(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具（１１）が装着され、支持フレーム（１）に位置決めされる操作アームの位置を設定する方法であって、要求位置に操作アームを再配置する前に、支持フレーム（１）が、支持フレーム（１）の位置をロボット（９）に対して決定するために固定具（８）に取り付けられ、この場合、特定の操作アームが、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分に再配置できるようにブロック解除され、操作アームが、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分にブロックされる新しい要求位置にロボット（９）を使って再配置され、特定の操作アームが、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分の間に、ブロッキング要素（５、６）を空気圧動力源または油圧動力源または電力源（７）に接続することによってブロック解除され、空気圧動力源または油圧動力源または電力源（７）から接続を切ることによってブロックされることを特徴とする、方法。
【請求項２】
操作アームの位置が、再配置可能なアーム（２）の再配置を行うロボット（９）のグラブ（１０）の位置によって測定されることを特徴とする、請求項１に記載の操作アームの位置を設定する方法。
【請求項３】
操作アームの位置が、デジタルカメラまたはビデオカメラ（１３）を用いて操作アーム上の輝点（１２）の位置を走査することによって測定されることを特徴とする、請求項１に記載の操作アームの位置を設定する方法。
【請求項４】
操作アームの位置が、デジタルカメラまたはビデオカメラ（１３）を用いて操作アームを再配置するロボットのグラブ（１０）上の輝点（１２）の位置を走査することによって測定されることを特徴とする、請求項１に記載の操作アームの位置を設定する方法。
【請求項５】
工具（１１）が装着された操作アームを配置するための支持フレームであって、支持フレーム（１）には、少なくとも２つの相互に移動可能な部分から成る操作アームが移動可能に配置される１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が少なくとも装着されるが、滑り案内（３）および／または球面継手（１６）の可動部が、少なくとも２つのサスペンションアーム（１７）の球面継手（１８）を使って工具ホルダ（２）に接続され、他方では操作アームには、操作アームの配置時の移動および操作アームの相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着され、サスペンションアーム（１７）には、ブロッキング要素（５ａ）を備える滑り案内（３ａ）が装着され、工具（１１）が、球面継手（１４）を通してプラットフォーム（１５）に、および球面継手（１６）を通して支持フレーム（１）の滑り案内（３）に接続される少なくとも３つの対のサスペンションアーム（１７）を使って支持フレーム（１）に接続されているプラットフォーム（１５）に固定されることを特徴とする、支持フレーム。
【請求項６】
工具（１１）が装着された操作アームを配置するための支持フレームであって、支持フレーム（１）には、少なくとも２つの相互に移動可能な部分から成る操作アームが移動可能に配置される１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が少なくとも装着されるが、滑り案内（３）および／または球面継手（１６）の可動部が、少なくとも２つのサスペンションアーム（１７）の球面継手（１８）を使って工具ホルダ（２）に接続され、他方では操作アームには、操作アームの配置時の移動および操作アームの相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着され、サスペンションアーム（１７）には、ブロッキング要素（５ａ）を備える滑り案内（３ａ）が装着され、支持フレーム（１）の滑り案内（３）の可動部が、支持フレーム（１）の滑り案内（３）の可動部により、サスペンションアーム（１７）の反対側で枢動されるサスペンションアーム（１７）の球面継手を使ってプラットフォーム（１５）に配置される工具（１１）に接続されるが、サスペンションアーム（１７）には、滑り案内（３）および移動ブロッキング要素（５）が装着されることを特徴とする、支持フレーム。
【請求項７】
工具（１１）が装着された操作アームを配置するための支持フレームであって、支持フレーム（１）には、少なくとも２つの相互に移動可能な部分から成る操作アームが移動可能に配置される１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が少なくとも装着されるが、滑り案内（３）および／または球面継手（１６）の可動部が、少なくとも２つのサスペンションアーム（１７）の球面継手（１８）を使って工具ホルダ（２）に接続され、他方では操作アームには、操作アームの配置時の移動および操作アームの相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着され、サスペンションアーム（１７）には、ブロッキング要素（５ａ）を備える滑り案内（３ａ）が装着され、サスペンションアーム（１７）のうちの１つが、回転継手（４）を使って支持フレーム（１）に接続されることを特徴とする、支持フレーム。
【請求項８】
工具（１１）が装着された操作アームを配置するための支持フレームであって、支持フレーム（１）には、少なくとも２つの相互に移動可能な部分から成る操作アームが移動可能に配置される１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が少なくとも装着されるが、滑り案内（３）および／または球面継手（１６）の可動部が、少なくとも２つのサスペンションアーム（１７）の球面継手（１８）を使って工具ホルダ（２）に接続され、他方では操作アームには、操作アームの配置時の移動および操作アームの相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着され、サスペンションアーム（１７）には、ブロッキング要素（５ａ）を備える滑り案内（３ａ）が装着され、工具（１１）が、プラットフォーム（１５ａ）、およびプラットフォーム（１５）とプラットフォーム（１５ａ）との間のサスペンションアーム（１７）を使ってプラットフォーム（１５）に移動可能に配置されることを特徴とする、支持フレーム。
【請求項９】
工具（１１）が装着された操作アームを配置するための支持フレームであって、支持フレーム（１）には、少なくとも２つの相互に移動可能な部分から成る操作アームが移動可能に配置される１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が少なくとも装着されるが、滑り案内（３）および／または球面継手（１６）の可動部が、少なくとも２つのサスペンションアーム（１７）の球面継手（１８）を使って工具ホルダ（２）に接続され、他方では操作アームには、操作アームの配置時の移動および操作アームの相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着され、サスペンションアーム（１７）には、ブロッキング要素（５ａ）を備える滑り案内（３ａ）が装着され、工具（１１）が、プラットフォーム（１５ａ）および（１５ｂ）を使ってプラットフォーム（１５）に移動可能に配置されるが、それぞれのプラットフォーム（１５）、（１５ａ）、（１５ｂ）が、両端に球面継手が装着されるサスペンションアーム（１７）、（１７ａ）、（１７ｂ）を通して互いに相互に接続されることを特徴とする、支持フレーム。
【請求項１０】
ブロッキング要素が、空気圧動力源または油圧動力源または電力源（７）に接続されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【請求項１１】
支持フレーム（１）が、工具（１１）を配置するためのプラットフォーム（１５）にサスペンションアーム（１７）の球面継手（１６）を使って接続されるが、サスペンションアーム（１７）には、滑り案内（３）および移動ブロッキング要素（５）が装着されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【請求項１２】
サスペンションアーム（１７）が、回転継手（４）を使って支持フレーム（１）の滑り案内（３）の可動部に接続されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【請求項１３】
サスペンションアーム（１７）が、球面継手（１４）を使って支持フレーム（１）の滑り案内（３）の可動部に接続されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【請求項１４】
工具（１１）が、球面継手（１４）を通してプラットフォーム（１５）に、および球面継手（１６）を通して支持フレーム（１）に接続されるサスペンションアーム（１７）を使って支持フレーム（１）に接続されているプラットフォーム（１５）に固定されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【請求項１５】
工具（１１）が、プラットフォーム（１５）に移動可能に配置されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の支持フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持フレームに操作アームの位置を設定する方法、および技術または測定手段を取り付ける工具が装着される操作アームを位置決めする支持フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体製造の場合は、フレーム上の点のネットワークに固定される多くの吸盤を備えるフレームが使用されている。フレームは、ロボットによって操作される。プレートが、数十の程度に達する多くの点で吸盤を吸引することによってフレームに取り付けられ、これは、ロボットによってプレスに送り込まれる。押し付けられたプレートは、再び多くの点で吸引することによってフレームに取り付けられ、これは、ロボットによってプレスから取り出される。問題は、ある構成要素を押し付けることから別の構成要素に切り替える場合に、フレームに吸盤または他の作動部材を再配列することである。吸盤または他の作用部材のように多くのアクチュエータまたはセンサを備えるフレームを取り付けることは非常に高価であろう。もう１つの問題は、アクチュエータがたぶん金属構成要素を含むことになり、非金属の容易に変形可能な材料から吸盤または他の作用部材を備えるフレームを作る傾向があるということである。理由は、ロボットの誤作動が時々発生し、フレームがプレートと共に押し付けられることである。フレームが金属構成要素を含むとすれば、プレス金型の損傷が生じることになり、その結果大きな損失になる。フレームが非金属の容易に変形可能な材料から作られる場合には、プレス金型の損傷は生じず、損失ははるかに小さいことになる。例えば、炭素繊維複合材料が非金属材料の例である。したがって、多くのアクチュエータおよびセンサを備えるフレームは、あまりにも費用がかかり、複雑になり、フレームは手動で再配列され、これは、これらのフレーム用の倉庫を必要とする。
【０００３】
類似のフレームは、取扱いのために、測定および／あるいは機械加工または成形のために他の機構を含むことができる。
【０００４】
これらのフレームの欠点は、多い数のアクチュエータおよびセンサのそれらの価格および複雑さと、フレームの特定の構成要素の製造またはこれに反して要求される手作業の困難さとの両方である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、吸盤、またはより正確には支持フレームに位置決めされる技術または測定部材を取り付ける工具の再配置を簡単化すること、および主として非金属の容易に変形可能な材料から作られるこれらの吸盤、またはより正確には工具を担持する操作アームを設計することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により支持フレームに位置決めされる技術または測定部材を取り付ける工具が装着される操作アームの位置を設定する方法の主題は、個々の操作アームが、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分に再配置できるようにブロック解除され、操作アームが、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分にブロックされる新しい要求位置にロボットを使って再配置されるということにある。
【０００７】
操作アームは、操作アームの配置におよび／または操作アームの相互に移動可能な部分の間に、移動ブロッキング要素および回転ブロッキング要素を空気圧動力源または油圧動力源または電力源に接続することによってブロックされ、空気圧動力源または油圧動力源または電力源から接続を切ることによってブロック解除される。要求位置への操作アームの再配置は、ロボットを使って、または操作アームを固定具にクランプし、ロボットにより支持フレームを再位置決めすることによって行われる。
【０００８】
要求位置に操作アームを再配置する前に、支持フレームは、ロボットに対して支持フレームの位置を決定するために固定具にクランプされる。操作アームの位置は、再位置決め可能なアームの再配置を行うロボットのグラブの位置によって測定され、同時に、操作アーム上の、またはデジタルカメラまたはビデオカメラを用いて操作アームを再配置するロボットのグラブ上の輝点の位置を走査することによって測定される。
【０００９】
技術または測定部材を取り付ける工具が装着される操作アームを配置する支持フレームの本発明の主題は、支持フレーム（１）には、２つの相互に移動可能な部分から少なくとも成る操作アームが移動可能に配置される少なくとも１つの滑り案内（３）および／または球面継手（１６）が装着されるが、操作アームには、操作アームの配置時の移動およびその相互に移動可能な部分の移動をブロックし、ブロック解除するブロッキング要素が装着されるということにある。ブロッキング要素は、空気圧動力源または油圧動力源または電力源に接続される。
【００１０】
操作アームは、支持フレームの滑り案内に配置され、工具ホルダに接続される少なくとも１つの回転継手が装着されるが、滑り案内には、移動ブロッキング要素が装着され、回転継手には、回転ブロッキング要素が装着される。
【００１１】
本発明の範囲内で、操作アームは、下記の説明および請求項から明らかなように、作動機構および回転継手の可変の配置によって作ることができ、同様に、移動および／または回転または旋回のブロッキング要素が装着されるサスペンションアーム、ならびに工具を取り付けるための１つまたは複数の追加のプラットフォームを用いて操作アームを作ることができる。サスペンションアームを、球面継手を使って支持フレームまたはプラットフォームに接続することが有利である。
【００１２】
添付の図においては、支持フレーム上の操作アームおよび支持フレーム上の操作アームの他の実施形態が、概略的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】支持フレーム上の操作アームの基本的な実施形態の図である。
【図２】図１による操作アームの配置の図である。
【図３】工具ホルダに接続されるロボットを備える図１による支持フレームの図であり、位置決め固定具を示す図である。
【図４】操作アームの位置を走査するためのデバイスを備える操作アームの図である。
【図５】ロボットを備える図４に説明された実施形態の図である。
【図６】ロボットに接続される支持フレーム、および操作アームに接続される位置決め固定具の図である。
【図７】操作アームの他の配置の図である。
【図８】操作アームのもう１つの他の実施形態の図である。
【図９】操作アームの構成のタイプの図である。
【図１０】操作アームのもう１つの他の実施形態の図である。
【図１１】操作アームのもう１つの他の実施形態の図である。
【図１２】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１３】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１４】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１５】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１６】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１７】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１８】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図１９】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図２０】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図２１】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図２２】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【図２３】平行運動学的構造を使った操作アームの異なる他の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１において、工具１１のホルダ２が装着されるその操作アームが移動される滑り案内３における支持フレーム１の模式図があり、工具１１は、例えば吸盤、または測定プローブまたはグラブまたは機械加工工具または溶接ヘッドによって示されている。さらに、操作アームは、回転継手４が装着され、したがって、これは、この実施形態の範囲内で、滑り案内３に沿って移動することによっても、滑り案内３に垂直な回転継手４の軸線を中心に回転することによっても異なる位置に再配置され得る。
【００１５】
図２においては、操作アームに配置される移動ブロッキング要素５および回転ブロッキング要素６と共に操作アーム自体が示されている。ブロッキング要素５とブロッキング要素６は共に動力源７に接続される。ブロッキング要素５および６は、動力源７に接続されることによってブロック解除され、操作アームは、滑り案内３に沿って移動され、回転継手４の軸線を中心に回転され得る。操作アームの移動は、動力源７からブロッキング要素５および６の接続を切ることによってブロックされ、操作アームは、設定位置にとどまる。動力源７は、空気圧動力源または油圧動力源または電力源として使用され得る。
【００１６】
図３においては、工具１１が装着される操作アームを備える支持フレーム１が示されており、支持フレーム１は、位置決め固定具８に位置決めされ、操作アームは、ロボット９のグラブ１０によって要求位置に再配置される。フレーム１に対する操作アームの位置は、ロボット９のグラブ１０の位置に基づいて決定される。
【００１７】
図４においては、操作アーム上の輝点１２、または光源の配置が明らかになっている。輝点１２は、支持フレーム１に取り付けられるデジタルカメラまたはビデオカメラ１３によって走査される。少なくとも４つの輝点１２、および少なくとも２つのデジタルカメラまたはビデオカメラ１３があり、したがって、これらを通して操作アームの位置を決定することができる。
【００１８】
図５においては、明らかな図４による配置があり、ロボット９のグラブ１０によって操作アームを掴み取ることが示されており、ロボット９は、支持フレーム１に取り付けられるが、輝点１２は、操作アームの位置を決定するためにデジタルカメラまたはビデオカメラ１３によって走査されるようにロボット９のグラブ１０に配置される。
【００１９】
図６においては、図３による配置と対照区別して、ロボット９のグラブ１０に配置されている支持フレーム１が示されている。操作アームは、位置決め固定具８にクランプされる。ロボット９は、グラブ１０を使って支持フレーム１を移動させ、その結果、工具１１を備える操作アームは、フレーム１上で要求位置に再配置される。操作アームの位置は、ロボット９のグラブ１０の位置に基づいて決定される。あるいは、操作アームには、デジタルカメラまたはビデオカメラ１３によって走査される輝点１２が装着されることができ、これらを通して、支持フレーム１に対する操作アームの位置が決定される。
【００２０】
図７においては、操作アームは、支持フレーム１上の滑り案内３に配置され、滑り案内３のブロッキング要素５が装着され、同時に、これは、一体の滑り案内３ａを備える回転継手４に配置される。回転継手４の移動および回転は、回転のためのブロッキング要素６および移動のためのブロッキング要素５ａによってブロックされ、またはブロック解除される。上で説明した実施形態と対照的に、操作アームは、２つの移動および１つの回転によって与えられる、支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。このものおよび次に続く図の矢印は、滑り案内３および３ａと回転継手４における操作アームの可動性を説明している。
【００２１】
図８においては、滑り案内３の他の設計によって図７の実施形態と類似した実施形態の例が示されている。ここに、操作アームは、同様に支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。
【００２２】
図９においては、図８による操作アームの構成の１つのタイプの例が示されている。
【００２３】
図１０においては、図８による操作アームの実施形態の例が示されており、滑り案内３ａおよび回転継手４は分離され、同様に、滑り案内３ａには、別個の移動ブロッキング要素５ａおよび別個の回転ブロッキング要素６が装着される。ここに、操作アームは、同様に支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。
【００２４】
図１１においては、２つの滑り案内３および３ａに配置される操作アームを備える実施形態がある。滑り案内３は、支持フレーム１に入っている。さらに、操作アームには、２つの回転継手４および４ａが装着され、その結果、滑り案内３ならびに滑り案内３ａは、回転継手４および回転継手４ａと一体化している。したがって、操作アームは、支持フレーム１に対して４つの自由度を有する。
【００２５】
図１２においては、Ｈｅｘａｐｏｄ型の平行運動学的構造を使った支持フレーム１に接続される操作アームが示されている。プラットフォーム１５を備える操作アームは、滑り案内３が装着される６つのサスペンションアーム１７を使って支持フレームに接続されるが、各サスペンションアーム１７には、移動ブロッキング要素５が装着される。サスペンションアーム１７は、球面継手１４を用いて操作アームのプラットフォーム１５に、および球面継手１６を用いて支持フレーム１接続される。この実施形態の範囲内で、操作アームは、支持フレーム１に対して６つの自由度を有する。図１２においては、６つのサスペンションアーム１７使用されている。しかし、支持フレーム１に対する工具１１の自由度の数を増加することなくより多くのサスペンションアーム１７使用することができる。７つ、８つ（Ｏｃｔａｐｏｄ型構造）、またはより多くのサスペンションアーム１７があり得る。工具１１の明確な位置を得るためには、６つのサスペンションアーム１７がなければならない。サスペンションアーム１７の数が多ければ多いほど、工具１１の剛性は高くなる。
【００２６】
図１３においては、操作アームのもう１つの他の実施形態が示されており、工具１１を担持するそのプラットフォーム１５は、支持フレーム１に移動ブロッキング要素５が装着される滑り案内３に、両方ともに球面継手１６を通して接続される３つの対のサスペンションアーム１７を使って、および工具１１を担持するプラットフォーム１５を備える球面継手１４を使って支持フレーム１に接続される。本実施形態の範囲内で、操作アームは支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。
【００２７】
図１４においては、２つの相互に固定されたプラットフォーム１５を備える操作アームの実施形態が示されており、これらのプラットフォーム１５のそれぞれは、球面継手１４を使って支持フレーム１に滑り案内３を備える２つの対のサスペンションアーム１７に接続される。サスペンションアームは、球面継手１６を使って滑り案内３に接続される。各滑り案内３には、移動ブロッキング要素５が装着される。本実施形態の範囲内で、操作アームは支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。本実施形態の範囲内でサスペンションアーム１７の数が多ければ多いほど、フレーム１に対する操作アームの取付けの剛性は増大する。
【００２８】
図１５においては、支持フレーム１に沿って移動される操作アームのもう１つの他の実施形態が示されているが、支持フレーム１に沿って移動される操作アームの一部は、回転継手４を使って工具１１に接続される。回転継手４における操作アームの回転は、滑り案内３ａおよび移動ブロッキング要素５ａが装着される２つのサスペンションアーム１７を使って行われる。サスペンションアームは、支持フレーム１の滑り案内３の移動可能な部分と、工具ホルダ２の旋回部分との両方に球面継手１８を使って接続される。サスペンションアーム１７は、代替的にストリングまたはコードで作られ得る。本実施形態の範囲内で、操作アームは支持フレーム１に対して２つの自由度を有する。
【００２９】
図１６による実施形態の範囲内で、操作アームは、球面継手または回転継手を通してそれらの自由端上で、工具１１を担持するプラットフォーム１５とそれらのそれぞれの両端の別個の回転継手４とに接続される２つのサスペンションアーム１７から成り、回転継手４は、滑り案内３の移動可能な部分に配置される。サスペンションアーム１７には、滑り案内３ａおよび移動ブロッキング要素５ａが装着され、また、支持フレーム１の滑り案内には、移動ブロッキング要素５が装着され、回転継手４には、回転ブロッキング要素６が装着される。本実施形態の範囲内で、操作アームは、サスペンションアーム１７が回転継手を通してプラットフォーム１５に接続される条件で、支持フレーム１に対して３つの自由度を、そしてサスペンションアーム１７が球面継手を通してプラットフォーム１５に接続される条件で、支持フレーム１に対して６つの自由度を有する。６つの自由度を備えるこの実施形態の範囲内で、ならびに図１７の実施形態の範囲内で、移動ブロッキング要素５または回転ブロッキング要素６によってブロックされる自由度の数は、自由度の総数よりも小さい。この場合は、工具１１は、これが作用している物体に対して工具の向きを適合させる助けとなるプラットフォーム１５の方に自由に移動可能である。この可動性は、通常、球面継手の摩擦によって制限される。全ての他の実施形態の範囲内で、工具１１はまた、自由に移動可能な球面継手によってプラットフォーム１５に摩擦で接続されることができ、これは、図に示されていない。
【００３０】
図１７によれば、工具１１は、それぞれの球面継手１４を通して滑り案内３の移動可能部分に両端で接続される３つのサスペンションアーム１７を使って回転継手を通してプラットフォーム１５に配置される。サスペンションアーム１７のそれぞれには、滑り案内３ａおよび移動ブロッキング要素５ａが装着され、また、支持フレーム１の滑り案内３には、移動ブロッキング要素５が装着される。本実施形態の範囲内で、操作アームは、支持フレーム１に対して６つの自由度を有し、そこから、空間におけるプラットフォーム１５の直交座標位置（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を決定する３つの自由度が、案内３の位置によって、および３つのサスペンションアーム１７の長さによって決定され、これは、移動ブロッキング要素５および５ａによって規定され、工具１１の旋回を決定する３つの自由度は、自由に移動可能であり、摩擦によってのみ制限される。
【００３１】
図１８においては、操作アームの１つの別法が示されており、工具１１は、サスペンションアーム１７および中央サスペンションアーム１７ａを使って球面継手１４を通して支持フレーム１に接続されるプラットフォーム１５に配置される。サスペンションアーム１７は、球面継手１６を通して支持フレーム１に接続され、中央サスペンションアーム１７ａは、回転ブロッキング要素６が装着される回転継手４を通して支持フレーム１に接続される。
【００３２】
また、中央サスペンションアーム１７ａの回転継手４は、その移動をブロックするようにブロッキング要素が装着される球面継手によって置き替えられ得る。
【００３３】
中央サスペンションアーム１７ａは、プラットフォーム１５ａを通過してからプラットフォーム１５に接続され、このプラットフォーム１５ａは、プラットフォーム１５ａの側に球面継手１４、および支持フレーム１の側に球面継手１６が装着されるサスペンションアーム１７ｂを使って支持フレーム１に接続される。
【００３４】
本実施形態の範囲内のサスペンションアームは全て、サスペンションアーム１７とサスペンションアーム１７ａのどちらにも、滑り案内３または３ａおよび移動ブロッキング要素５または５ａが装着される。
【００３５】
中央サスペンションアーム１７ａの旋回は、サスペンションアーム１７ｂの長さを延ばし、または短くすることによって動かされる追加のプラットフォーム１５ａを通して実現され得る。
【００３６】
サスペンションアーム１７および１７ｂは、あるいはストリングまたはコードで作られ得る。
【００３７】
回転ブロッキング要素６は、それぞれのサスペンションアームをブロックすることによって操作アームの移動を阻止する、球面継手１６のうちのいくつかに配置されるブロッキング要素によって、操作アームの要求される機能を損なうことなく置き替えられ得る。
【００３８】
操作アームのこの実施形態の範囲内で、支持フレーム１に対する６つの自由度が実現される。
【００３９】
図１９においては、操作アームのもう１つの可能な実施形態が示されており、プラットフォーム１５に取り付けられる工具１１の位置は、１組のサスペンションアーム１７および中央サスペンションアーム１７ａを使って達成される。
【００４０】
サスペンションアーム１７および１７ａは、球面継手１４を通してプラットフォーム１５に、および球面継手１６を通して支持フレーム１に接続される。各サスペンションアーム１７および中央サスペンションアーム１７ａには、滑り案内３および移動ブロッキング要素５または５ａが装着される。
【００４１】
中央サスペンションアーム１７ａを除いて、サスペンションアーム１７は、あるいはストリングまたはコードで作られ得る。この実施形態の範囲内で、中央サスペンションアーム１７ａとフレーム１との間の回転は、ブロックされる必要はないがブロックされることができ、したがって、ブロッキングは示されていない。本実施形態の範囲内で、操作アームは、支持フレーム１に対して３つの自由度を有する。
【００４２】
上で説明した操作アームの実施形態は別として、可能な、より一層一般的な他の実施形態がある。これらは、フレーム１に対して空間においてプラットフォーム１５の位置を確保する機構から、ならびにプラットフォーム１５に対して、およびフレーム１に対して空間において、工具１１の向きを確保するプラットフォーム１５に位置決めされる機構から成る。上で説明した解決策は、工具１１の位置および向きを確保するために大部分組み合わされた機構を有する。これらのうちの多くは、工具１１の向きを自由に移動可能にさせている。フレーム１に対して工具１１の向きを設定するために、プラットフォーム１５に位置決めされる、工具１１の方向付けのための機構の設計が重要である。第１の解決策が図２０に示されており、工具１１は、その回転がブロッキング要素６によってブロックされる球面継手１９を通してプラットフォーム１５に接続される。
【００４３】
図２１においては、もう１つの可能な解決策が示されており、工具１１は、その数が少なくとも６つであり、これに限定されない１組のサスペンションアーム１７を使ってプラットフォーム１５に取り付けられている補助プラットフォーム１５ａに取り付けられる。図２１においては、７つのサスペンションアーム１７がある。図１２の実施形態への関連は、ここに、平行運動学的構造が工具１１の方向付けのために使用されるのみであり、したがって、通常より小さな寸法から成るということにある。図１２においては、これは、同様に工具１１を位置決めするために使用される。これに反して、図２１は、最小数６つよりも多いサスペンションアーム１７を備える工具１１の方向付けのための、あるいは位置決めのためさえもの平行運動学的構造の可能な実施形態を示している。図２１においては、７つの位置決めアーム１７が示されている。
【００４４】
図２２においては、ＨｅｘａＳｈｅｒｅ型の平行運動学的構造を使った工具１１の方向付けのための機構のもう１つの可能な実施形態が示される。これは模式図である。工具１１は、球面継手１９を通してプラットフォーム１５に接続される工具１１のホルダ２に取り付けられる。サスペンションアーム１７を通してプラットフォーム１５に接続される補助プラットフォーム１５ａは、工具１１のホルダ２に接続される。サスペンションアーム１７には、移動ブロッキング要素５を備える滑り案内３が装着される。そのうえ、球面継手のうちのいくつかさえもが、ブロッキング要素６を使って回転ブロックが装着され得るが、それが装着される必要はない。
【００４５】
サスペンションアーム１７は、少なくとも３つであり、有利には６つまたは他の数である。
【００４６】
工具１１の方向付けのための機構の極めて一般的な実施形態が図２３に示されている。これは模式図である。工具１１は、もう１つの補助プラットフォーム１５ｂを通してプラットフォーム１５に接続されるに補助プラットフォーム１５ａに取り付けられる。プラットフォーム１５、１５ａ、および１５ｂは、球面継手１６、１４、１６ａ、１４ａ、１６ｂ、１４ｂを用いて移動ブロッキング要素５、５ａ、および５ｂを備える滑り案内３、３ａ、および３ｂが装着されるサスペンションアーム１７、１７ａ、および１７ｂを通して互いに相互に接続される。サスペンションアーム１７、１７ａ、および１７ｂの数は、変化し得る。最小の数は、工具１１の自由度の数がゼロであるがブロッキング要素が付いている場合である。最大の数は、限定されていない。サスペンションアームの数が多いと、工具１１の剛性は増大する。滑り案内３、３ａ、および３ｂを除いては、ブロッキング要素はまた、回転をブロックするように球面継手に配置され得る。
【００４７】
サスペンションアーム１７、１７ａ、および１７ｂの特定の相互の幾何学的位置によって、例えばそれらの平行性によって、およびそれらのサイズの選択によって、上で説明した実施形態全てについてもいくつかの他の実施形態についても、ともに、運動学的等価物が得られ得る。
【００４８】
説明した実施形態の球面継手は、例えばボールジョイントまたはカルダン継手のような異なる方法で設計され得る。サスペンションアーム１７、１７ａおよび１７ｂは、あるいはストリングまたはコードで作られ得る。
【００４９】
移動および回転は、説明した実施形態のアクチュエータなしである。それらのうちの一部あるいは移動および回転全ては、アクチュエータが備えられ得る。
【００５０】
デバイスには、較正、測定、計算、および工具１１が装着される操作アームの必要とされる位置の制御のための、コンピュータが備えられる。
【００５１】
工具１１が装着される操作アームの位置を設定する場合には、最初は、移動ブロッキング要素５および回転ブロッキング要素６は、操作アームの配置に操作アームの移動を自由にし、個々の移動可能な部分の間の移動を自由にするためにブロック解除される。その後、操作アームはロボット９のグラブ１０によって掴み取られ、それによって、操作アームは、移動ブロッキング要素５および回転ブロッキング要素６がブロックされる新しい要求位置に再配置される。このように、支持フレーム１に配置される各操作アームは再配置される。移動ブロッキング要素５および回転ブロッキング要素６のブロックおよびブロック解除は、外部動力源７にこれらを接続することによって行われる。このように位置を再配置しながら、支持フレームは位置決め固定具８におそらく配置され得る。
【００５２】
あるいは、操作アームの再配置は、それを使って操作アームが保持される位置決め固定具８によって操作アームを把持することによって、同時にロボット９のグラブ１０によって支持フレーム１を掴み取ることによって実現されることができ、位置決めアームは、支持フレーム１に対して新しい位置に再配置される。
【００５３】
要求位置にそれらを再配置する前に操作アームの位置を決定するために、支持フレーム１は固定具８にクランプされ、同時に操作アームの位置は、操作アームの再配置を行うロボット９のグラブ１０の位置によって測定される。あるいは、操作アームの位置は、操作アーム上の、またはデジタルカメラまたはビデオカメラ１３を用いて操作アームを再配置するロボットのグラブ１０上の輝点１２の位置を走査することによって測定され得る。
【００５４】
較正、測定、計算、および、工具１１が装着される操作アームの必要とされる位置の制御のためのデータを得ることは、コンピュータによって行われる。
【００５５】
使用される滑り、回転、および球面継手、およびブロッキング要素、ならびにサスペンションアーム、およびストリングまたはコードは、有利には非金属の容易に変形可能な材料、例えば炭素複合体から作られ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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