmiges Werkzeug” sind Werkzeuge gemeint, die um eine Achse gedreht werden können, ohne dass sich das von ihnen bewirkte Bearbeitungsergebnis ändert, die folglich entlang dieser Achse ihre Wirkrichtung besitzen und die entlang dieser Achse eine Ausdehnung haben, die groß ist im Vergleich zu ihrer Ausdehnung entlang der beiden anderen, auf ihr orthogonal stehenden Achsen. Das Werkzeug kann dabei sowohl ein Starrkörper, z. B. ein Fräser, als auch ein biegeschlaffer Körper, z. B. ein Draht oder ein Seil, sein. Das Werkzeug kann aber auch nichtkörperlich, in Form eines Stoff- oder Materiestromes, ausgebildet sein.By the term "cylindrical tool" is meant tools that can be rotated about an axis without changing the processing result that they cause, which consequently have their direction of action along this axis and along this axis have an extension that is large in size Compared to their extension along the other two, on their orthogonal axes. The tool can both a rigid body, z. As a cutter, as well as a limp body, z. As a wire or a rope to be. The tool can also be non-physical, in the form of a material or Materiestromes be formed.

Subtraktiver Bearbeitungsvorgang meint das wie auch immer geartete Entfernen von Materie mit dem Ziel, aus einem ganzheitlichen Gegenstand mehrere identische oder unterschiedliche Teile zu erschaffen oder einen Gegenstand durch das Entfernen von Material in seiner Masse und seinem Volumen zu verringern.Subtractive machining refers to the removal of matter in any way with the aim of creating several identical or different parts from a holistic object or reducing an object by removing material in its mass and volume.

Stand der TechnikState of the art

Einrichtungen zur Orientierung eines Werkzeuges sind in vielfältiger Form bekannt. Ein Beispiel sind die Handgelenke von seriell aufgebauten Industrierobotern der Bauformen Gelenkarm und Portal. Sie dienen zum Nachführen einer Werkzeugachse entlang einer dreidimensionalen Bauteilkontur, z. B. beim Besäumen von tiefgezogenen Blechteilen in der Automobil- und Konsumgüterindustrie. Bei der spanenden Bearbeitung ermöglichen Schwenkköpfe die fünfseitige Bearbeitung eines Werkstückes, d. h. nur dessen Grund- oder Aufspannfläche ist der Bearbeitung unzugänglich.Means for the orientation of a tool are known in many forms. An example are the wrists of serially constructed industrial robots of the types articulated arm and portal. They serve to track a tool axis along a three-dimensional component contour, z. B. when trimming deep-drawn sheet metal parts in the automotive and consumer goods industries. When machining, swivel heads enable the five-sided machining of a workpiece, i. H. only its base or clamping surface is inaccessible to machining.

Beide Bauformen sind ähnlich aufgebaut, indem zwei oder drei elektrisch, selten hydraulisch angetriebene Drehachsen bevorzugt rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Der Werkzeugwirkpunkt hat zu zumindest einer dieser Drehachsen einen Normalabstand > 0. Vielfältige konstruktive Lösungen zur praktischen Ausgestaltung dieser Bauform sind bekannt ( Volmer, J.: Industrieroboter: Funktion und Gestaltung. Verlag Technik GmbH, Berlin, 1992 ).Both designs are similarly constructed by two or three electrically, rarely hydraulically driven axes of rotation are preferably arranged at right angles to each other. The tool action point has a normal distance> 0 for at least one of these axes of rotation. Numerous design solutions for the practical design of this design are known (US Pat. Volmer, J .: Industrial Robots: Function and Design. Verlag Technik GmbH, Berlin, 1992 ).

In der Schneid- und Schweißtechnik sind ähnliche technische Lösungen unter dem Namen Fasenaggregat bekannt. Von ihnen wird ein Werkzeug, z. B. ein Schneidbrenner, in zwei Richtungen um Beträge von mindestens +/–45 Grad geschwenkt. Die Beträge der Schwenkwinkel erwachsen aus der technologischen Anwendung, die bevorzugt im Herstellen von Fasen als Schweißnahtvorbereitung an plattenförmigen Bauteilen besteht. Im Unterschied zu oben beschriebenen Lösungen bei Industrierobotern werden hier zumeist technische Lösungen verwendet, die das Werkzeug um einen raumfesten Punkt, der außerhalb des vom Werkzeug selbst beanspruchten Bau- und Bewegungsraumes liegt, verschwenken.In cutting and welding technology similar technical solutions are known under the name bevel aggregate. From them becomes a tool, z. As a cutting torch, pivoted in two directions by amounts of at least +/- 45 degrees. The amounts of the swivel angle accrue from the technological application, which is preferably in the manufacture of chamfers as weld preparation to plate-shaped components. In contrast to the above-described solutions in industrial robots technical solutions are mostly used here, which pivot the tool to a space-fixed point that is outside of the tool itself claimed construction and movement space.

Im raumfesten Punkt wird der Wirkpunkt des Werkzeugs, üblich als TCP bezeichnet, angeordnet ( Kunad, G.; Müglitz, J.: Kinematisch vorteilhafte Roboterhandgelenke. Kurvengetriebe, Gelenkgetriebe und gesteuerte Antriebe-Systemelemente in Maschinen und Geräten. VDI-Tagung Bad Nauheim, 2./3.5. 1994, VDI-Berichte Nr. 1111, VDI-Verlag Düsseldorf, 1994 ). Derartige Lösungen besitzen Vorteile hinsichtlich der Möglichkeiten, Position und Orientierung des Werkzeuges kinematisch getrennt zu behandeln, eine höhere Positioniergenauigkeit und eine uneingeschränkte Orientierbarkeit des Werkzeuges im gesamten Arbeitsraum zu realisieren.In the space-fixed point, the point of action of the tool, commonly referred to as TCP, is arranged ( Kunad, G .; Müglitz, J .: Kinematically advantageous robot wrist joints. Cam gears, linkages and controlled drive system elements in machinery and equipment. VDI Conference Bad Nauheim, 2./3.5. 1994, VDI reports No. 1111, VDI-Verlag Dusseldorf, 1994 ). Such solutions have advantages in terms of the possibilities to handle kinematically separated position and orientation of the tool to realize a higher positioning accuracy and an unrestricted orientability of the tool throughout the workspace.

Verschiedene kinematische und konstruktive Lösungen hierzu sind in der Patentliteratur zu finden. So ist in DE 10 2005 041 462 dieses Bewegungsverhalten vermittels eines Kreuzschiebers und eines Zugmittelgetriebes verwirklicht. Damit lässt sich eine steife konstruktive Gestaltung verwirklichen, jedoch um den Preis eines vergleichsweise großen Bauraumes. DE 10 2013 205 008 A1 schlägt die serielle Nacheinander-Anordnung sphärischer Drehantriebe vor. Ziel der beschriebenen Lösung ist eine schonende Behandlung der zum Werkzeug führenden Versorgungskabel und -schläuche einerseits, ein unüblich hoher Bewegungsbereich andererseits. Beides soll mit einer redundanten Anordnung der Drehantriebe erreicht werden, dergestalt, dass zumindest ein Antrieb mehr als kinematisch erforderlich verbaut ist. Das erhöht andererseits jedoch die Kosten, die bewegte Masse und macht die gesamte Anordnung steuerungstechnisch kompliziert.Various kinematic and constructive solutions can be found in the patent literature. So is in DE 10 2005 041 462 realizes this movement behavior by means of a cross slide and a traction mechanism. This allows a rigid structural design realize, but at the cost of a comparatively large amount of space. DE 10 2013 205 008 A1 proposes the serial sequential arrangement of spherical rotary actuators. The aim of the solution described is a gentle treatment of the supply cable and hoses leading to the tool on the one hand, an unusually high range of motion on the other hand. Both should be achieved with a redundant arrangement of the rotary actuators, such that at least one drive is installed more than kinematically required. On the other hand, however, this increases the cost of the moving mass and makes the entire arrangement complicated in terms of control technology.

Technologische Untersuchungen bei diversen subtraktiven Bearbeitungsprozessen haben gezeigt, dass für primär physikalisch wirkende Verfahren, bespielhaft seien Wasserstrahlschneiden und Plasmaschneiden genannt, eine signifikante Qualitätssteigerung durch eine Addition vergleichsweise kleiner Offsetwerte zu der theoretisch exakten Werkzeugorientierungen zu erreichen ist ( Wolski, U.; Pinkernelle, A.; Krink, V.; Müglitz, J.: Plasmaschneiden nichtrostender Stähle-Möglichkeiten und Grenzen zur Optimierung der Schnittqualität. Vortragsmanuskript Große Schweißtechnische Tagung 2015, Nürnberg [in Druck]).Technological investigations on various subtractive machining processes have shown that a significant increase in quality can be achieved by adding relatively small offset values to the theoretically exact tool orientations for primarily physically acting processes, which are exemplified by water jet cutting and plasma cutting ( Wolski, U .; Pinkernelle, A .; Krink, V .; Müglitz, J .: Plasma cutting of stainless steel options and limits for optimizing cut quality. Lecture manuscript Large Welding Conference 2015, Nuremberg [under pressure]).

In Ergänzung dazu wird in EP 2 732 902 A1 zur Verbesserung der Schneidqualität beim Plasmaschneiden vorgeschlagen, an bestimmten Stellen der Schnittkontur mit ”...einem geneigten Plasmastrahl...” zu arbeiten. Dazu ist der Winkel zwischen Werkzeugwirkrichtung und Bahntangente – gewöhnlich ist dies ein rechter Winkel – zu verändern. Der Grad und die Art der Winkelveränderung wird aus Datenbanken gewonnen, die ihrerseits mit empirisch ermittelten Datensätzen gefüllt sind.In addition to this will be in EP 2 732 902 A1 to improve the cutting quality when Plasma cutting proposed to work at certain points of the cutting contour with "... a tilted plasma jet ...". For this purpose, the angle between tool effective direction and web tangent - usually this is a right angle - to change. The degree and type of angle change is obtained from databases that are themselves filled with empirically determined data sets.

Besonders beim Heraustrennen von vergleichsweise kleinen Bauteilen aus plattenförmigen oder plattenähnlichen Rohlingen besteht die Gefahr, dass das komplett ausgeschnittene Bauteil unter der Wirkung der Schwerkraft kippt, sich im Rohling verkantet und über die Oberseite des Rohlings hinausragt. Um bei unvorhersehbaren Kollisionen dieser Teile mit dem Werkzeug dessen Beschädigungen zu vermeiden, ist eine Kollisionsschutzeinrichtung erforderlich.Especially when separating comparatively small components from plate-shaped or plate-like blanks, there is a risk that the completely cut-out component tilts under the action of gravity, canted in the blank and protrudes beyond the top of the blank. In order to prevent damage to these parts in the event of unpredictable collisions with the tool, a collision protection device is required.

Lösungen mit einer permanentmagnetischen Halterung des Brenners sind bekannt ( www.esab-cutting.de ). Dabei besteht die Brennerhalterung aus zwei scheibenähnlichen Elementen, dessen unteres, dem TCP zugewandtes, mit eingepressten oder eingeklebten Permanentmagneten möglichst großer Haltekraft ausgestattet ist und das obere, kinematisch gestellnahe, hält. Bei Überschreitung einer Grenzkraft heben sich die Scheibenelemente voneinander ab, was mit einem elektrischen Sensor detektiert wird. Nachteilig an dieser Lösung sind die folgenden Eigenschaften:

• die Permanentmagnete ziehen allen Schmutz an, z. B. auch Schlacke und Schneidaustrieb, es muss aufwendig gereinigt werden, trotzdem ist davon die Wiederholgenauigkeit der Kollisionsschutzeinrichtung negativ beeinflusst,
• beide Scheibenelemente, besonders jedoch dasjenige mit den eingepressten Permanentmagneten, baut naturgemäß vergleichsweise groß und schwer,
• der elektrische Sensor muss vor den am Werkzeug herrschenden Umweltbedingungen, d. h. Hitze, Schlackespritzer, Feuchtigkeit und mechanischen Beanspruchungen geschützt werden,
• beim manuellen Einsetzen des Brenners in den Halter besteht Quetschgefahr durch die Magnete.

Solutions with a permanent magnetic holder of the burner are known ( www.esab-cutting.de ). The burner holder consists of two disc-like elements, the lower, facing the TCP, equipped with pressed or glued permanent magnets as large a holding force and the upper, kinematic frame close, holds. When a limit force is exceeded, the disk elements lift off each other, which is detected by an electrical sensor. The disadvantages of this solution are the following properties:

• the permanent magnets attract all dirt, eg. As well as slag and Schneidaustrieb, it must be cleaned consuming, but this is the repeatability of the collision protection device adversely affected,
Both disk elements, but especially those with the pressed-in permanent magnets, naturally build comparatively large and heavy,
• the electrical sensor must be protected from the environmental conditions prevailing on the tool, ie heat, slag spatter, moisture and mechanical stress,
• when manually inserting the burner into the holder, there is a danger of being crushed by the magnets.

Darüber hinaus sind einfache, mechanisch wirkende Kollisionsschutzeinrichtungen, in Form von Rasten aufgebaut, bekannt. Sie werden besonders für Industrieroboter verwendet.In addition, simple, mechanically acting collision protection devices, constructed in the form of detents known. They are used especially for industrial robots.

Federvorgespannte Kugeln greifen in eine Pfanne und lösen beim Überschreiten einer Grenzkraft aus, d. h. die Kugel schnappt aus der Pfanne. Die Wirkung der Reibkräfte führt zu Hysterese, d. h. die Genauigkeit dieser Lösungen ist immer vergleichsweise gering.Spring preloaded balls reach into a pan and release when a limit force is exceeded, d. H. the bullet snaps out of the pan. The effect of frictional forces leads to hysteresis, d. H. the accuracy of these solutions is always comparatively low.

Ziel der Erfindung ist es, das Werkzeug so zu orientieren, dass das Bearbeitungsergebnis optimal ist. Dazu wird das Werkzeug von der in der Erfindung beschriebenen Einrichtung in besonderer Weise und abhängig von fertigungstechnologischen und Umwelteinflüssen nach speziellen Regeln bewegt, indem der Vorschubbewegung, d. h. der Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug, eine zusätzliche, betragsmäßig vergleichsweise kleine Orientierung aufgeprägt wird. Diese Regeln sind auf der Basis von Erfahrungen und Messreihen gewonnen und von technologischen Kennwerten, wie z. B. Vorschubgeschwindigkeit, Werkzeug-Rotationsgeschwindigkeit, Werkzeugleistung sowie Materialkennwerten, wie z. B. Materialdicke, Materialtyp oder chemischer Zusammensetzung, abhängig.The aim of the invention is to orient the tool so that the processing result is optimal. For this purpose, the tool is moved by the device described in the invention in a special way and depending on manufacturing technological and environmental influences according to specific rules by the feed movement, d. H. the relative movement between the workpiece and the tool, an additional, magnitude comparatively small orientation is impressed. These rules are derived on the basis of experience and measurement series and of technological characteristics such. As feed rate, tool rotation speed, tool performance and material characteristics, such. As material thickness, type of material or chemical composition dependent.

Mit diesen Regeln kann ein spezieller Algorithmus ein bestehendes, zweidimensionales NC-Ausgangsprogramm modifizieren.With these rules, a special algorithm can modify an existing two-dimensional NC output program.

Zweidimensional meint, dass die Bauteilgeometrie nur durch zwei Achsrichtungen beschrieben ist und nur für diese zwei Achsrichtungen NC-Bewegungsanweisungen im NC-Ausgangsprogramm enthalten sind. Für plattenförmige Bauteile sind dies die Hauptbewegungsachsen X und Y. Ausdrücklich wird darauf verwiesen, dass diese Vorgehensweise auch für nichtebene Bauteile, z. B. Rohre, praktikabel ist und dann die Hauptbewegungsachsen eine kartesische Bewegung entlang der Rohrachse und eine rotatorische Bewegung um die Rohrachse sind.Two-dimensional means that the component geometry is described only by two axis directions and NC motion instructions are contained in the NC output program only for these two axis directions. For plate-shaped components, these are the main axes of movement X and Y. It is expressly pointed out that this procedure also applies to non-planar components, for. As tubes, is practicable and then the main axes of motion are a Cartesian movement along the tube axis and a rotational movement about the tube axis.

Die Hauptbewegungsachsen sind in einer Führungsmaschine vorhanden, die wiederum mit einer computerbasierten Steuerung das NC-Programm interpretiert und die Maschine bewegt.The main axes of motion are present in a guide machine, which in turn interprets the NC program with a computer-based controller and moves the machine.

Das modifizierte NC-Zielprogramm ist entsprechend den oben festgelegten Regeln ”verzerrt”. Das heißt, das NC-Zielprogramm ist leicht von der Idealgeometrie in den Hauptbewegungsachsen abweichend und mit zumindest einer, in aller Regel jedoch zwei zusätzlichen NC-Achsinformationen über eine vergleichsweise betragsmäßig kleine Werkzeugorientierung erweitert.The modified NC target program is "distorted" according to the rules defined above. That is, the NC target program is slightly different from the ideal geometry in the main motion axes and extended with at least one, but usually two additional NC axis information on a comparatively small tool orientation.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Orientierung des Werkzeuges eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe das Werkzeug extrem schnell, hochgenau und immer exakt um seinen Tool Center Point (TCP) geschwenkt werden kann. Die Vorrichtung soll klein, leicht und schlank ausgeführt sein, um als ergänzende Baugruppe auch an Führungsmaschinen geringer Baugröße und geringer Traglast eingesetzt werden zu können. Die Vorrichtung soll genau den Freiheitsgrad F = 2 besitzen und so aufgebaut sein, dass eine isolierte Bewegung um die Wirkachse des Werkzeuges unmöglich ist.The object of the invention is to provide a device for the orientation of the tool, with the aid of which the tool can be swiveled extremely quickly, with high precision and always exactly around its Tool Center Point (TCP). The device should be small, light and slim designed to be used as a supplemental assembly on small-sized and low-load guide machines. The device should have exactly the degree of freedom F = 2 and be constructed so that an isolated movement about the axis of action of the tool is impossible.

Mit einer einmalig nach der Inbetriebnahme durchzuführenden mechanischen Justage sollen Fertigungsabweichungen kompensiert werden können. Innerhalb des Arbeitsbereiches der Vorrichtung soll immer ein ähnlich großes Übersetzungsverhältnis zwischen der Bewegung ihrer Antriebe und der Orientierungsänderung am Werkzeug vorhanden sein. With a mechanical adjustment to be carried out once after commissioning, manufacturing deviations should be compensated. Within the working range of the device should always be a similar large ratio between the movement of their drives and the orientation change on the tool to be present.

Vollständig integriert in die Konstruktion sein soll letztendlich eine Schutzvorrichtung für das Werkzeug, die im Kollisions- oder Havariefall dasselbe schützt und vor irreparabler Beschädigung bewahrt.To be fully integrated into the construction is ultimately a protective device for the tool, which protects the same in the event of a collision or damage and protects against irreparable damage.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß wird dies in der im Folgenden beschriebenen Weise realisiert.According to the invention this is realized in the manner described below.

An einer mit zwei oder drei Linearachsen ausgestatteten, numerisch gesteuerten, kartesisch wirkenden Führungsmaschine ist ein zylinderförmiges Werkzeug mit einer ersten, gestellfernen Halteplatte verbunden, die von einer zweiten, weitgehend identisch geformten gestellnahen Halteplatte gehalten wird, indem beide eine ebene Berührungsfläche besitzen, die ein Volumen im Inneren der beiden Halteplatten umschließt und bei Bedarf noch mit einem Dichtmedium versehen ist. Ein Vakuumerzeuger beaufschlagt das im Inneren der beiden Halteplatten vorhandene Volumen mit einem Unterdruck, wodurch der herrschende atmosphärische Druck auf die beiden Halteplatten eine Druckkraft ausübt. Die Größe der ebenen Berührungsfläche ist so gewählt, dass diese Kraft wesentlich größer ist als die Summe der Gewichtskräfte von zylinderähnlichem Werkzeug, Werkzeughalter und gestellferner Halteplatte.On a numerically controlled, Cartesian-style guide machine equipped with two or three linear axes, a cylindrical tool is connected to a first, frame-distal holding plate, which is held by a second, substantially identically shaped frame-close holding plate, both having a flat contact surface having a volume encloses inside the two retaining plates and if necessary still provided with a sealing medium. A vacuum generator pressurizes the volume present in the interior of the two holding plates with a negative pressure, whereby the prevailing atmospheric pressure exerts a compressive force on the two holding plates. The size of the flat contact surface is chosen so that this force is substantially greater than the sum of the weight forces of cylinder-like tool, tool holder and frame-distant retaining plate.

Die gestellnahe Halteplatte bildet mit dem Zwischendrehgelenk das gestellferne sphärische Glied. Sphärisch meint, dass die gesamte Anordnung nur Drehgelenke besitzt, die sich allesamt in einem charakteristischen Punkt schneiden. Die Drehachsen sind Radienvektoren einer gedachten Kugel, der charakteristische Punkt ist der Kugelmittelpunkt. Im Kugelmittelpunkt angeordnet ist der TCP (Tool Center Point), der Wirkpunkt des zylinderförmigen Werkzeuges.The frame-near holding plate forms with the intermediate swivel joint the frame remote spherical member. Spherical means that the entire arrangement has only pivots, all of which intersect in a characteristic point. The axes of rotation are radius vectors of an imaginary sphere, the characteristic point is the sphere center. Located in the center of the sphere is the TCP (Tool Center Point), the point of action of the cylindrical tool.

In einer ersten strukturellen Variante ist das gestellferne sphärische Glied als Dreigelenkglied ausgebildet, indem neben dem Zwischendrehgelenk das erste Koppelgelenk und das zweite Koppelgelenk mit ihm starr verbunden sind. Nochmals sei hier darauf verwiesen, dass die Achsen der Drehgelenke durch den charakteristischen Punkt verlaufen, dies wird aber in allen folgenden Ausführungen als gegeben vorausgesetzt, wenn nicht explizit anders beschrieben. Das gestellferne sphärische Glied, als Dreigelenkglied ausgebildet, ist über das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied, bestehend aus dem Zwischendrehgelenk und dem gestellfesten Drehgelenk, mit dem Gestell verbunden.In a first structural variant, the frame-distal spherical member is designed as a three-jointed link, in that in addition to the intermediate swivel joint, the first coupling joint and the second coupling joint are rigidly connected to it. Again, it should be noted here that the axes of the hinges run through the characteristic point, but this is assumed in all subsequent statements as given, unless explicitly described otherwise. The frame distant spherical member, designed as a three-link member is connected via the frame-adjacent spherical Zweilenkglied, consisting of the intermediate swivel joint and the frame-fixed swivel joint with the frame.

Im Normalzustand, d. h. das zylinderförmige Werkzeug ist in seiner Arbeitsposition und das Vakuum zwischen der gestellnahen und der gestellferne Halteplatte ist existent, sind die gestellnahe und die gestellferne Halteplatte kinematisch identisch. Sie bilden mit dem ersten Koppelgelenk, dem zweiten Koppelgelenk und mit dem zylinderähnlichen Werkzeug ein kinematisches Glied.In the normal state, d. H. the cylindrical tool is in its working position and the vacuum between the frame-close and the frame-distal holding plate is existent, the frame-close and the frame-distant holding plate are kinematically identical. They form with the first coupling joint, the second coupling joint and with the cylinder-like tool a kinematic member.

Zwei gestellfeste rotatorische Antriebe, der erste Antrieb und der zweite Antrieb, bevorzugt als Kombination eines Servomotors und eines Untersetzungsgetriebes ausgebildet, tragen die erste Kurbel und die zweite Kurbel, die mit einem Drehgelenk jeweils über die erste Koppel und die zweite Koppel mit dem ersten Koppelgelenk und dem zweiten Koppelgelenk verbunden sind. Die Dimensionierung sollte dabei so vorgenommen sein, dass in der Nullstellung, bei der die Achse des zylinderähnlichen Werkzeugs senkrecht steht, die Koppeln und die mit ihr verbundenen Kurbeln einen Winkel nahe 90 Grad einschließen und die Koppeln annähernd in der von der Achse des zylinderähnlichen Werkzeugs, des TCP und des kugelgelenkigen Anlenkpunktes definierten Ebene liegen.Two frame-fixed rotary drives, the first drive and the second drive, preferably designed as a combination of a servo motor and a reduction gear, carry the first crank and the second crank, with a rotary joint respectively via the first coupling and the second coupling with the first coupling joint and are connected to the second coupling joint. The sizing should be such that, in the neutral position where the axis of the cylinder-like tool is perpendicular, the couplers and their associated cranks enclose an angle close to 90 degrees and the couplings approximately in the direction from the axis of the cylinder-like tool, lie of the TCP and the ball joint articulation point defined level.

Zwischen gestellnaher Halteplatte und Zwischendrehgelenk, beide Bestandteil des gestellfernen sphärischen Gliedes, wie auch zwischen Zwischendrehgelenk und gestellfestem Drehgelenk sind Einstellmöglichkeiten um zumindest zwei Einstelldrehgelenke vorhanden. Eine erstes Einstelldrehgelenk steht lotrecht auf den beteiligten Achsen, d. h. der Achse des gestellfesten Drehgelenkes und der des Zwischendrehgelenkes beim gestellnahen sphärischen Zweigelenkglied und der Werkzeugachse und der Achse des Zwischendrehgelenkes beim gestellfernen sphärischen Glied, das zweite Einstelldrehgelenk steht lotrecht zur Winkelhalbierenden und in der von den Achsen gebildeten Ebene. Die Einstellbarkeit wird beispielsweise durch Druckschrauben oder durch stoffschlüssige Verformungen realisiert, erfolgt um kleine Winkelbeträge und soll eventuell vorhandene Fertigungsabweichungen kompensieren.Between frame-close plate and intermediate swivel joint, both part of the frame distant spherical member, as well as between intermediate swivel joint and frame-fixed swivel adjustments are available to at least two Einstelldrehgelenke. A first adjusting pivot is perpendicular to the axes involved, d. H. the axis of the frame-fixed rotary joint and the intermediate pivot joint in the frame-adjacent spherical Zweilenkglied and the tool axis and the axis of the intermediate pivot joint at the frame distant spherical member, the second Einstelldrehgelenk is perpendicular to the bisector and in the plane formed by the axes. The adjustability is realized for example by pressure screws or cohesive deformations, is done by small angular amounts and should compensate for any existing manufacturing deviations.

Eine zweite gestalterische Variante zur Einstellbarkeit besteht in der Anordnung von mindestens drei und vorteilhaft sechs stabartigen Elementen zwischen den zwei zueinander zu justierenden Drehachsen. Die stabartigen Elemente sind bevorzugt stoffschlüssig zwischen den beiden Drehachsen angeordnet und besitzen jedes eine Öse, die mit den Stellschrauben elastisch oder plastisch so verformt werden kann, dass eine minimale Längenänderung der stabartigen Elemente stattfindet. Die zwei zu justierenden Drehgelenke können, isoliert betrachtet, als eigener Mechanismus paralleler Struktur angesehen werden und entsprechen mit sechs stabartigen Elementen einer allgemeinen räumlichen Plattform.A second design variant for adjustability consists in the arrangement of at least three and advantageously six rod-like elements between the two axes of rotation to be adjusted to each other. The rod-like elements are preferably arranged cohesively between the two axes of rotation and each have an eyelet which can be elastically or plastically deformed with the screws so that a minimal change in length of the rod-like elements takes place. The two hinges to be adjusted can, viewed in isolation, as own mechanism of parallel structure and correspond with six rod-like elements of a general spatial platform.

Eine konstruktive Variante der beschriebenen ersten strukturellen Variante ist der Ersatz der ebenen, mit ihrer Achse durch den TCP verlaufenden Drehgelenke am ersten Koppelgelenk und am zweiten Koppelgelenk durch Kugelgelenke. Auch die zwischen der ersten Kurbel und ersten Koppel und zwischen der zweiten Kurbel und zweiten Koppel angeordneten Drehgelenke sind als Kugelgelenke ausgebildet. Die Lage der Drehachsen am Antrieb 1 und am Antrieb 2 ist frei wählbar und kann, z. B. mit dem Ziel einer Vereinfachung der konstruktiven Gestaltung, parallel zur Werkzeugachse in Grundstellung genommen werden.A constructive variant of the described first structural variant is the replacement of the plane, with its axis passing through the TCP pivot joints on the first coupling joint and the second coupling joint by ball joints. Also arranged between the first crank and first coupling and between the second crank and second coupling hinges are designed as ball joints. The position of the axes of rotation on the drive 1 and the drive 2 is arbitrary and can, for. B. with the aim of simplifying the structural design, are taken parallel to the tool axis in basic position.

Weitere konstruktive Varianten sind denkbar. So wird ausdrücklich darauf verwiesen, dass auch translatorische Antriebe in Form von Spindeln oder Zylindern anstatt der jeweiligen Kurbeln und rotatorischen Antriebe an die Koppeln angelenkt sein können.Other design variants are conceivable. It is expressly pointed out that translational drives in the form of spindles or cylinders instead of the respective cranks and rotary drives can be hinged to the coupling.

In einer zweiten strukturellen Variante ist das gestellferne sphärische Glied als Zweigelenkglied ausgebildet, indem es neben dem Zwischendrehgelenk nur noch über das erste Koppelgelenk verfügt. Das gestellferne sphärische Glied, als Zweigelenkglied ausgebildet, ist über das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied, bestehend aus dem Zwischendrehgelenk und dem ersten Antrieb, mit dem Gestell verbunden. Der erste Antrieb muss damit zwingend sphärisch angeordnet sein, d. h., die Achse des ersten Antriebes verläuft durch den TCP.In a second structural variant, the frame-distal spherical member is designed as a double-joint member, in that it only has the first coupling joint in addition to the intermediate rotary joint. The frame remote spherical member, designed as a two-membered link, is connected via the frame-like spherical Zweirenkglied, consisting of the intermediate swivel joint and the first drive, with the frame. The first drive must therefore necessarily be arranged spherically, d. that is, the axis of the first drive passes through the TCP.

Über die erste Koppel und die erste Kurbel ist der zweite Antrieb mit dem gestellfernen sphärischen Glied verbunden, vorteilhaft in der Weise, dass die zwei Ebenen, einmal gebildet von der Werkzeugachse und der Zwischendrehgelenkachse und einmal gebildet von der Werkzeugachse und dem ersten Koppelgelenk, bei senkrecht stehendem zylinderförmigen Werkzeug einen zumindest annähernd rechten Winkel einschließen.Via the first coupling and the first crank, the second drive is connected to the frame-distal spherical member, advantageously in such a way that the two planes, once formed by the tool axis and the intermediate pivot axis and once formed by the tool axis and the first coupling joint, at perpendicular standing cylindrical tool include an at least approximately right angle.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung soll an einem nachfolgend ausgeführtem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es wird auf die 1 bis 3 verwiesen.The further embodiment of the invention will be explained on a subsequently executed embodiment. It will be on the 1 to 3 directed.

1 – Gesamtansicht der Vorrichtung 1 - Overall view of the device

2 – Detailansicht des gestellnahen Zweigelenkgliedes 2 - Detail view of the frame-close two-link link

3 – Detailansicht einer alternativen Gestaltung des gestellnahen Zweigelenkgliedes 3 - Detail view of an alternative design of the frame-related Zweilenkgliedes

Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen bedeuten:The reference numbers used in the figures mean:

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gestellframe
22: zylinderähnliches Werkzeugcylinder-like tool
33: Tool Center Point (TCP)Tool Center Point (TCP)
44: gestellferne Halteplatteframe-free retaining plate
55: gestellnahe Halteplatteframe-close retaining plate
66: Werkzeughaltertoolholder
77: ZwischendrehgelenkBetween pivot
88th: gestellfernes sphärisches Gliedremote from the sphere spherical member
99: gestellnahes sphärisches Zweigelenkgliedclose to the frame spherical double link
1010: gestellfestes Drehgelenkframe-fixed swivel joint
1111: erstes Koppelgelenkfirst coupling joint
1212: zweites Koppelgelenksecond coupling joint
1313
1414: erster Antriebfirst drive
1515: zweiter Antriebsecond drive
1616: erste Kurbelfirst crank
1717: zweite Kurbelsecond crank
1818: erste Koppelfirst paddock
1919: zweite Koppelsecond paddock
2020: stabartiges Element 1rod-like element 1
2121: stabartiges Element 2rod-like element 2
2222: stabartiges Element 3rod-like element 3
2323: Öseeyelet
2424: Stellschraube 1Adjusting screw 1
2525: Stellschraube 2Adjusting screw 2
2626: Stellschraube 3Adjusting screw 3
2727: Teilungsebeneparting plane
2828: Vakuumerzeugervacuum generator
2929: Vakuumschaltervacuum switch
3030: kartesisch wirkende FührungsmaschineCartesian acting machine
3131: erstes Einstelldrehgelenkfirst adjusting hinge
3232: zweites Einstelldrehgelenksecond adjusting hinge
3333: Einstellschraubeadjustment
3434: Klemmschraubeclamping screw

Mit einem Gestell 1 ist eine computergesteuerte Bewegungseinrichtung an einer zwei oder dreiachsigen, numerisch gesteuerten, kartesisch wirkenden Führungsmaschine 30 befestigt, um ein zylinderähnliches Werkzeug 2 sehr schnell um vergleichsweise kleine Winkelbeträge orientieren zu können. Dazu ist das zylinderähnliche Werkzeug 2 fest, jedoch lösbar mit der gestellfernen Halteplatte 4 verbunden, die sich mit der gestellnahen Halteplatte 5 paaren lässt in der Weise, dass die gestellferne Halteplatte 4 und die gestellnahe Halteplatte 5 im gepaarten Zustand ein Volumen dicht umschließen, damit in diesem Volumen von einem Vakuumerzeuger 28 ein Vakuum aufgebaut und von einem Vakuumschalter 29 überwacht werden kann. Im Arbeitszustand, d. h. bei existierendem Vakuum, gehören das zylinderähnliche Werkzeug 2, die gestellferne Halteplatte 4, die gestellnahe Halteplatte 5 und der Werkzeughalter 6 kinematisch zusammen.With a frame 1 is a computer-controlled moving device on a two- or three-axis, numerically controlled, Cartesian-type guiding machine 30 attached to a cylinder-like tool 2 very fast to be able to orient comparatively small angular amounts. This is the cylinder-like tool 2 fixed, but detachable with the frame-distant retaining plate 4 connected to the frame-close retaining plate 5 mate in such a way that the frame-distant retaining plate 4 and the frame-near retaining plate 5 in the paired state, tightly enclose a volume so that in this volume of a vacuum generator 28 built a vacuum and a vacuum switch 29 can be monitored. In the working state, ie in existing vacuum, include the cylinder-like tool 2 , the frame-free retaining plate 4 , the frame close Retaining plate 5 and the tool holder 6 kinematically together.

Das gestellferne sphärische Glied 8 ist als Dreigelenkglied ausgebildet, indem an ihm das Zwischendrehgelenk 7, das erste Koppelgelenk 11 und das zweite Koppelgelenk 12 befestigt sind. Das Zwischendrehgelenk 7 stellt die Verbindung zum gestellnahen sphärischen Zweigelenkglied 9 her, das mit dem gestellfesten Drehgelenk 10 mit dem Gestell 1 verbunden ist. Das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied 9 ist ein passives Glied in der Weise, dass es nicht mit einem Antrieb verbunden ist.The frame-distant spherical member 8th is designed as a three-jointed link, by the intermediate swivel joint on it 7 , the first coupling joint 11 and the second coupling joint 12 are attached. The intermediate swivel joint 7 provides the connection to the frame-close spherical double link 9 Here, with the frame-fixed swivel joint 10 with the frame 1 connected is. The frame-close spherical double link 9 is a passive link in the sense that it is not connected to a drive.

Das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied 9 und das gestellferne sphärische Glied 8 sind sphärisch in der Weise, dass sich alle an ihnen befindlichen Drehachsen in einem charakteristischen Punkt schneiden, in dem auch der TCP 3 des zylinderähnlichen Werkzeuges 2 angeordnet ist. Um den zur exakten Erfüllung dieser geometrischen Bedingung erforderlichen Fertigungsaufwand klein zu halten, sind das gestellferne sphärische Glied 8 und das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied 9 einstellbar gestaltet, damit die am Glied befindlichen Drehachsen um kleine Beträge zueinander ausgerichtet und danach fixiert werden können. Dazu ist am gestellnahen sphärischen Zweigelenkglied 9 zwischen dem Zwischendrehgelenk 10 und dem gestellfesten Drehgelenk 7 mit mindestens drei und bevorzugt sechs stabartigen Elementen 20, 21, 22 eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. Jeder der zumindest drei stabartigen Elemente 20, 21, 22 besitzt eine Öse 23, die mit den Stellschrauben 24, 25 und 26 elastisch oder plastisch so verformt werden kann, dass eine minimale Längenänderung der stabartigen Elemente 20, 21, 22 stattfindet. Das sphärische Zweigelenkglied 9 kann, isoliert betrachtet, als eigener Mechanismus paralleler Struktur angesehen werden und entspricht mit sechs stabartigen Elementen 20, 21, 22 einer allgemeinen räumlichen Plattform.The frame-close spherical double link 9 and the off-the-shelf spherical member 8th are spherical in such a way that all the axes of rotation located on them intersect in a characteristic point, in which also the TCP 3 of the cylinder-like tool 2 is arranged. In order to keep the production costs required for the exact fulfillment of this geometrical condition small, the frame-distal spherical member is 8th and the near-frame spherical double-link 9 designed adjustable so that the rotary axes located on the limb can be aligned with each other by small amounts and then fixed. This is on the frame near spherical Zweikenkglied 9 between the intermediate swivel joint 10 and the frame-fixed swivel joint 7 with at least three and preferably six rod-like elements 20 . 21 . 22 made a cohesive connection. Each of the at least three rod-like elements 20 . 21 . 22 has an eyelet 23 that with the set screws 24 . 25 and 26 elastic or plastic can be deformed so that a minimal change in length of the rod-like elements 20 . 21 . 22 takes place. The spherical two-link link 9 can, considered in isolation, be regarded as a separate mechanism of parallel structure and corresponds to six rod-like elements 20 . 21 . 22 a general spatial platform.

Die Einstellbarkeit am gestellnahen sphärischen Zweigelenkglied 9 kann auch mit einem seriellen Strukturprinzip ermöglicht werden, indem in der von den beiden Drehachsen, der Achse des gestellfesten Drehgelenkes 10 und der des Zwischendrehgelenkes 7, aufgespannten Ebene und vorteilhaft lotrecht zur Winkelhalbierenden der beteiligten Drehachsen ein erstes Einstelldrehgelenk 31 angeordnet ist. Lotrecht zu dem ersten Einstelldrehgelenk 31 und lotrecht auf die Gliedebene des gestellnahen sphärischen Zweigelenkgliedes 9 angeordnet ist ein zweites Einstelldrehgelenk 32. Mit Hilfe von Einstellschrauben 33, geeigneten Justageprozeduren und Klemmschrauben 34 kann dann das gestellnahe Zweigelenkglied 9 exakt sphärisch justiert werden in der Form, dass sich die Achsen des gestellfesten Drehgelenkes 10 und des Zwischendrehgelenkes 7 an genau festgelegter Stelle im Gliedkoordinatensystem schneiden.The adjustability of the frame-near spherical double link 9 can also be made possible with a serial structure principle, in which of the two axes of rotation, the axis of the frame-fixed pivot 10 and the intermediate swivel joint 7 spanned plane and advantageous perpendicular to the bisector of the involved axes of rotation a first Einstelldrehgelenk 31 is arranged. Perpendicular to the first adjusting hinge 31 and perpendicular to the limb plane of the frame-adjacent spherical two-link element 9 arranged is a second adjusting hinge 32 , With the help of adjusting screws 33 , suitable adjustment procedures and clamping screws 34 can then the frame-close two-link 9 be exactly spherical adjusted in the form that the axes of the frame-fixed swivel joint 10 and the intermediate pivot 7 cut at a specified location in the link coordinate system.

Die Einstellbarkeit am gestellfernen sphärischen Glied 8 erfolgt durch Einstellschrauben 33 und Klemmschrauben 34 zwischen ihm und der gestellnahen Halteplatte 5, wieder in der Weise, dass sich die Achsen des zylinderähnlichen Werkzeuges 2 und des Zwischendrehgelenkes 7 genau im TCP 3 schneiden.The adjustability on the frame distant spherical member 8th done by adjusting screws 33 and clamping screws 34 between him and the frame-close holding plate 5 , again in such a way that the axes of the cylinder-like tool 2 and the intermediate pivot 7 exactly in the TCP 3 to cut.

Die am gestellfernen sphärischen Glied 8 angeordneten Koppelgelenke, das erste Koppelgelenk 11 und das zweite Koppelgelenk 12, sind im Ausführungsbeispiel als Kugelgelenke ausgebildet. Das erste Koppelgelenk 11 ist mit der ersten Koppel 18 verbunden, dieses über ein Kugelgelenk mit der ersten Kurbel 16 und dieses mit dem ersten Antrieb 14. In analoger Weise sind das zweite Koppelgelenk 12, die zweite Koppel 19, die zweite Kurbel 17 und der zweite Antrieb 15 verbunden.The on the frame distant spherical member 8th arranged coupling joints, the first coupling joint 11 and the second coupling joint 12 are formed in the embodiment as ball joints. The first coupling joint 11 is with the first paddock 18 connected, this via a ball joint with the first crank 16 and this with the first drive 14 , In an analogous manner, the second coupling joint 12 , the second paddock 19 , the second crank 17 and the second drive 15 connected.

Der erste Antrieb 14 und der zweite Antrieb 15 sind beides rotatorische Antriebe und mit dem Gestell 1 starr verbunden, bevorzugt in der Weise, dass in der Nullstellung ihre Achsen mit der Achse des zylinderähnlichen Werkzeuges 2 parallel sind.The first drive 14 and the second drive 15 Both are rotary drives and with the frame 1 rigidly connected, preferably in such a way that in the zero position their axes with the axis of the cylinder-like tool 2 are parallel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005041462 [0008] DE 102005041462 [0008]
DE 102013205008 A1 [0008] DE 102013205008 A1 [0008]
EP 2732902 A1 [0010] EP 2732902A1 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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www.esab-cutting.de [0012] www.esab-cutting.de [0012]

Claims

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung zur Verbesserung des Ergebnisses eines subtraktiven Bearbeitungsvorganges als Ergänzung für eine kartesisch wirkende Führungsmaschine (30), gekennzeichnet dadurch, dass ein zylinderähnliches Werkzeug (2) mit einem Werkzeughalter (6), einer gestellfernen Halteplatte (4) und einer gestellnahen Halteplatte (5) mit dem gestellfernen sphärischen Glied (8) im Arbeitszustand fest verbunden ist durch das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied (9) und über zwei Drehgelenke, das Zwischendrehgelenk (7) und das gestellfeste Drehgelenk (10), mit dem an der Führungsmaschine (30) befestigten Gestell (1) verbunden sind, wobei die Drehachsen des Zwischendrehgelenkes (7) und des gestellfesten Drehgelenkes (10) sich mit der Achse des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) in einem Punkt schneiden und in diesem Punkt sich der TCP (3) des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) befindet und zumindest eine weitere Gliederkette vorhanden ist, über die eine Verbindung zwischen gestellfernem sphärischen Glied (8) und Gestell (1) besteht.Computer-controlled movement device for improving the result of a subtractive machining operation as a supplement to a Cartesian-type guiding machine ( 30 ), characterized in that a cylinder-like tool ( 2 ) with a tool holder ( 6 ), a frame-distant retaining plate ( 4 ) and a frame-close holding plate ( 5 ) with the frame-distant spherical member ( 8th ) is firmly connected in the working state by the frame-adjacent spherical double link ( 9 ) and via two rotary joints, the intermediate swivel joint ( 7 ) and the frame-fixed swivel joint ( 10 ), with which at the leading machine ( 30 ) fixed frame ( 1 ), wherein the axes of rotation of the intermediate pivot joint ( 7 ) and the frame-fixed rotary joint ( 10 ) with the axis of the cylinder-like tool ( 2 ) at one point and at this point the TCP ( 3 ) of the cylinder-like tool ( 2 ) and at least one further link chain is present, via which a connection between frame-remote spherical member ( 8th ) and frame ( 1 ) consists.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass am gestellfernen sphärischen Glied (8) das erste Koppelgelenk (11) und das zweite Koppelpunkt (12) in der Weise befestigt sind, dass die von ihnen und der Achse des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) gebildete Ebenen einen Winkel einschließen, der deutlich größer als Null, deutlich kleiner als 180 Grad ist und idealerweise nahe 90 Grad liegt und dass an dem ersten und dem zweiten Koppelpunkt (11, 12) je eine erste und eine zweite Koppel (18, 19) angreifen, die von einem ersten und einem zweiten Antrieb (14, 15), bestehend in der Regel aus einer Kombination eines Servomotors mit einem Untersetzungsgetriebe, über eine erste und eine zweite Kurbel (16, 17) angetrieben werden.Computer-controlled movement device according to claim 1, characterized in that on the frame-distant spherical member ( 8th ) the first coupling joint ( 11 ) and the second crosspoint ( 12 ) are mounted in such a way that the of them and the axis of the cylinder-like tool ( 2 ) include an angle that is significantly greater than zero, significantly less than 180 degrees, and ideally near 90 degrees, and that at the first and second crosspoints ( 11 . 12 ) a first and a second coupling ( 18 . 19 ) attacked by a first and a second drive ( 14 . 15 ), usually consisting of a combination of a servomotor with a reduction gear, via a first and a second crank ( 16 . 17 ) are driven.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass um das gestellfeste Drehgelenk (10) ein erster Antrieb (14) wirkt, welcher als rotatorischer Antrieb ausgebildet ist und am gestellfernen sphärischen Glied (8) der erste Koppelpunkt (11) befestigt ist, dass an ihm eine erste Koppel (18) angreift, die von einem zweiten Antrieb (15), selbiger rotatorisch wirkend, über eine erste Kurbel (16) angetrieben wird.Computer-controlled movement device according to claim 1, characterized in that around the frame-fixed rotary joint ( 10 ) a first drive ( 14 ), which is designed as a rotary drive and on the frame distal spherical member ( 8th ) the first crosspoint ( 11 ) is attached, that at him a first coupling ( 18 ) attacked by a second drive ( 15 ), the latter acting rotationally, via a first crank ( 16 ) is driven.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das erste Koppelgelenk (11) mit einer ersten Koppel (18) mit dem ersten Antrieb (14) und das zweite Koppelgelenk (12) mit einer zweiten Koppel (19) mit dem zweiten Antrieb (15) verbunden ist, der erste und der zweite Antrieb (14, 15) fest mit dem Gestell (1) verbunden sind und die Gelenke an der ersten Koppel (18) und an der zweiten Koppel (19) alle als Kugelgelenke gestaltet sind.Computer-controlled movement device according to claim 1 and 2, characterized in that the first coupling joint ( 11 ) with a first coupling ( 18 ) with the first drive ( 14 ) and the second coupling joint ( 12 ) with a second coupling ( 19 ) with the second drive ( 15 ), the first and the second drive ( 14 . 15 ) fixed to the frame ( 1 ) and the joints at the first coupling ( 18 ) and at the second coupling ( 19 ) are all designed as ball joints.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das erste Koppelgelenk (11) und das zweite Koppelgelenk (12) über einen ersten und einen zweiten Antrieb (14, 15), die als Linearzylinder gestaltet sind, mit je einem Kugel- und einem Kreuzgelenk mit dem Gestell (1) verbunden sind.Computer-controlled moving device according to claim 1, characterized in that the first coupling joint ( 11 ) and the second coupling joint ( 12 ) via a first and a second drive ( 14 . 15 ), which are designed as linear cylinders, each with a ball and a universal joint with the frame ( 1 ) are connected.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur Gewährleistung des exakten Schnittes der Achsen des Zwischendrehgelenkes (7) mit der Achse des gestellfesten Drehgelenkes (10), der Achse des zylinderähnlichen Werkzeuges (2) und des TCP (3) sowohl das gestellnahe sphärische Zweigelenkglied (8) als auch der gestellferne sphärische Glied (9) einjustierbar gestaltet sind, indem die gestellnahe Halteplatte (5) und das Zwischendrehgelenk (7) sowie das Zwischendrehgelenk (7) und das gestellfeste Drehgelenk (10) jeweils über mindestens drei und bevorzugt sechs stabartige Elemente (20, 21, 22) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei jedes der stabartigen Elemente (20, 21, 22) zwischen seinen Enden in Form einer Öse (23) mit annähernd ovalem Querschnitt ausgebildet ist und durch drei symmetrisch in der Öse (23) angeordnete Schrauben (24, 25, 26), von denen zumindest eine jeweils eine Druck- und eine Zugschraube ist, die allesamt lotrecht zur längeren Halbachse der die Form der Öse (23) bildenden Ellipse wirken, elastisch und/oder plastisch verformt werden kann.Computer-controlled movement device according to claim 1, characterized in that to ensure the exact cut of the axes of the intermediate pivot joint ( 7 ) with the axis of the frame-fixed rotary joint ( 10 ), the axis of the cylinder-like tool ( 2 ) and the TCP ( 3 ) both the frame-close spherical two-link ( 8th ) as well as the frame-distant spherical member ( 9 ) are arranged einjustierbar by the frame-close plate ( 5 ) and the intermediate swivel joint ( 7 ) and the intermediate swivel joint ( 7 ) and the frame-fixed swivel joint ( 10 ) each have at least three and preferably six rod-like elements ( 20 . 21 . 22 ) are materially interconnected, each of the rod-like elements ( 20 . 21 . 22 ) between its ends in the form of an eyelet ( 23 ) is formed with approximately oval cross section and by three symmetrical in the eyelet ( 23 ) arranged screws ( 24 . 25 . 26 ), of which at least one is a compression and a lag screw, all of which are perpendicular to the longer half-axis of the shape of the eyelet ( 23 ) forming ellipse, elastically and / or plastically deformed.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zur Gewährleistung des exakten Schnittes der Achsen des Zwischendrehgelenkes (7) mit der Achse des gestellfesten Drehgelenkes (10) ein serielles Strukturprinzip genutzt wird, indem in der von der Achse des gestellfesten Drehgelenkes (10) und der des Zwischendrehgelenkes (7) aufgespannten Ebene und vorteilhaft lotrecht zur Winkelhalbierenden der beteiligten Drehachsen ein erstes Einstelldrehgelenk (31) angeordnet ist, lotrecht zum ersten Einstelldrehgelenk (31) und lotrecht auf die Gliedebene des gestellnahen sphärischen Zweigelenkgliedes (9) ein zweites Einstelldrehgelenk (32) angeordnet ist und mit Hilfe von Einstellschrauben (33) und Klemmschrauben (34) dann die beiden Achsen des gestellnahen Zweigelenkgliedes (9) zueinander justiert werden können.Computer-controlled movement device according to claim 1, characterized in that to ensure the exact cut of the axes of the intermediate pivot joint ( 7 ) with the axis of the frame-fixed rotary joint ( 10 ) a serial structure principle is used by in the axis of the frame-fixed pivot ( 10 ) and that of the intermediate swivel joint ( 7 ) plane and advantageously perpendicular to the bisector of the involved axes of rotation a first adjusting swivel joint ( 31 ) is arranged perpendicular to the first adjusting pivot ( 31 ) and perpendicular to the member plane of the frame-close spherical double-jointed member ( 9 ) a second adjusting hinge ( 32 ) and by means of adjusting screws ( 33 ) and clamping screws ( 34 ) then the two axes of the frame-close two-link ( 9 ) can be adjusted to each other.

Computergesteuerte Bewegungseinrichtung nach den Anspruch 1 und 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen Werkzeughalter (6) und Zwischendrehgelenk (7) die gestellferne Halteplatte (4) und die gestellnahe Halteplatte (5) angeordnet sind, die gestellferne Halteplatte (4) und die gestellnahe Halteplatte (5) an einer Teilungsebene (27) luftdicht aneinander liegen, mit Stiften und Anschlägen die beiden Halteplatten (4, 5) zueinander positioniert sind und einen Hohlraum einschließen, der Hohlraum mit einem Vakuumerzeuger (28) mit einem Unterdruck beaufschlagt ist, die Existenz des Unterdruckes mit einem Vakuumschalter (29) permanent überwacht wird und beim Zusammenbruch des Vakuums eine Not-Aus-Reaktion der kartesisch wirkenden Führungsmaschine (30) ausgelöst wird.Computer-controlled movement device according to Claims 1 and 2 or 3, characterized in that between tool holders ( 6 ) and intermediate swivel joint ( 7 ) the frame remote holding plate ( 4 ) and the frame-close retaining plate ( 5 ) are arranged, the frame remote holding plate ( 4 ) and the frame-close retaining plate ( 5 ) at a division level ( 27 ) airtight, with pins and stops the two retaining plates ( 4 . 5 ) are positioned to each other and enclose a cavity, the cavity with a vacuum generator ( 28 ) is subjected to a negative pressure, the existence of the negative pressure with a vacuum switch ( 29 ) is permanently monitored and on the collapse of the vacuum an emergency stop reaction of the Cartesian-acting leadership machine ( 30 ) is triggered.