DE102006046760A1

DE102006046760A1 - Programmable and movable device e.g. modular positioning device, designing method for use in automotive industry, involves positioning modules relative to each other by connecting links in area such that parameter sets are satisfied

Info

Publication number: DE102006046760A1
Application number: DE102006046760A
Authority: DE
Inventors: Sönke Dr.-Ing. Kock; Sven Dr.-Ing. Soetebier; Wolfgang Dipl.-Ing. Waldi
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-03
Also published as: WO2008040427A1

Abstract

The method involves providing parameter sets describing requirements to a programmable and movable device, where the sets characterize static, dynamic and qualitative requirements to the device and contain kinematics parameters. The device is designed by automatic selection of modules e.g. drive unit, stored in a module library (17). The modules are positioned relative to each other by connecting links e.g. connecting bracket, in an area such that the sets are satisfied. A construction plan required for producing the links and the sets required for controlling the device are produced. Independent claims are also included for the following: (1) a system for performing a programmable and movable device designing method (2) a device that is manufactured using a programmable and movable device designing method, comprising a support structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein System gemäß Oberbegriff des Anspruches 2 zur Durchführung des Verfahrens und ein bewegbares Objekt gemäß Oberbegriff des Anspruches 33, das mittels des Verfahrens und des Systems herstellbar ist bzw. entwickelt werden kann.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1, a system according to the preamble of claim 2 for implementation of the method and a movable object according to the preamble of the claim 33, which can be produced by means of the method and the system or can be developed.

Bei der automatischen Fertigung von Werkstücken werden diese Werkstücke mittels eines Positionierers oder einer Positioniereinrichtung räumlich so angeordnet, dass sie von einem oder mehreren Robotern bearbeitet werden können. Programmierbare Positioniereinrichtungen werden als zusammenhängende Maschinen konzipiert, entwickelt und optimiert. Eine derartige Entwicklung und Optimierung erfordert hohen Aufwand, so dass die Kosten hoch sind und sich nur ab einer gewissen Stückzahl rechtfertigen lassen. Wenn nur eine programmierbare Positioniereinrichtung oder nur einige wenige gefordert sind, werden oft modular Einrichtungen aufgebaut, die betreffend Auslegung entweder unter- oder überdimensioniert sind, so dass es oft zu Nichteinhaltung von Spezifikationen, oder zu hohen Materialkosten kommen kann. Außerdem werden diese Einrichtungen üblicherweise kartesisch aufgebaut, weil dadurch die mathematischen Zusammenhänge einfach sind. Komplexere Einrichtungen oder Maschinen wie räumliche Parallelkinematiken, die wegen ihrer Eigenschaften, wie Geschwindigkeit, Steifigkeit, Anzahl der Gleichteile oder geringe Kosten oft zu bevorzugen sind, aber eine komplizierte nichtlineare Kinematik aufweisen, werden wegen der Nichthandhabbarkeit darum von vornherein ausgeschlossen.at the automatic production of workpieces, these workpieces by a positioner or a positioning spatially so arranged that it is edited by one or more robots can be. Programmable positioning devices are called contiguous machines designed, developed and optimized. Such a development And optimization requires a lot of effort, so the cost is high are and can be justified only from a certain quantity. If only one programmable positioning device or just some few are required, modular facilities are often which are either undersized or oversized in terms of design, so that It often leads to non-compliance with specifications, or to high material costs can come. Furthermore These facilities are common Cartesian, because the mathematical relationships are simple. More complex facilities or machines such as parallel spatial kinematics, because of their properties, such as speed, stiffness, Number of common parts or low cost are often preferable, but have a complicated nonlinear kinematics Because of the non-manageability therefore excluded from the outset.

Insbesondere in der Automobilindustrie ist eine Fertigung von Kraftfahrzeugen ohne Einsatz von Robotern, zum Beispiel von Schweißrobotern oder Lackierrobotern, kaum noch denkbar. Einzelne Teile beispielsweise einer Karosserie werden zusammengefügt und danach mittels eines Roboters verschweißt, wobei die Karosserie selbst in unterschiedliche Stellungen verbracht wird. Dies erfolgt mit Positioniereinrichtungen, wie sie in oben genannter älterer Patentanmeldung beschrieben sind. Sie besitzen ein Halteteil oder ein Stützteil, an dem Stellelemente angelenkt sind, die mit ihrem anderen Ende mit einem Aufnahme- oder Halteteil verbunden sind. Durch Verändern eines oder mehrere der Stellelemente, z. B. durch Verlängern oder Verkürzen, kann die Lage des Aufnahme- oder Halteteils bezogen auf das Stützteil verändert werden.Especially in the automotive industry is a production of motor vehicles without the use of robots, for example welding robots or painting robots, hardly conceivable. Individual parts, for example a body are joined together and then by means of a Robot welded, the body itself being put in different positions becomes. This is done with positioning devices, as in above named older Patent application are described. You own a holding part or a support part, are hinged to the control elements, with their other end connected to a receiving or holding part. By changing a or more of the control elements, for. B. by lengthening or shortening, can the position of the receiving or holding part relative to the support member to be changed.

Die Stellelemente können dabei beispielsweise teleskopartig ineinander verschiebbare Teilelemente aufweisen, wobei beide Teilelemente jeweils gelenkig mit dem Halteteil und dem Aufnahmeteil verbunden sind.The Control elements can while, for example, telescopically movable sub-elements have, wherein both sub-elements each hinged to the holding part and the receiving part are connected.

Den Stellelementen sind Streben zugeordnet, die ebenfalls mit dem Halteteil beziehungsweise dem Aufnahmeteil gelenkig verbunden sind und dazu dienen, Kräfte oder Momente aufzunehmen.The Actuators are associated with struts, which also with the holding part or the receiving part are hinged and serve personnel or to record moments.

Solche Positioniereinrichtungen sind jeweils einzeln entwickelt und gefertigt. Wenn im folgenden von Positionierern und dergleichen die Rede ist sind alle Arten von verstellbaren Vorrichtungen mit gedacht, also Roboter gegebenenfalls mit zu wechselnden Bearbeitungswerkzeugen, Roboter mit Greifeinrichtungen, und dergleichen. Eine Beschränkung der Erfindung auf Positionierer ist nicht gewollt. Aus diesem Grunde wird die verstellbare Einrichtung auch kurz Maschine genannt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, das den einfachen Aufbau modularer Positioniereinrichtungen in optimaler Weise erlaubt und gleichzeitig auch für Parallelkinematiken anwendbar ist zu schaffen, wobei das Verfahren einfach ausführbar sein soll. Insbesondere soll das Verfahren so ausgestaltet sein, dass der Nutzer des Verfahrens lediglich Kenntnisse über die Anwendung der Positioniereinrichtung, nicht jedoch über die Zusammenhänge in der Positioniereinrichtung selbst verfügen muss.Such Positioning devices are each individually developed and manufactured. If in the following of positioners and the like is mentioned are all kinds of adjustable devices with thought, so Robot, if necessary, with cutting tools to be changed, Robots with gripping devices, and the like. A limitation of the invention Positioner is not wanted. For this reason, the adjustable device also called short machine. Task of Invention is to provide a method that allows the simple construction of modular Positioning allowed in an optimal way and at the same time also for Parallel kinematics is applicable to create, using the method easy to execute should be. In particular, the method should be designed in such a way that that the user of the procedure is only knowledgeable about the Application of the positioning device, but not on the relationships must have in the positioning itself.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß also werden die Anforderungen an die bewegbare Vorrichtung beschreibende Kenngrößensätze vorgegeben, die jeweils die geometrischen, staatischen, dynamischen und qualitativen Anforderungen an die Maschine charakterisieren. Der Entwurf erfolgt softwargestützt durch automatischen Auswahl von in einer Bibliothek gespeicherten Modulen, wobei die Module Antriebselemente mit mindestens einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Bewegungsachse sind. Die Module werden automatisch durch zu dimensionierende Verbindungsglieder derart relativ zueinander im Raum positioniert, dass die Kenngrößensätze möglichst gut erfüllt, die Module selbst nicht modifiziert werden. Für die Fertigung der dafür erforderlichen Verbindungsglieder werden Konstruktionspläne und für die Steuerung der bewegbaren Vorrichtung erforderlichen Parametersätze automatisch erzeugt werden.In accordance with the invention given the requirements for the movable device descriptive sets of parameters, the geometric, the state, the dynamic and the qualitative Characterize requirements for the machine. The design is done softwargestützt by automatic selection of stored in a library Modules, wherein the modules drive elements with at least one are preferably electrically driven movement axis. The modules be automatically by dimensioning links so positioned relative to each other in space that the parameter sets possible well fulfilled, the modules themselves are not modified. For the production of the necessary Connecting links become construction plans and for the control of the movable ones Device required parameter sets are generated automatically.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich optimierte modulare Positioniereinrichtungen auch für kleine Stückzahlen entwerten, wie es etwa im Projektgeschäft in der Automobilindustrie oft wünschenswert ist, ohne dass auf entsprechende Entwicklungszeiten mit einem hohen Know-How in den Entwicklungsabteilungen zurückgegriffen werden muss.With the method according to the invention Optimized modular positioning devices can also be used for small numbers as in project business in the automotive industry often desirable is without having to spend corresponding development times with a high Know-how in the development departments must be resorted to.

Die Optimierung basiert auf der Eingabe von aufgabenbasierenden Daten, die wiederum aus der Anlagenplanung stammen, und stellt sicher, dass für jede Aufgabe eine optimierte Einrichtung basierend auf einer von vornherein begrenzten Anzahl von Standardmodulen entworfen wird. Dabei wird die Maschine oder Einrichtung gleichzeitig auch kostenmäßig optimiert, da einerseits die Stückzahl der Module im Einkauf erhöht werden kann, welches den Einkaufpreis senkt, gleichzeitig aber durch die Optimierung eine Überdimensionierung vermieden wird und die leistungsmäßig kleinsten zur Verfügung stehenden Module ausgewählt werden, wodurch wiederum die Materialkosten gesenkt werden können.The optimization is based on the input of task-based data, which in turn comes from the plant design, and ensures that for Each task is designed to be an optimized device based on a limited number of standard modules. At the same time, the machine or device is also optimized in terms of cost, since on the one hand the number of modules in purchasing can be reduced, which lowers the purchase price, but at the same time the optimization avoids oversizing and the smallest available modules are selected in terms of performance, which in turn the material costs can be lowered.

Bei diesem Verfahren werden erfindungsgemäß zunächst die Anforderungen an die Maschine beschreibende Kenngrößensätze vorgegeben; der Entwurf der programmierbaren modularen Maschine erfolgt durch automatische Auswahl von in einer Bibliothek gespeicherten Modulen, wobei die Module Antriebselemente mit mindestens einer elektrischen Bewegungsachse sind. Die Module werden dabei automatisch durch zu dimensionierende Verbindungsglieder derart relativ zueinander im Raum positioniert, dass die Kenngrößensätze möglichst gut erfüllt werden, die Module selbst aber nicht zu modifizieren sind. Schlussendlich werden für die Fertigung der dafür erforderlichen Verbindungsglieder Konstruktionspläne und für die Steuerung der Maschine erforderliche Parametersätze automatisch erzeugt.at According to the invention, this method initially meets the requirements of the Machine descriptive characteristic sets predetermined; the design of the programmable modular machine is done by automatic selection of modules stored in a library, wherein the modules drive elements with at least one electrical axis of movement are. The modules are automatically dimensioned by Connecting links positioned relative to each other in space, that the parameter sets as possible to be fulfilled well, but the modules themselves are not to be modified. Finally be for the production of this required connecting links design plans and for the controller automatically generate the required parameter sets for the machine.

Die vorzugsweise vier Kenngrößensätze sind gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung solche, die die geometrischen, statischen, dynamischen und qualitativen Anforderungen an die verstellbare Einrichtung charakterisieren.The preferably four characteristic sets are according to a particular embodiment of the invention, those which the geometric, static, dynamic and qualitative requirements of the adjustable Characterize the device.

Dabei beschreibt der erste Kenngrößensatz den Arbeitsraum der Werkzeugspitze oder Werkstückspitze in mindestens einer Raumrichtung oder den gesamten umbauten Raum der verstellbaren Einrichtung oder die Ausdehnung der verstellbaren Einrichtung in mindestens einer Raumrichtung oder daraus abgeleitete Verhältnis oder Kombinationsgrößen.there describes the first characteristic set the Working space of the tool tip or workpiece tip in at least one Room direction or the entire built-in space of the adjustable device or the extent of the adjustable device in at least a spatial direction or derived ratio or combination sizes.

Der zweite Kenngrößensatz beschreibt die maximal auf die verstellbare Einrichtung (Maschine) wirkenden Kräfte und Momente in mindestens einer Raumrichtung oder die maximale Nutzlast der Maschine im Stillstand oder im festgebremsten Zustand.Of the second characteristic set describes the maximum acting on the adjustable device (machine) personnel and moments in at least one spatial direction or the maximum payload the machine at standstill or in the locked state.

Der dritte Kenngrößensatz beschreibt die Zykluszeit der Maschine für eine vorgegebene Bewegung oder für ein statistisches Mittel einer Anzahl von vorgegebenen Bewegung oder die gewünschte Mindestgeschwindigkeit oder Mindestbeschleunigung oder hieraus abgeleitete Verhältnis- oder Kombinationsgrößen, sowie die Trägheit der zu bewegenden Nutzlast, für die dieser Kenngrößensatz gültig sein soll, in mindestens einer Raumrichtung.Of the third characteristic set describes the cycle time of the machine for a given movement or for a statistical mean of a number of given movements or the desired one Minimum speed or minimum acceleration or derived therefrom Relationship- or combination sizes, as well the inertia the payload to be moved, for the this indicator set valid should be, in at least one spatial direction.

Der vierte Kenngrößensatz beschreibt die Steifigkeit oder die Wiederholgenauigkeit oder Positioniergenauigkeit oder hieraus abgeleitete Verhältnis- oder Kombinationsgrößen in mindestens einer Raumrichtung. Anhand der Zeichnung, in der schematisch ein Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist, soll die Erfindung so wie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Of the fourth characteristic set describes stiffness or repeat accuracy or positioning accuracy or from this derived ratio or Combination sizes in at least a spatial direction. On the basis of the drawing, in which a schematic flowsheet the method according to the invention is shown, the invention as well as further advantageous Embodiments and improvements of the invention as well as further advantages explained in more detail and to be discribed.

Das Verfahren wird danach so durchgeführt, dass das Ergebnis, das heißt also das Konstruktionsergebnis das Ergebnis einer iterativen Optimierung mit mindestens einem Rechenschritt ist. Dabei erfordert das Verfahren selbst keinen Eingriff des Benutzers, welcher Eingriff andere Kenntnisse als das Verständnis der Aufgabe der Maschine und damit das Verständnis der vier Kenngrößen sowie die Bedienung der Benutzerschnittstelle voraussetzt.The The procedure is then performed so that the result, the is called So the design result is the result of an iterative optimization is at least one calculation step. The process requires this even no intervention of the user, which intervention other knowledge as the understanding the task of the machine and thus the understanding of the four parameters as well requires the operation of the user interface.

Sollte sich während des Verfahrens zeigen, dass ein Nutzereingriff erforderlich wird, was insbesondere dann der Fall sein kann, wenn nicht alle Kenngrößen mit den in der Bibliothek vorhandenen Modulen eingehalten werden, dann erfolgt der Nutzereingriff lediglich auf der Ebene der Kenngrößensätze, was aber keine Kenntnisse über die Funktionsweise oder Zusammenhänge der Maschine erfordert.Should while of the procedure show that user intervention is required, which may be the case in particular, if not all parameters with the modules in the library are complied with, then the user intervention takes place only at the level of the characteristic sets, which but no knowledge about the functioning or relationships of the machine requires.

Nach dem Nutzereingriff wird die Durchführung des Verfahrens, das heißt die Berechnung der erforderlichen Daten wiederholt.To the user intervention is the implementation of the method, that is the calculation the required data repeated.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden als Ergebnis der Berechnungen Datensätze ausgegeben, die ein 3D Modell, gegebenenfalls eine Konstruktionszeichnung, Kinematikparameter und dergleichen erzeugt werden; insgesamt werden alle für die Fertigung und den Betrieb der Maschine erforderlichen Daten ausgegeben.According to one particular embodiment of the invention, data sets are output as a result of the calculations, a 3D model, if necessary a design drawing, kinematic parameters and the like; Overall, all are for manufacturing and the operation of the machine required data output.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind unter anderem den Unteransprüchen 18 bis 26 zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention include the dependent claims To take 18 to 26.

Das System, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, ist dem Anspruch 29 bis 32 zu entnehmen.The System with which the method according to the invention can be carried out, is to be taken from claim 29 to 32.

Die bewegbare Vorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und System herstellbar bzw. entwickelbar ist, ist den Ansprüchen 33 bis 37 zu entnehmen.The movable device which can be produced by the method and system according to the invention or is developable, is the claims 33 to 37 to remove.

An Hand der Zeichnung, in dem das Verfahren, das System und einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.At Hand of the drawing, in which the procedure, the system and some embodiments the invention is shown, the invention and others advantageous embodiments of the invention will be explained and described in detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Blockschaltbild zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a block diagram for illustrating the method according to the invention,

2 bis 6 einige bewegbare Vorrichtungen, die nach dem Verfahren hergestellt sind. 2 to 6 some movable devices made by the process.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entwicklung von bewegbaren Vorrichtungen wie Positionierer und dergleichen verläuft kurz dargestellt wie folgt:
An einer Eingabestation 10, die als Computer ausgebildet sein kann, kann der Nutzer alle wesentlichen Daten der gewünschten Vorrichtung eingeben. An dieser Eingabestation 10 werden alle diejenigen Eingaben oder Daten eingegeben, die für die Entwicklung von Bedeutung sind. Beispielsweise sind Daten über die Werkstückhandhabung einzugeben, wobei einzugeben ist, dass ein Werkstück mit einer bestimmten Maße und Trägheit in einer bestimmten Zeit von einem Punkt A nach einem Punkt B entlang eines bestimmten Weges gebracht werden soll. Darüber hinaus soll auch eingegeben werden können, wie die Anlage verfügbar sein soll. Damit ist allerdings noch nicht bestimmt, wie die endgültig zu fertigende Maschine konstruktiv aussehen soll. Diese Daten werden in einer Abbildungsstation 11 in Kenngrößen umgewandelt, die in der Kenngrößenstation 12 gespeichert und von dort einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, in der das Entwicklungsergebnis erzeugt wird zugeführt werden. Gegebenenfalls können in einer Verarbeitungseinrichtung 14 die vier Kenngrößen gewichtet und auf ihrer Erfüllungsgüte überprüft werden. Die den vier Kenngrößen im folgenden auch Kenngrößensätze genannt, zugeordneten Daten werden in einer Berechnungsstation 15 weiterverarbeitet, und eine Auswahlstation 16, die mit der Berechnungs- und Optimierungsstation 15 interagiert, wählt aus einer Modulbibliothek 17, in der Module zur Herstellung des Entwicklungsergebnisses gespeichert sind, Daten bestimmter Module aus, die in der Entwicklungsstation 13 entsprechend den oben genannten Kenngrößen zu Fertigdaten zusammengefügt werden, mit denen das fertige Produkt beschrieben wird. Die Entwicklungsstation 13 steht mit einer Station 18 in Verbindung, in der sogenannte externe Werkzeuge, wie weiter unten erläutert, gespeichert sind. Nach Verarbeitung der Daten aus der Modulbibliothek 17 aus der Werkzeugstation 18 sowie der Berechnungsstation 15 mit der Auswahlstation 16 ergibt sich ein Entwicklungsergebnis, dessen Daten einer Ausgabestation 19 zugeführt werden, in der ein Datensatz für Produktion und/oder Betrieb gebildet und bereitgestellt wird.The method according to the invention for developing movable devices such as positioners and the like proceeds as follows:
At an input station 10 , which may be formed as a computer, the user can enter all the essential data of the desired device. At this input station 10 All inputs or data that are important for the development are entered. For example, data about the workpiece handling must be entered, whereby it is to be entered that a workpiece with a certain dimension and inertia is to be brought from a point A to a point B along a certain path in a specific time. In addition, it should also be possible to enter how the system should be available. However, this is not yet determined how the final machine to be designed should look constructive. These data are stored in an imaging station 11 converted into characteristics that in the Kenngrößenstation 12 stored and supplied from there to a central data processing device in which the development result is generated. Optionally, in a processing device 14 the four parameters are weighted and checked for their fulfillment quality. The data associated with the four parameters, also referred to below as parameter sets, are stored in a calculation station 15 further processed, and a selection station 16 that with the calculation and optimization station 15 interacts, selects from a module library 17 , in which modules for the production of the development result are stored, data of certain modules in the development station 13 assembled according to the above parameters to finished data, with which the finished product is described. The development station 13 stands with a station 18 in connection, are stored in the so-called external tools, as explained below. After processing the data from the module library 17 from the tool station 18 and the calculation station 15 with the selection station 16 results in a development result whose data is an output station 19 be supplied, in which a record for production and / or operation is formed and provided.

Im Folgenden sollen die einzelnen Stationen näher beschrieben werden:
An der Eingabestation 10 erfolgt die Eingabe von Daten, die von einem Kunden, der ein bestimmtes Entwicklungsergebnis erhalten möchte, geliefert worden sind. Die Daten definieren die Aufgabenstellung und Erfassung der Anforderungen des Kunden, wobei zwischen erforderlichen und optionalen Daten unterschieden wird. Im Vordergrund steht natürlich eine möglichst vollständige Beschreibung der Anforderungen. Dabei umfassen die Daten – ohne vollständig zu sein – Geometrien, die beispielsweise das Entwicklungsergebnis „Positionierer" benötigt, wie z. B. umbauter Raum und dergleichen, Daten betreffend zu positionierendem Werkstück, z. B. Gewicht und Form, Daten betreffend erforderliche Bewegungsabläufe des Positionierers sowie Daten betreffend Geschwindigkeit der Verstellung und dergleichen.In the following, the individual stations will be described in more detail:
At the input station 10 the input of data is provided by a customer who wishes to receive a certain development result. The data defines the task assignment and capture of the customer's requirements, distinguishing between required and optional data. In the foreground of course is a complete description of the requirements. In this case, the data include, but are not limited to, geometries requiring, for example, the development result "positioner", such as built-up space and the like, data concerning the workpiece to be positioned, eg, weight and shape, data regarding required movement sequences of the workpiece Positioner and data about speed of adjustment and the like.

In der Station 11 werden die in die Eingabestation 10 eingegebenen Daten in Kenngrößen abgebildet, die in der Kenngrößenstation weiterbearbeitet und bereitgehalten werden. Diese einzelnen Kenngrößen oder Kenngrößensätze charakterisieren die Anforderungen an das herzustellende Produkt.In the station 11 be the in the input station 10 entered data in parameters that are further processed and kept in the Kenngrößenstation. These individual characteristics or parameter sets characterize the requirements for the product to be produced.

Im Detail enthält der erste Kenngrößensatz „Geometrie" Daten über den Arbeitsraum eines geometrischen Bezugspunktes der Positioniereinrichtung bzw. des zu entwickelnden Produktes, vorzugsweise der Werkzeugspitze oder der Werkstückspitze des Positionierers in mindestens einer Raumrichtung oder den gesamten umbauten Raum der Positioniereinrichtung oder die Ausdehnung der Positioniereinrichtung in mindestens einer Raumrichtung; daraus abgeleitete Verhältnis- oder Kombinationsgrößen können auch den ersten Kenngrößensatz bilden.in the Contains detail the first parameter set "geometry" data over the Working space of a geometric reference point of the positioning or of the product to be developed, preferably the tool tip or the workpiece tip of the Positioner in at least one spatial direction or the entire Constructed space of the positioning device or the extent of the Positioning device in at least one spatial direction; derived from it Relationship- or combination sizes can also the first parameter set form.

Der zweite Kenngrößensatz „Statik" beschreibt die maximal auf die Positioniereinrichtung wirkenden Kräfte und Drehmomente in mindestens einer Raumrichtung, die maximale Nutzlast der Positioniereinrichtung im Stillstand oder im fest gebremsten Zustand.Of the second parameter set "Statics" describes the maximum acting on the positioning forces and torques in at least one Spatial direction, the maximum payload of the positioning in the Standstill or in the firmly braked state.

Der dritte Kenngrößensatz enthält Daten über die Zykluszeit des Positionierers für eine vorgegebene Bewegung oder für ein statistisches Mittel einer Anzahl von vorgegebenen Bewegungen, oder aber über die Mindestgeschwindigkeit oder Mindestbeschleunigung oder hieraus abgeleitete Verhältnis oder Kombinationsgrößen, sowie die Trägheit der zu bewegenden Nutzlast, für dieser dritte Kenngrößensatz gültig sein soll, in mindestens einer Richtung, für mindestens einen geometrischen Bezugspunkt.Of the third characteristic set contains Data about the cycle time of the positioner for a given movement or for a statistical mean of a number of predetermined movements, or over the minimum speed or minimum acceleration or from this derived ratio or Combination sizes, as well the inertia the payload to be moved, for this third parameter set valid should be, in at least one direction, for at least one geometric Reference point.

Der vierte Kenngrößensatz „Qualität" enthält Daten über die erforderliche Steifigkeit oder Wiederholgenauigkeit oder Positionierungsgenauigkeit oder hieraus abgeleitete Verhältnis- oder Kombinationsgrößen in mindestens einer Raumrichtung für mindestens einen geometrischen Bezugspunkt.Of the fourth parameter set "quality" contains data about the required rigidity or repeat accuracy or positioning accuracy or derived therefrom or combination sizes in at least a spatial direction for at least one geometric reference point.

Diese Eingaben, aus denen die vier Kenngrößensätze gebildet werden, sind die einzigen Eingaben, die für das weitere Verfahren von Wichtigkeit sind. Zusätzliche Eingaben, die Kenntnisse über das zu entwickelnde Produkt selbst, den Aufbau des Produktes, oder dergleichen beinhalten, sind hierfür nicht erforderlich.These inputs, from which the four Kenn are the only inputs that are of importance for the further process. Additional inputs that include knowledge of the product to be developed itself, the structure of the product, or the like, are not required for this purpose.

Diese vier Kenngrößensätze werden aus der Kenngrößenstation 12 in die Verarbeitungsstation 13 übermittelt und in der Berechnungs- und Optimierungsstation derart verarbeitet, dass die Station 13 über die Auswahlstation 14 entsprechende Daten von Positionierern, von Modulen von Positionierern oder dergleichen aus der Modulbibliothek abrufen kann.These four parameter sets are taken from the parameter station 12 to the processing station 13 transmitted and processed in the calculation and optimization station such that the station 13 via the selection station 14 can retrieve corresponding data from positioners, from modules of positioners or the like from the module library.

Die Kenngrößensätze können aus der Kenngrößenstation direkt in die Verarbeitungsstation 13 übertragen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, eine sogenannte Gewichtungsstation 14 zwischenzuschalten, in der eine Gewichtung bzw. die Definition einer Toleranzschwelle aktiviert werden kann, um die festgelegten Kenngrößen gezielt zu öffnen. Damit können bei der Auslegung beispielsweise Zielkonflikte umgangen bzw. technologische oder wirtschaftliche Ziele im Rahmen der konzeptionellen Möglichkeiten umgesetzt werden.The parameter sets can be sent from the characteristic station directly to the processing station 13 be transmitted. There is also the possibility of a so-called weighting station 14 in which a weighting or the definition of a tolerance threshold can be activated in order to open the defined parameters in a targeted manner. Thus, for example, conflicts of interest can be circumvented in the design or technological or economic goals can be implemented within the scope of the conceptual possibilities.

Von der Kenngrößenstation 12 oder über die Gewichtungsstation 14 werden die Daten an die Verarbeitungsstation 13 übermittelt, wodurch ein sogenanntes Entwick lungsziel bereitgestellt wird. Als Entwicklungsziel werden die Eigenschaften der idealen Vorrichtung zur Erfüllung der Aufgabe bezeichnet, wobei in einem ersten Berechnungsschritt das Entwicklungsziel möglicherweise noch nicht erreicht ist.From the characteristic station 12 or via the weighting station 14 the data is sent to the processing station 13 which provides a so-called development goal. As a development goal, the characteristics of the ideal device for fulfilling the task are referred to, wherein in a first calculation step, the development goal may not yet be reached.

Die Verarbeitungsstation 13 umfasst ein Zentralprogramm, das alle Teilprogramme verwaltet, wobei alle Unterprogramme, die in den anderen Stationen enthalten sind, organisiert und verwaltet werden, wobei hier auch der Arbeitsablauf hinterlegt ist.The processing station 13 includes a central program that manages all subprograms, with all the subprograms contained in the other stations being organized and managed, with the workflow also being stored here.

Die Datenbasis der Modulbibliothek 17 ist eine dynamische, z. B. erweiterbare Bibliothek von modularen Bauteilen- oder- Gruppen zum Aufbau von verstellbaren Vorrichtungen, die gegebenenfalls auch erweitert werden kann. Die Hauptgruppen der Bibliothek werden gebildet aus Daten, die sogenannte Grundmodule mit ihren Teilkomponenten und Verbindungsgliedern, Positionierer und verstellbare Vorrichtungen sowie zusätzlichen Bewegungsmodulen beschreiben. Die Grundmodule können längenveränderliche, gelenkig gelagerte Beinpaare (s. weiter unten), das ein Parallelogramm bildet. Es umfasst Teilkomponenten, Motoren, Bremsen, Gelenkmodule, Glieder und Getriebe oder – Baugruppen; die Verbindungsglieder umfassen Tragwerke und – elemente wie Platten, Gestelle, Rahmen, Träger, Adapter oder Flanschadapter mit denen sowohl die Beinpaare aus der Gruppe Positionierer miteinander verknüpft als auch mehrere Positionierer in einer zueinander definierten geometrischen Lage oder Position angeordnet werden können. Durch definierte Kombination und Anordnung solcher Positionierer können verstellbare Vorrichtungen gebildet werden und die zusätzlichen Bewegungsmodule umfassen Bewegungsmodule mit linear- und/oder Rotationsachsen, mit denen ein einzelner Positionierer oder eine Kombination solcher Positionierer modular erweitert werden kann.The database of the module library 17 is a dynamic, z. B. extensible library of modular components or groups for the construction of adjustable devices, which may also be extended if necessary. The main groups of the library are formed from data describing so-called basic modules with their subcomponents and links, positioners and adjustable devices as well as additional motion modules. The basic modules can be variable-length, articulated pairs of legs (see below), which forms a parallelogram. It includes subcomponents, motors, brakes, articulated modules, links and gears or assemblies; the links comprise structures and elements such as plates, racks, frames, supports, adapters or flange adapters, with which both the pairs of legs of the group of positioners can be linked together and a plurality of positioners can be arranged in a mutually defined geometric position or position. By means of a defined combination and arrangement of such positioners, adjustable devices can be formed and the additional movement modules comprise movement modules with linear and / or rotational axes with which a single positioner or a combination of such positioners can be modularly expanded.

In der Modulbibliothek ist darüber hinaus auch eine Variantenstrategie hinterlegt, die beschreibt, welche Komponenten in welchem Parameterbereichen und Parameterschrittweiten zur Erfüllung der jeweiligen Kenngrößen verändert werden können.In the module library is above addition, a variant strategy is deposited, which describes which components in which parameter ranges and parameter step sizes to fulfillment the respective parameters can be changed.

Die Verarbeitungseinrichtung 13 entnimmt der Modulbibliothek die erforderlichen Datensätze und berechnet hieraus das sogenannte Entwicklungsergebnis, wobei zusätzlich noch externe Werkzeuge, wie finite Elementesimualtionen, Mehrkörpersimulation, Lebensdauerberechnungen und Temperaturmodelle abgerufen werden kön nen. Nach Durchführung der Verarbeitung der der Verarbeitungseinrichtung oder Verarbeitungsstation 13 zugeführten Daten werden Datensätze für die Produktion und/oder für den Betrieb ausgegeben, z. B. in Form von technischen Zeichnungen, zweidimensional oder dreidimensional, Stücklisten, Fertigungszeichnungen für modulare verstellbare Vorrichtung, deren Module und Submodule. Darüber hinaus werden Datensätze für den Betrieb ausgegeben, wie beispielsweise Steuerungsdaten in Form eines Kinematikmodelles, Motor-Getriebeparameter oder Dynamikparameter.The processing device 13 takes the necessary data sets from the module library and calculates from this the so-called development result, whereby additionally external tools, such as finite element simulations, multi-body simulation, lifetime calculations and temperature models can be retrieved. After performing the processing of the processing device or processing station 13 supplied data records are output for production and / or operation, z. B. in the form of technical drawings, two-dimensional or three-dimensional, parts lists, manufacturing drawings for modular adjustable device, their modules and submodules. In addition, data records are output for operation, such as control data in the form of a kinematics model, engine transmission parameters or dynamic parameters.

Für den Fall, dass die Modulbibliothek keine geeigneten Daten enthält, besteht die Möglichkeit, dass der Nutzer in einer Interaktionsstation 20 gewisse Modifizierungen z. B. der Kenngrößensätze vornimmt oder aus der Modulbibliothek 17 gleich wirkende Moduldaten abruft, die dann der weiteren Verarbeitung zugrunde gelegt werden.In the event that the module library does not contain suitable data, there is the possibility that the user is in an interaction station 20 certain modifications z. B. makes the sets of characteristic sets or from the module library 17 retrieves equal-acting module data, which are then used as the basis for further processing.

Das Ergebnis jedes Berechnungsschrittes und der getroffenen Modulauswahl wird mit Hilfe einer Teilfunktionsbewertung in einer Bewertungsstation 21 hinsichtlich der Erfüllung des Entwicklungszieles bewertet. Für den Fall, dass nicht alle Kenngrößensätze mit den in der Bibliothek vorhandenen Modulen eingehalten werden, erfolgt über die Station 20 der Eingriff des Nutzers, wobei vorrangiges Ziel das Auffinden einer Lösung mit den bereits in der Bibliothek vorhandenen Modulen ist. Bei Nichterfüllung von Kenngrößen kann automatisch zukünftiger Entwicklungsbedarf protokolliert und modulspezifisch zugeordnet werden. Falls weitergehende Auslegungsrechnungen erforderlich sind, z. B. wenn bei bestimmten Modulen Spezifikationsgrenzen erreicht werden, können über die externe Werkzeugstation 18 Zwischenergebnisse der Berechnung oder Verarbeitung zu den externen Entwicklungswerkzeugen exportiert werden, deren Berechnungen und Ergebnisse dann wieder der Verarbeitungsstation 13 zugeführt werden. Auch mit übergeordneten Planungswerkzeugen kann die Verarbeitungsstation 13 in einen Datenaustausch treten.The result of each calculation step and the module selection made is determined by means of a partial function evaluation in an evaluation station 21 evaluated for the fulfillment of the development goal. In the event that not all characteristic sets are maintained with the existing modules in the library, via the station 20 the intervention of the user, the primary goal being to find a solution with the modules already present in the library. If parameters are not met, future development needs can be automatically logged and assigned to specific modules. If more extensive design calculations are required, eg. For example, when specification limits are reached for certain modules can, via the external tool station 18 Interim results of the calculation or processing are exported to the external development tools, their calculations and results then returned to the processing station 13 be supplied. Even with higher-level planning tools, the processing station 13 enter into a data exchange.

In der Ausgabestation 19 sind alle zur Herstellung der gewünschten Vorrichtung, das heißt also des Entwicklungsergebnisses erforderlichen Unterlagen und die dort definierten Parameter werden bereitgestellt. Der Datensatz kann dabei auch das erforderliche kinematische Modell zur Beschreibung des bei der Vorrichtung verwendeten Mechanismus und dessen Bewegungsverhaltens, Daten der Motoren und eventuell verwendeter Getriebe sowie Dynamik- und Regelungsparameter erhalten, wodurch eine standardisierte und Inbetriebnahmephase der entwickelten Vorrichtung, das heißt also des Positionierers oder einer sonstigen beweglichen Vorrichtung, verkürzt wird.In the output station 19 are all for the production of the desired device, that is, the development of the result required documents and the parameters defined there are provided. The data set can also be the required kinematic model for describing the mechanism used in the device and its movement behavior, data of the motors and possibly used gear and dynamic and control parameters obtained, creating a standardized and commissioning phase of the developed device, ie the positioner or another movable device is shortened.

Dies bedeutet, dass nach erfolgreicher Auslegung zum Beispiel einer verstellbaren Vorrichtung entsprechend den definierten Kenngrößen das Entwicklungsergebnis in Form von Datensätzen zur weiteren Bearbeitung ausgegeben wird, was in der Station 19 erfolgt. Dabei liefert der Datensatz „Produktion" alle Daten, die zur Herstellung der verstellbaren Vorrichtung erforderlich sind bzw. die dort definierten Parameterwerte. Darüber hinaus wird ein Getriebemodell in 2D – oder 3D Darstellung der verstellbaren Vorrichtung als ein Hauptbestandteil des Entwicklungsergebnisses ausgegeben, welches mit dem Ausgabedatensatz „Produktion" in einer automatisiert weiterverarbeitbaren Form bereitgestellt werden kann. Das gleiche gilt auch für den Datensatz „Betrieb". Je nach Anwendung und Situation werden die für den Betrieb der verstellbaren Vorrichtung erforderlichen Steuerungsmodelle und Steuerungsparameter bereit gestellt.This means that after a successful design, for example, an adjustable device according to the defined characteristics, the development result is output in the form of data sets for further processing, which is in the station 19 he follows. In this case, the data set "production" supplies all the data required for the production of the adjustable device or the parameter values defined there, In addition, a transmission model in 2D or 3D representation of the adjustable device is output as a main component of the development result associated with the output data set "Production" can be provided in an automated processed form. The same applies to the data set "Operation." Depending on the application and situation, the control models and control parameters required for the operation of the adjustable device are provided.

Die in der Modulbibliothek eingestellten Daten stellen sich wie folgt dar: Die einzelnen Daten sind unterteilt in einzelne Teilbereiche, nämlich in standardisierte modulare Teilsysteme, siehe 7, in Positionierer oder Positioniereinrichtungen und in Vorrichtungen bzw. verstellbare Vorrichtungen.The data set in the module library are as follows: The individual data are subdivided into individual subareas, namely into standardized modular subsystems, see 7 , in positioners or positioning devices and in devices or adjustable devices.

Die Module im ersten Bereich oder im Level 1 umfassen ein sogenanntes Standardparallelogramm, das in der 7 näher dargestellt ist. Dieses Standardparallelogramm umfasst Stützbeine, Gelenke, Motoren und Bremsen. Darüber hinaus können auch sogenannte Linearachsen und Rotationsmodule vorgesehen sein. Als Linearmodule dienen solche Einrichtungen, mit der eine horizontale Verschiebbarkeit beispielsweise eines Moduls 110, siehe weiter unten, erreicht werden kann. Als Rotationsmodul kann ein solches Modul vorgesehen sein, welches auf dem Modul 110 gelagert und dort um eine vertikale Achse oder um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Als Verbindungselemente können solche Elemente verwendet werden, die in der 6 als sogenannte Stützstrukturen bezeichnet sind, siehe weiter unten.The modules in the first area or in level 1 comprise a so-called standard parallelogram, which is described in US Pat 7 is shown in more detail. This standard parallelogram includes support legs, joints, motors and brakes. In addition, so-called linear axes and rotation modules can also be provided. As linear modules are such devices, with a horizontal displacement, for example, a module 110 , see below, can be achieved. As a rotation module, such a module may be provided which on the module 110 stored there and is pivotable about a vertical axis or about a horizontal axis. As connecting elements such elements can be used, which in the 6 are referred to as so-called support structures, see below.

Aus den Modulen gemäß Level 1 können Positionierer oder Positioniereinrichtungen zusammengefügt werden, die dann in einem Level 3 zu solchen Vorrichtungen zusammengesetzt werden, wie sie in den 3 bis 6 dargestellt sind.From the modules according to level 1 positioners or positioning devices can be put together, which are then assembled in a level 3 to such devices, as in the 3 to 6 are shown.

Die 2 zeigt ein Modul 110, welches eine rechteckförmige Stützplatte 111 und eine ebenfalls rechteckförmige Halteplatte 112 aufweist, auf welcher ein Vorsprung 113 angeformt ist, der mit einem Zapfen 114 versehen ist, auf dem ein Objekt festgelegt werden kann.The 2 shows a module 110 which is a rectangular support plate 111 and a likewise rectangular retaining plate 112 having on which a projection 113 is molded, with a pin 114 is provided on which an object can be set.

Die Ausgestaltung des Vorsprunges 113 ist für die Erfindung nur von geringer Bedeutung. Wesentlich ist, dass die Halteplatte 112 derart ausgebildet ist, dass auf ihr ein Objekt befestigt werden kann.The design of the projection 113 is of little importance to the invention. It is essential that the retaining plate 112 is designed such that an object can be attached to it.

Zwischen der Stützplatte 111 und der Halteplatte 112 ist eine Stützstruktur 115 vorgesehen, die drei Stellelementenpaare 116, 117 und 118 aufweist, welche Stellelementenpaare 116 bis 118 jeweils aus zwei Stellelementen 119, 120, 121 und 122 sowie 123 und 124 zusammengesetzt sind. Je zwei Stellelemente 119, 120; 121 und 122 sowie 123 und 124 bilden zusammen das Standardparallelogrammmodul. Die Stützplatte 111 wäre dann den Verbindungselementen zuzuordnen.Between the support plate 111 and the retaining plate 112 is a support structure 115 provided, the three pairs of control elements 116 . 117 and 118 comprising which pairs of control elements 116 to 118 each of two control elements 119 . 120 . 121 and 122 such as 123 and 124 are composed. Two control elements each 119 . 120 ; 121 and 122 such as 123 and 124 together form the standard parallelogram module. The support plate 111 would then be assigned to the fasteners.

Die Stellelementenpaare 116, 117 und 118 spannen jeweils eine Ebene auf, welche Ebene hier ein gleichschenkeliges Dreieck bildet. Die 5, die eine schematische Schnittansicht der Linie V-V der 1 zeigt und bei der als Vereinfachung angenommen wird, dass die durch die Stützelementenpaare 116 bis 118 aufgespannten Ebenen senkrecht zur Stützplatte 111 verlaufen deutet an, dass die Ebenen miteinander ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, wobei, wie in 5 ersichtlich ist, die beiden Ebenen E1 und E3 miteinander einen rechten Winkel bilden, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Aus der 1 ist ersichtlich, dass die Ebenen E1, E2 und E3 gegeneinander geneigt sind, weil der Abstand der Stellelementenpaare 116, 117 und 118 an der Stützplatte 111 größer ist als der Abstand der Paare an der Halteplatte 112.The control element pairs 116 . 117 and 118 each span a plane, which plane here forms an isosceles triangle. The 5 , which is a schematic sectional view of the line VV of 1 shows and is taken as a simplification, that by the pairs of support elements 116 to 118 spanned planes perpendicular to the support plate 111 The signs indicate that the planes form an isosceles triangle with each other, as in 5 it can be seen that the two planes E1 and E3 form a right angle with each other, but this is not absolutely necessary. From the 1 It can be seen that the planes E1, E2 and E3 are inclined to each other, because the distance of the actuator pairs 116 . 117 and 118 on the support plate 111 is greater than the distance of the pairs on the retaining plate 112 ,

Die einzelnen Stellelemente 119, 120; 121, 122; 123, 124 sind teleskopartig ineinander verschiebbar, wobei jedes Stellelement jedes Stellelementenpaares (was anhand des Stellelements 123 erläutert wird) aus einem Teilelement 215 und einem Teilelement 126 zusammengesetzt ist, wobei das Teilelement 125 in das Teilelement 126 einfahren kann.The individual control elements 119 . 120 ; 121 . 122 ; 123 . 124 are telescopically slidable, with each actuator of each pair of control elements (which is based on the control element 123 is explained) from a sub-element 215 and a subelement 126 is composed, wherein the sub-element 125 in the subelement 126 can retract.

Das weitere wird anhand des Stellelementenpaares 118 erläutert. Das Teilelement 125 ist über einen Stützbock 127 über eine Gelenkachse 128 gelenkig mit einem Trägerbock 129 verbunden, der selbst wiederum an zwei Lagerböcken 130, 131 gelenkig gelagert ist; die Gelenkachse 128 verläuft senkrecht zur Gelenkachse 132; die Lagerböcke 130 und 131 sind auf der Stützplatte 111 fixiert. Die Drehachse 132 liegt in der Ebene E3 und die Drehachse 128 verläuft senkrecht dazu.The further is based on the pair of control elements 118 explained. The subelement 125 is about a support frame 127 over a joint axis 128 articulated with a girder 129 connected, in turn, on two storage blocks 130 . 131 is hinged; the hinge axis 128 runs perpendicular to the hinge axis 132 ; the bearing blocks 130 and 131 are on the support plate 111 fixed. The rotation axis 132 lies in the plane E3 and the axis of rotation 128 runs perpendicular to it.

Die freien Enden der Elemente 126 der drei Stellelementenpaare 116, 117, 118 sind an der Aufnahmeplatte 112 auf der Seite, die dem Vorsprung 13 entgegengesetzt liegt, befestigt, wobei die Fixierung dort ein Kardangelenk ist.The free ends of the elements 126 of the three control element pairs 116 . 117 . 118 are at the receiving plate 112 on the side that the lead 13 is opposite, fixed, the fixation there is a universal joint.

Den Stellelementenpaaren 116, 117, 118 ist je eine Antriebseinrichtung 133, 134 und 135 zugeordnet, die die Länge der Stellelementenpaare beziehungsweise der einzelnen Teilelemente steuert.The control element pairs 116 . 117 . 118 is ever a drive device 133 . 134 and 135 assigned, which controls the length of the control element pairs or the individual sub-elements.

Es sei nun Bezug genommen auf die 3 It is now referred to the 3

Die 3 zeigt nun eine verstellbare Vorrichtung, wie sie im Level 3 in der Modulbibliothek enthalten sein kann.The 3 now shows an adjustable device, as it may be included in the module library in level 3.

Diese zeigt in perspektivischer Ansicht insgesamt vier Module 110a, 110b, 110c, 110d, wodurch eine Positioniereinrichtung 140 gebildet ist. Dabei werden die einzelnen Stützplatten 111a, 111b, 111c und 111d nebeneinander beziehungsweise parallel zueinander ausgerichtet, dergestalt, dass die Ebenen E2 der Module 110a und 110c fluchten und parallel zu den ebenfalls fluchtenden Ebenen E2 der Module 110b und 110d verlaufen.This shows in perspective view a total of four modules 110a . 110b . 110c . 110d , whereby a positioning device 140 is formed. Here are the individual support plates 111 . 111b . 111c and 111d aligned side by side or parallel to each other, such that the planes E2 of the modules 110a and 110c aligned and parallel to the likewise aligned planes E2 of the modules 110b and 110d run.

Die 4 zeigt eine Ansicht gemäß Pfeillinie IV der 3 auf die Positioniereinrichtung 140, wobei durch die Steuer- und Antriebseinrichtungen die Halteplatten 110b/d und 110a/c einen bestimmten Abschnitt D1 voneinander einnehmen. Die parallel ver laufenden Außenkanten der Halteplatten 112b/d und 112a/c nehmen einen Abstand D2 zwischen sich; die Abstände der entsprechenden Kanten der Halteplatten 112b/d D3 beziehungsweise D4 sind im Vergleich zu den Abständen D1 und D2 verkleinert, was durch geeignete Ansteuerung der einzelnen Stellelemente erfolgt ist.The 4 shows a view according to arrow line IV of 3 on the positioning 140 , wherein by the control and drive means the holding plates 110b / d and 110a / c occupy a particular section D1 from each other. The parallel ver running outer edges of the holding plates 112b / d and 112a / c take a distance D2 between them; the distances of the corresponding edges of the holding plates 112b / d D3 and D4 are reduced compared to the distances D1 and D2, which is done by suitable control of the individual control elements.

In der Modulbibliothek 17 können alle drei Levels enthalten sein. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass lediglich Daten betreffend Level 1 vorgesehen sind, aus denen dann Positionierer oder Positioniereinrichtungen gemäß Level 2 erstellbar sind.In the module library 17 All three levels can be included. Of course, there is also the possibility that only data concerning level 1 are provided, from which positioners or positioners according to level 2 can then be created.

Es besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, dass Module gemäß Level 1 und die schon zusammengesetzten Positionierer und Positioniereinrichtung gemäß Level 2 in der Bibliothek vorhanden sind. Aus diesen können dann Vorrichtungen oder verstellbare Vorrichtungen gemäß Level 3 innerhalb der Datenverarbeitungseinrichtung 13 erstellt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, lediglich Module gemäß Level 1 und Module oder Vorrichtungen und verstellbare Vorrichtungen gemäß Level 3 vorzusehen. Insoweit sind Variationen der Modulbibliothek durchaus denkbar.There is also the possibility that Level 1 modules and the already assembled Level 2 positioning and positioning devices are available in the library. From these, devices or adjustable level 3 devices within the data processing device can then be used 13 to be created. It is also possible to provide only level 1 modules and level 3 modules or devices and adjustable devices. In that regard, variations of the module library are quite conceivable.

Claims

A method for designing a programmable, composed of individual modules movable device for positioning or machining a workpiece, for example a modular positioning, with at least three spatial freedom of movement, which is used in particular for positioning a tool or a workpiece, wherein the tool for receiving, for clamping or Machining a workpiece is used, wherein the movable part of the movable device carries the tool, characterized in that • the four sets of requirements for the movable device descriptive sets of characteristics that characterize the geometric, static, dynamic and qualitative demands on the machine, are given, that the design is software-assisted by automatic selection of modules stored in a library, wherein the modules drive elements with at least one preferably electrically driven Bewegachs e are, • that the modules are automatically positioned by dimensioning links in such relative to each other in space that the four sets of parameters as well as possible, but the modules themselves are not modified, and that for the production of the necessary connecting links design plans and for Control of the machine required parameter sets are generated automatically.

Method according to claim 1, characterized in that that generates four sets of characteristics become.

Method according to Claim 2, in which the first set of characteristic quantities comprises the working space of the tool tip in at least one spatial direction or the entire enclosed space of the positioning device or the extent of the positioning device in at least one spatial direction or ratio or combination variables derived therefrom writes

Method according to one of claims 2 and 3, wherein the second parameters set the maximum forces acting on the positioning and Moments in at least one spatial direction or the maximum payload describes the machine at standstill or in the locked state,

Method according to one of claims 2 to 4, wherein the third parameters set the cycle time of the machine for a given movement or for a describes the statistical mean of a number of given movements, or the desired one Minimum speed or minimum acceleration describes, or derived therefrom relative or combination sizes, as well as the inertia the payload to be moved, for the this indicator set valid should be, describes in at least one spatial direction,

Method according to one of claims 2 to 5, wherein the fourth parameters set rigidity or repeat accuracy or positioning inaccuracy or from this derived ratio or Combination sizes in at least describes a spatial direction,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the result of the method is the result of a iterative optimization with at least one calculation step,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the method does not interfere with the user which requires knowledge other than the understanding of Task of the machine and thus the understanding of the four parameters as well requires the operation of the user interface,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a user intervention is required, if not all parameters with the modules available in the library can be complied with,

Method according to claim 9, characterized in that that the user intervention takes place only at the level of the characteristic sets, but no knowledge about requires the functioning or connections of the machine,

Method according to one of claims 9 or 10, characterized that for the user intervention will automatically generate suggestions on which Way by modification of at least one parameter a solution becomes possible,

Method according to one of claims 9 to 11, characterized that the bill is repeated after the user intervention,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as a result, records are output, the a 3D model of the movable device in the form of a STEP, IGAS, VRML file or a similar one Format is,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that another result is at least one construction drawing in particular a connecting member, which is for the assembly the movable device is made up of modules,

Method according to claim 14, characterized in that that as connecting links bearers, mounting plates, Connecting flange, spacers, connecting angle, and the like or a framework.

Method according to claim 16, characterized in that that the parameter set contains kinematics parameters.

Method according to claim 16, characterized in that that the parameter set contains kinematic parameters,

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a simulation coupling (DATA OUT, DATA IN), z. B. MKS, FEM, Lifetime calculation, temperature model and like that takes place.

Method according to claim 16, characterized in that that the parameter set contains motor and gearbox parameters

Method according to claim 17, characterized in that that the parameter set contains data representing the measuring system for the motor position describe.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is executed by a computer program.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that results and optimization progress a screen or a printer or VR device.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the output of the result is object oriented over a Software interface that links to a 3D planning and simulation system allows.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the parameters concerning weighted as necessary by a user intervention become.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that fulfillment the characteristic by set a target range.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that fulfillment of the parameters exclusive Use of existing modules in the library by qualitative or quantitative assessment.

System for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a central processing station ( 113 ) is provided, are entered into the data at least from an input station, a module library station and a calculation station whose output data of an output station ( 119 ) can be supplied.

System according to claim 27, characterized that a characteristic station is provided, processed in the input data to the four characteristics become.

System according to one of claims 27 and 28, characterized in that an external tool station ( 118 ), in which external tools, for example in the form of machining programs, are contained, which contain data from the central processing stations ( 113 ) and forward the processed data to the central processing station ( 113 ) transfers back.

System according to one of Claims 27 to 30, characterized in that a rating station ( 121 ), which evaluates the data coming from the module library station, the input station and the calculation and selection station.

Device produced by the method according to one of claims 1 to 26 and with a system according to one of claims 27 to 30, having at least one supporting structure ( 115 ), at least one adjustable holding part ( 112 ) for holding an object and with at least one adjusting device for adjusting the holding part ( 112 ) relative to the support structure ( 115 ), wherein the support structure ( 115 ) at least one support plate ( 111 ) and that on each support plate ( 111 ) is introduced an adjusting device for a holding part, wherein each support plate ( 111 ), the adjusting device connected thereto and the holding part attached to the adjusting device ( 112 ) one module each ( 110 ), which may be combined with other modules ( 110 ) to the positioning device ( 140 ) is composable by the support plates ( 111 ) of the individual modules ( 110 ) to the support structure ( 115 ) are composable.

Contraption ( 140 ) according to claim 31, characterized in that each adjusting device comprises three adjusting elements ( 119 . 120 . 121 . 122 . 123 . 124 ), each having a pair of control elements ( 116 . 117 . 118 ), wherein each pair of control elements ( 116 . 117 . 118 ) spans a plane and that the levels of the actuator pairs ( 116 . 117 . 118 ) form a triangle.

Contraption ( 140 ) according to claim 32, characterized in that the triangle is an isosceles triangle.

Contraption ( 140 ) according to claim 33, characterized in that the triangle is an equilateral triangle.

Contraption ( 140 ) according to one of the preceding claims 31 to 34, characterized in that each pair of control elements ( 116 . 117 . 118 ) are assigned a drive and control device.