Verfahren zur Genauigkeitssteigerung einer positionierenden Maschine und positionierende Maschine

• Main Authors: Härtig, Frank, Dr, Schulz, Michael, Dr, Raguse, Folke, Dr, Kniel, Karin, Dr, Franke, Matthias, Wendt, Klaus, Dr, Schwenke, Heinrich
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 02.03.2023
• Subjects: CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOTDIRECTED TO A PARTICULAR RESULT; DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g.ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; HAND TOOLS; MACHINE TOOLS; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OFPARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; MANIPULATORS; MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; TESTING; TRANSPORTING

Verfahren zur Genauigkeitssteigerung einer positionierenden Maschine (10) in Form einer Bearbeitungsmaschine oder eines Roboters, die(a) eine Positioniervorrichtung (12),(b) einen mittels der Positioniervorrichtung (12) positionierbaren Endeffektor (14),(c) ein von dem Endeffektor (14) umfasstes Werkzeug,(d) einen vom Endeffektor (14) erreichbaren Arbeitsraum zum Aufnehmen eines mit dem Endeffektor (14) in Kontakt zu bringenden Objekts (30),(e) ein Maschinen-Messsystem,- das ein Maschinen-Koordinatensystem aufspannt,wobei mittels des Maschinen-Messsystems eine Position (P) des Endeffektors (14) im Maschinen-Koordinatensystem in Maschinen-Koordinaten oder einem daraus abgeleiteten Koordinatensystem bestimmbar ist, und- das eine Maschinen-Genauigkeit hat, und(f) ein Referenz-Messsystem (24),- das einen Metrologierahmen aufspannt, so dass mittels des Referenz-Messsystems die Position (P) des Endeffektors (14) im Metrologierahmen in Metrologierahmen-Koordinaten oder einem daraus abgeleiteten Koordinatensystem bestimmbar ist, und- das eine Referenz-Genauigkeit hat, die höher ist als die Maschinen-Genauigkeit, aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:(i) Positionieren des Objekts (30) an einen Ort, so dass zumindest eine erste Ziel-Position (P1,Ziel) mit dem Referenz-Messsystem (24) messbar ist,(ii) Anfahren der vorgegebenen ersten Ziel-Position (P1,Ziel) mit dem Endeffektor (14), bis der Endeffektor (14) eine erste Position (P1) in einer vorgegebenen Umgebung der Ziel-Position (P1,Ziel) erreicht,(iii) Erfassen und Speichern der Maschinen-Koordinaten(( xM1 yM1 zM1))der ersten Position (P1),(iv) Erfassen der Metrologierahmen-Koordinaten((xR1 yR1 zR1))der ersten Position (P1),(v) Ermitteln einer Abweichung((xM1−xR1 yM1−yR1 zM1−zR1))der Maschinen-Koordinaten(( xM1 yM1 zM1))der ersten Position (P1) von den Metrologierahmen-Koordinaten(( xR1 yR1 zR1))der ersten Position (P1),(vi) Berechnen von korrigierten Maschinen-Koordinaten((xM,korr1 yM,korr1 zM,korr1))aus den Maschinen-Koordinaten(( xM1 yM1 zM1))der zumindest einen ersten Position (P1) und der Abweichung(( xM1−xR1 yM1−yR1 zM1−zR1))und(vii) Bearbeiten des Objekts anhand der korrigierten Maschinen-Koordinaten((xM,korr1 yM,korr1 zM,korr1)),wobei(viii) eine Mehrzahl an Ziel-Positionen (P1,n) angefahren wird, die Teil einer vorgegebenen Bearbeitungstrajektorie sind,für diese Ziel-Positionen (P1,n) die Schritte (iii) bis (vi) durchgeführt werden und das Objekt (30) anhand der korrigierten Maschinen-Koordinaten((xM,korr1 yM,korr1 zM,korr1))entlang der Bearbeitungstrajektorie vom Werkzeug bearbeitet wird.