用于確定機(jī)器參數(shù)的方法及測試組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于確定機(jī)械裝置的機(jī)器參數(shù)的方法及測試組件。其中，第一元件(2)和第二元件(3)能以可設(shè)定移動模式相互移動，所述方法包括：將測量臂(7)放置在所述第一元件和第二元件之間；在預(yù)先確定的期望移動路徑中使所述第一元件和第二元件相互移位；基本沿著所述測量臂(7)的縱向方向在所述第一元件(2)和所述第二元件(3)之間施加預(yù)先確定的力；借助所述測量臂(7)記錄所得到的實(shí)際移動路徑，由此確定所述期望移動路徑與所述實(shí)際移動路徑之間的差；以及基于確定的差，得到表示所述機(jī)械裝置的狀態(tài)的機(jī)器參數(shù)，其特征在于，所述預(yù)先確定的力包括動態(tài)變化部分。
【專利說明】
用于確定機(jī)器參數(shù)的方法及測試組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定機(jī)器參數(shù)的方法以及一種用于執(zhí)行所述方法的測試組件。根據(jù)本發(fā)明的方法和測試組件可以供基本任何種類的機(jī)械結(jié)構(gòu)使用，諸如機(jī)床、機(jī)器人或坐標(biāo)測量機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多背景中，工業(yè)使用各種類型的機(jī)床來處理并制造各種部件。這涉及到能夠監(jiān)測此類機(jī)器狀態(tài)的需要，以便例如能夠及時修理并調(diào)整，以避免停工或各制造部件的不良精度。目標(biāo)是能夠快速檢測變化并能夠在發(fā)生較大的且昂貴的缺陷之前糾正這種變化。
[0003]用于測試機(jī)器的常規(guī)方法是制出代表性部件然后檢查其尺寸，以便評估機(jī)器的性能。在這方面觀察到的缺點(diǎn)包括:需要使用工具和測試件，以及難以比較不同測試的結(jié)果。使用標(biāo)準(zhǔn)化測試件當(dāng)然便于比較，但仍需要測試件和工具。
[0004]另一方法包括:借助液壓缸施加合適的力以及例如借助千分尺測量產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)，監(jiān)測不同方向上的機(jī)器剛性。該方法的缺點(diǎn)在于耗時以及在機(jī)器運(yùn)行時無法進(jìn)行測量。
[0005]另一已知實(shí)踐包括使用裝配在工件保持器和工具保持器之間的專用儀器，所謂的“球桿”，用以測試機(jī)器執(zhí)行圓形移動的能力。儀器中的測量裝備用于記錄與圓的任何偏差。各種此類測試可以在不同的時間進(jìn)行并比較，以提供關(guān)于機(jī)器各種特征(諸如圓度、伺服響應(yīng)、直線性、間隙等)的信息。測試還可以在各種進(jìn)給速度下、各種進(jìn)給方向上以及使用各種長度的桿，并且將工件保持器放置在各種不同的點(diǎn)處來進(jìn)行。然而，仍然存在著在負(fù)載下不易于獲得機(jī)器特征的適當(dāng)評估的缺點(diǎn)。
[0006]US 2002/0189379 Al通過以下手段解決了該問題:在第一元件和第二元件之間在它們相互移位期間施加預(yù)先確定的靜力，同時測量所得到的變形。與先前相比，這使得可以在更類似生產(chǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)器測試。另外通過改變位移發(fā)生的方式(對于移動構(gòu)造和移動方向兩者)，還通過改變施加的力的大小，分析可以進(jìn)一步細(xì)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供用于確定機(jī)械裝置的機(jī)器參數(shù)的改進(jìn)的方法和組件。
[0008]具體目的是提供這樣的方法和組件:允許更靈活地確定機(jī)器參數(shù)。
[0009]這些目的中的至少一個由根據(jù)一個方面的用于確定機(jī)器參數(shù)的方法、根據(jù)另一方面的用于確定機(jī)器參數(shù)的組件、和/或其它方面實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于確定機(jī)械裝置的機(jī)器參數(shù)的方法，其中第一元件和第二元件能以可設(shè)定的移動模式相互移動。所述方法包括:
[0011 ]-將測量臂放置在所述第一元件和第二元件之間，
[0012]-在預(yù)先確定的期望移動路徑中使所述第一元件和第二元件相互移位，
[0013]-基本沿著所述測量臂的縱向方向在所述第一元件和所述第二元件之間施加預(yù)先確定的力，
[0014]-借助所述測量臂記錄所得到的實(shí)際移動路徑，由此確定所述期望移動路徑與所述實(shí)際移動路徑之間的差，以及
[0015]-基于確定的差，得到表示機(jī)械的狀態(tài)的機(jī)器參數(shù)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)先確定的力包括動態(tài)變化部分。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實(shí)施方式中，所述動態(tài)變化部分是與時間相關(guān)或與位置相關(guān)的，特別是其中，所述動態(tài)變化部分為正弦的，受限于解析函數(shù)或受限于階躍函數(shù)。
[0018]在另一實(shí)施方式中，所述方法包括至少一個測量操作，特別是隨后執(zhí)行的多個測量操作，每個測量操作均包括在可設(shè)定的移動模式中使所述第一元件和第二元件相互移動以及記錄所得到的實(shí)際移動路徑，在每個測量操作期間施加的所述預(yù)先確定的力包括動態(tài)變化部分，使得施加的力在每個測量操作期間動態(tài)地變化，特別是其中，施加的動態(tài)變化力對于每個測量操作是不同的。
[0019]在本方法的一個實(shí)施方式中，至少部分地借助壓電致動器生成所述動態(tài)變化部分。在替代實(shí)施方式中，至少部分地借助液壓致動器、氣動致動器、電磁致動器或電動馬達(dá)而生成所述動態(tài)變化部分。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，所述預(yù)先確定的力包括靜態(tài)部分，特別是其中，由不同的裝置生成所述動態(tài)變化部分和所述靜態(tài)部分。特別是，所述預(yù)先確定的力被定義為:
[0021]F=Fo+F(t),
[0022]其中F是所述預(yù)先確定的力，F(xiàn)o是所述力的所述靜態(tài)部分，并且F(t)是所述力的所述動態(tài)變化部分。所述靜態(tài)部分可以為正、為負(fù)或?yàn)榱恪?br>[0023]在又一實(shí)施方式中，在所述第一元件和第二元件之間的各種相互位置施加所述預(yù)先確定的力。
[0024]在本方法的另一實(shí)施方式中，記錄所述所得到的實(shí)際移動路徑的步驟包括:在施加所述預(yù)先確定的力的同時動態(tài)地確定所述測量臂的當(dāng)前長度或長度差。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實(shí)施方式中，所述機(jī)器參數(shù)至少包括剛度，特別是基于施加的力向量和偏轉(zhuǎn)向量在至少兩個方向上測量的剛度，特別是包括動態(tài)剛度值。在另一實(shí)施方式中，所述機(jī)器參數(shù)至少包括獨(dú)立于移動方向的位移;滯后;直線性;和/或阻尼。
[0026]在本方法的一個實(shí)施方式中，所述機(jī)械裝置是機(jī)床，其中所述第一元件適于支撐加工工具，并且所述第二元件適于支撐工件。在另一實(shí)施方式中，所述機(jī)械裝置是坐標(biāo)測量機(jī)，其中所述第一元件適于支撐測量頭，并且所述第二元件適于支撐待測量的對象。
[0027]在本方法的一個實(shí)施方式中，所述第二元件適于特別是借助夾緊來提供分別將待測量的所述工件或所述對象保持到位的夾具，并且所述機(jī)器參數(shù)包括所述夾具的剛度。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，所述機(jī)械裝置是機(jī)床，并且所述方法包括所述機(jī)床的特定加工操作的加工模擬，在此過程中:
[0029]-以典型的加工操作執(zhí)行所述第一元件和所述第二元件之間的相互移動，并且
[0030]-根據(jù)在加工操作期間典型地發(fā)生的力來施加所述動態(tài)變化部分。
[0031]本發(fā)明的第二方面涉及一種用于確定機(jī)械裝置的機(jī)器參數(shù)的組件，其中第一元件和第二元件能相互移動。所述組件包括:
[0032]-測量臂，所述測量臂的端部具有分別鉸接固定至所述第一元件和所述第二元件的緊固裝置，以測量所述第一元件和所述第二元件之間的位置改變，以及
[0033]-動力單元，所述動力單元被布置成將與所述測量臂基本平行的預(yù)先確定的力施加到所述第一元件和所述第二元件。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，所述動力單元被布置成施加至少包括動態(tài)變化部分的預(yù)先確定的力。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的組件的一個實(shí)施方式中，所述動態(tài)變化部分是與時間相關(guān)或與位置相關(guān)的，特別是其中，所述動態(tài)變化部分是正弦的，受限于解析函數(shù)或受限于階躍函數(shù)。
[0036]在所述組件的另一實(shí)施方式中，所述動力單元包括適于生成所述動態(tài)變化部分的至少一個壓電致動器。在替代實(shí)施方式中，所述動力單元包括適于生成所述動態(tài)變化部分的至少一個液壓致動器、氣動致動器、電磁致動器或電動馬達(dá)。
[0037]在所述組件的又一實(shí)施方式中，所述動力單元
[0038]-包括至少一個工作缸體，所述至少一個工作缸體適于生成所述預(yù)先確定的力的靜態(tài)部分;和/或
[0039]-設(shè)置有用于固定至所述第一元件的第一支架并且設(shè)置有用于固定至所述第二元件的第二支架，其中所述第一支架和第二支架均設(shè)置有允許使所述動力單元旋轉(zhuǎn)的軸承，特別是其中，所述第二支架設(shè)置有用于將一端固定至所述測量臂的裝置。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的組件的另一實(shí)施方式中，所述第一元件是旋轉(zhuǎn)主軸，特別是其中，所述組件包括用于將所述組件固定至所述主軸的適配器，并且適于測量所述主軸的剛度，所述剛度隨著所述主軸的轉(zhuǎn)速而變化。
[0041]在另一實(shí)施方式中，所述組件適于無繩操作以及借助電池操作，所述組件特別地包括固定安裝的蓄電池或用于接收可更換電池的裝置。
【附圖說明】
[0042]以下將參照伴隨著附圖的示例性實(shí)施方式詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0043]圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的測試組件的示例性實(shí)施方式的機(jī)床示意圖；
[0044]圖2a至圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的測試組件的示例性實(shí)施方式的頂視圖和部分側(cè)面剖視圖；
[0045]圖3a至圖3b示出了各種負(fù)載下機(jī)械元件之間的各種方向的偏轉(zhuǎn)；
[0046]圖4示出了負(fù)載圖；
[0047]圖5示出了圖示現(xiàn)有技術(shù)測試組件的工作原理的測量臂的示意圖；以及
[0048]圖6示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的測試組件的示例性實(shí)施方式的工作原理的測量臂的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]圖1示出了期望借助裝配在機(jī)器中的工具來加工工件的機(jī)床I的示意圖。該機(jī)器包括采取主軸形式的第一元件2，以及采取工作臺形式的第二元件3，第一元件2和第二元件3能相對于彼此以常規(guī)方式在用于加工工件(未描繪)的各種方向上移動，工件期望被固定至工作臺并由插入主軸中的工具加工。第一元件2由主軸頭4支撐，主軸頭4本身由框架5支撐，框架5還支撐著第二元件3。為了測試機(jī)器I在第一元件2和第二元件3相互位移期間的行為方式，根據(jù)本發(fā)明在下面描述并設(shè)計的測試組件6被夾緊在第一元件2和第二元件3之間。
[0050]根據(jù)圖2a和圖2b，測試組件6包括“球桿”類型的常規(guī)測量臂7，測量臂7的一端由鉸接件8鏈接至支架9 (期望固定于機(jī)器I的第二元件2中)，而另一端經(jīng)由鉸接件10鏈接至支架11(期望相對于第二元件3進(jìn)行固定)。伸縮元件12鏈接兩個鉸接件8和10并在內(nèi)部設(shè)置有用于記錄鉸接件8和10之間的距離改變的測量裝備(未描繪)。測量臂7及其測量裝備可以由電氣線路13連接到用于記錄并分析測量結(jié)果的合適的外部裝備。
[0051]如同測量臂7，測試組件6還包括動力單元14，動力單元14期望被固定在第一元件2和第二元件3之間。為此目的，不僅有用于固定至第一元件2的支架15，而且有用于固定至第二元件3的支架16。經(jīng)由軸承17，支架16支撐著樞轉(zhuǎn)安裝的臂18，臂18的自由端連接到軛狀物19，其中活塞桿20、21緊固至布置在缸體殼體22中的兩個工作缸體。缸體殼體22具有經(jīng)過線路23的工作介質(zhì)并被固定至保持器15，保持器15期望能經(jīng)由軸承24繞第一元件2樞轉(zhuǎn)。
[0052]動力單元14可以用于當(dāng)根據(jù)圖1使測試組件6裝配待用時在使兩個支架15和16(因此還使第一元件2和第二元件3)分開或拉向一起的任一方向上施加力。測量臂7可以同時用于確定元件2和3之間所得到的位移的大小。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的測試組件可以供基本上任何種類的機(jī)械結(jié)構(gòu)使用。機(jī)械結(jié)構(gòu)可以是(在此描述的)機(jī)床以及各種種類的機(jī)器人或坐標(biāo)測量機(jī)的一部分。
[0054]圖3a和圖3b示出了兩個測試系列的結(jié)果。圖3a示意性地描繪了第一測試系列的結(jié)果，其中機(jī)器I被編程，以在元件2和3之間同時施加力期間致使第二元件3繞第一元件2進(jìn)行圓形移動。在該圖中，具有X軸和Y軸的坐標(biāo)系統(tǒng)已經(jīng)將其中心24放置在第一元件2中，并且曲線a-f顯示了由不同量的力產(chǎn)生的在各種位置中的偏轉(zhuǎn)大小。在曲線b、d和f (設(shè)置有箭頭)的情況下，移動為順時針方向，而其它曲線a、c和e描繪的為逆時針方向。施加的力在曲線a和b上為330N，在曲線c和d上為660N，在曲線e和f上為825N。在所有情況下，進(jìn)給速度為1000mm/min。如可以看到的，位移量隨著施加的力的量而增加，但在不同的移動方向上不同。
[0055]圖3b示意性地示出了在與圖3a的測試系列稍微不同的狀態(tài)下的測試系列的結(jié)果。在這種情況下，進(jìn)給速度增加至5000mm/min。曲線a-d施加的力與圖3a的相同，但曲線e和f增加至990N。再次，偏轉(zhuǎn)量隨著施加的力的量而增加，并且在不同的方向上是不同的，但與圖3a的方式不同。
[0056]圖3a和圖3b的圖可以說成是在各種情況下構(gòu)成機(jī)器的“指紋”，并且特別是提供關(guān)于其在不同負(fù)載量下沿不同方向的剛性(或剛度)變化的信息。還提供了機(jī)器可以在給定狀態(tài)下執(zhí)行特定類型的移動的精度的照片。
[0057]圖4描繪了另一類型的測試結(jié)果，其中在μπι(微米)下測量的直線性S的改變顯示為施加的力F的大小的函數(shù)，力F表示為N(牛頓)。顯示的改變?yōu)榫€性。
[0058]明顯的是，其它類型的測試可提供其它類型的關(guān)于機(jī)器的信息。例如，在第一元件2和第二元件3之間指定的相互位置可以利用進(jìn)行力增加以及力降低這兩種情況進(jìn)行測量，以便獲得測量系統(tǒng)的滯后的評估。這可以發(fā)現(xiàn)如何補(bǔ)償內(nèi)部摩擦和測量系統(tǒng)彈性，以便立即產(chǎn)生可靠測量結(jié)果來。
[0059]出于精度原因，所使用的軸承17和24必須擁有良好的準(zhǔn)確度，即間隙最小，同時摩擦低?；瑒踊驖L動軸承(例如滾針軸承)可能適用于此目的，但磁性或靜壓軸承也有吸引力，雖然昂貴。
[0060]上述的移動是在基本水平的平面中，但當(dāng)然不能防止在不同取向(例如豎直)的平面中分析移動。為了使之能吸收足夠大的力，改良樣式的常規(guī)制造的鉸接件8和10可以將動力單元14與伸縮元件12整合。同時還可以使鉸接件8和10能在三個維度上移動，以便能在任何期望的方向上進(jìn)行測試。整合的樣式能更容易地裝配并拆卸。
[0061]來自測量臂7的信號傳輸在此描繪為經(jīng)由電氣線路13，但當(dāng)然能想到其它樣式，例如使用一些種類的無線傳輸(諸如藍(lán)牙或WiFi傳輸)，以避免在旋轉(zhuǎn)移動期間與電氣線路相關(guān)的問題。
[0062]在圖1描繪的機(jī)床的情況下，第一元件2被固定，而第二元件3能在垂直于圖中平面的平面中移動。當(dāng)然不能防止第二元件3反而被固定而第一元件2可移動。這樣的移動的組合也是可行的，這取決于在具體的情況下什么是必要和期望的。
[0063 ]上述的動力單元14可在本發(fā)明的范圍內(nèi)還采取諸多不同的形式，例如臂18反而可以采取缸體殼體的形式。還可以使用單個缸體來代替兩個缸體，等。
[0064]如之前表示的，兩個支架15和16可以使用動力單元14來對第一元件2和第二元件3進(jìn)行加載，所以所述支架在本發(fā)明的范圍內(nèi)應(yīng)在適當(dāng)?shù)那闆r下適應(yīng)具體類型的機(jī)器。
[0065]圖3a、圖3b和圖4描繪的類型的圖可用于計算大量不同的參數(shù)，其特征在于負(fù)載下的機(jī)器行為?？梢宰x出圓形移動的精度，但還可以計算出線性移動及各種類型的復(fù)合移動的精度。力的依賴性的量為機(jī)器質(zhì)量提供的良好措施在于，對力的依賴性小表示質(zhì)量良好且精度良好，而對力的依賴性大表示質(zhì)量不好且精度差。
[0066]此外，根據(jù)本發(fā)明源自測試某種機(jī)床的測量值可用于實(shí)行校正來糾正在所關(guān)注機(jī)器的控制程序中在各種負(fù)載情況下的偏轉(zhuǎn)。機(jī)器的準(zhǔn)確度可能因而得到基本的改進(jìn)。如果相對便宜的機(jī)器可以因此代替更昂貴的高精度機(jī)器，則經(jīng)濟(jì)收益可能變得顯著。獲得的所述測量值還可用在實(shí)際加工過程的數(shù)字模擬中，以提供此過程的更逼真照片。
[0067]圖5和圖6均示出了測試組件的測量臂7的示意圖，圖示了現(xiàn)有技術(shù)的測試組件和根據(jù)本發(fā)明的測試組件的工作原理。
[0068]圖5的組件的測量臂7借助第一支架9和第一鉸接件8固定至機(jī)器主軸2，并且借助第二支架11和第二鉸接件10固定至機(jī)器工作臺3。該組件(在此未示出)的動力單元適于在兩個鉸接件8和10之間施加靜力F，并且測量臂7包括伸縮元件12，然后能確定伸縮元件12的長度改變dL(F)。如果機(jī)器主軸2執(zhí)行在機(jī)器工作臺3處圍繞第二鉸接件10的移動(當(dāng)F = O時將是完美的圓)，則測量將顯示，當(dāng)F>0時，由于剛度，移動將不是圓形。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和US2002/0189379 Al的描述內(nèi)容已知這樣的組件。
[0069]圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的組件的示例性實(shí)施方式的工作原理。利用圖6的組件，弓丨入了動態(tài)測量。測量臂7的描繪元件與圖5的相同。
[0070]圖6的組件的動力單元(未示出)適于(例如借助壓電致動器)在兩個鉸接件8和1之間生成動態(tài)的時間變化(time varying)的力F(t)。從機(jī)器的角度，這可以認(rèn)為是取決于兩個鉸接件8和10之間的相對位置的力向量。相應(yīng)地，測量臂7適于測量變化的長度向量dL(F(t))，這將以相同的方式導(dǎo)致不同方向上的變化剛度。
[0071]施加的力F包括靜態(tài)分量Fo和動態(tài)分量F(t)。動態(tài)分量F(t)是時間變量，例如正弦的或包括階躍函數(shù)。預(yù)先確定的力可以因而被定義為F = Fo+F(t)。這意味著，與靜力Fo組合地施加動態(tài)力F(t)(其中靜力可以為Fo^ O)。選擇性地，動態(tài)分量F(t)被設(shè)計成使得，當(dāng)從外側(cè)觀察系統(tǒng)時，系統(tǒng)的行為仿佛將產(chǎn)生負(fù)阻尼。
[0072]利用根據(jù)本發(fā)明的組件和方法，可以基于動態(tài)力F(t)的所施加的力向量和偏轉(zhuǎn)向量dL(F)來測量不同方向的剛度。這意味著，輸出包括靜剛度(具有恒定施加的力)以及動態(tài)剛度(具有時間變化的力F(t))和阻尼。
[0073]靜力Fo和動態(tài)力可以由相同的裝置生成或分別生成，例如借助(如關(guān)于圖2a和圖2b描述的)動力單元的至少一個工作缸體的靜力以及借助壓電致動器的動態(tài)力。
[0074]選擇性地，該方法包括一個或多個測量操作，每個測量操作均包括:使機(jī)器主軸9相對于機(jī)器工作臺3在可設(shè)定的移動模式中移動；以及記錄所得到的實(shí)際移動路徑。如關(guān)于圖3a和圖3b描述的，這可以是由測試組件施加的不同力的旋轉(zhuǎn)移動。在一個或多個測量操作中的每個測量操作期間施加的預(yù)先確定的力F包括動態(tài)變化部分F(t)，使得施加的力在每個測量操作期間動態(tài)地變化。選擇性地，如針對靜止施加的力的圖3a和圖3b示出的，還有動態(tài)變化的力可以因每個測量操作而不同。
[0075]優(yōu)選地，用于測量偏轉(zhuǎn)向量dL(F)的測量部和力生成部可以被設(shè)計為獨(dú)立部件。這意味著，如果力生成部受摩擦影響或在裝置中形成偏轉(zhuǎn)，則測量部將不受這些缺陷的影響并能夠測量機(jī)器的真實(shí)偏轉(zhuǎn)。
[0076]選擇性地，測試組件可以供例如借助特殊適配器固定至主軸的旋轉(zhuǎn)主軸使用，因?yàn)橹鬏S的剛度隨轉(zhuǎn)速而變化。在這種情況下，施加力，并且在旋轉(zhuǎn)主軸的旋轉(zhuǎn)期間執(zhí)行測量。
[0077]選擇性地，測試組件還可以用于測量使工件保持到位的固定件的剛度。
[0078]可優(yōu)選地，所述組件可以是運(yùn)行的電池。
[0079]雖然上面部分地參考一些優(yōu)選實(shí)施方式圖示了本發(fā)明，但是必須理解的是，可以做出實(shí)施方式的不同特征的許多修改和組合。所有這些修改位于隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于確定機(jī)械裝置(I)的機(jī)器參數(shù)的方法，其中第一元件(2)和第二元件(3)能夠以可設(shè)定的移動模式相互移動，所述方法包括: ?將測量臂(7)放置在所述第一元件(2)和第二元件(3)之間， ?在預(yù)先確定的期望移動路徑中使所述第一元件(2)和第二元件(3)相互移位， ?基本沿著所述測量臂(7)的縱向方向在所述第一元件(2)和所述第二元件(3)之間施加預(yù)先確定的力(F)， ?借助所述測量臂(7)記錄所得到的實(shí)際移動路徑，由此確定所述期望移動路徑與所述實(shí)際移動路徑之間的差，以及 ?基于確定的差，得到表示所述機(jī)械裝置(I)的狀態(tài)的機(jī)器參數(shù)， 其特征在于， 所述預(yù)先確定的力(F)包括動態(tài)變化部分(F(t))。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述動態(tài)變化部分(F(t))是與時間相關(guān)或與位置相關(guān)的，特別是其中，所述動態(tài)變化部分(F(t))為正弦的，受限于解析函數(shù)或受限于階躍函數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 至少一個測量操作，特別是多個隨后執(zhí)行的測量操作，所述測量操作中的每個測量操作均包括以可設(shè)定的移動模式使所述第一元件(2)和第二元件(3)相互移動并且記錄所得到的實(shí)際移動路徑，在每個測量操作期間施加的所述預(yù)先確定的力(F)包括動態(tài)變化部分(F( t))，使得施加的力在每個測量操作期間動態(tài)地變化，特別是其中，施加的動態(tài)變化力對于每個測量操作是不同的。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 至少部分地借助于壓電致動器、液壓致動器、氣動致動器、電磁致動器或電動馬達(dá)來生成所述動態(tài)變化部分(F(t))。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 所述預(yù)先確定的力(F)包括靜態(tài)部分(Fo)，特別是其中， ?由不同的裝置生成所述動態(tài)變化部分(F(t))和所述靜態(tài)部分(Fo);和/或 ?所述預(yù)先確定的力(F)被定義為:F = Fo+F(t)， 其中F是所述預(yù)先確定的力，F(xiàn)o是所述力的所述靜態(tài)部分，并且F(t)是所述力的所述動態(tài)變化部分。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， ?在所述第一元件和第二元件之間的各種相互位置中施加所述預(yù)先確定的力(F);和/或 ?記錄所得到的實(shí)際移動路徑的步驟包括:在施加所述預(yù)先確定的力(F)的同時動態(tài)地確定所述測量臂(7)的當(dāng)前長度或長度差(dL(F))。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 所述機(jī)器參數(shù)包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng): ?剛度，特別是基于施加的力向量和偏轉(zhuǎn)向量在至少兩個方向上測量的剛度，特別是包括動態(tài)剛度值； ?獨(dú)立于移動方向的位移； ?滯后； ?直線性;和/或 ?阻尼。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， ?所述機(jī)械裝置(I)是機(jī)床，其中所述第一元件(2)適于支撐加工工具，并且所述第二元件(3)適于支撐工件，或者 ?所述機(jī)械裝置(I)是坐標(biāo)測量機(jī)，其中所述第一元件(2)適于支撐測量頭，并且所述第二元件(3)適于支撐待測量的對象， 特別是其中， ?所述第二元件(3)適于特別是借助夾緊來提供分別將所述工件或待測量的所述對象保持到位的夾具，以及 ?所述機(jī)器參數(shù)包括所述夾具的剛度。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 所述機(jī)械裝置(I)是機(jī)床，并且所述方法包括所述機(jī)床的預(yù)定的加工操作的加工模擬，在此過程中: ?使所述第一元件(2)和所述第二元件(3)之間執(zhí)行對于所述加工操作來說典型的相互移動，并且 ?根據(jù)在所述加工操作期間典型地發(fā)生的力來施加所述動態(tài)變化部分(F(t))。10.—種用于確定機(jī)械裝置(I)的機(jī)器參數(shù)的組件(6)，其中第一元件(2)和第二元件(3)能夠相互移動，特別是根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，所述組件(6)包括: ?測量臂(7)，所述測量臂(7)的端部具有分別鉸接固定至所述第一元件(2)和所述第二元件(3)的緊固裝置(9，11)，以測量所述第一元件和所述第二元件之間的位置改變，以及?動力單元(14)，所述動力單元(14)被布置成將與所述測量臂(7)基本平行的預(yù)先確定的力施加到所述第一元件(2)和所述第二元件(3)， 其特征在于， 所述動力單元(14)被布置成施加至少包括動態(tài)變化部分(F(t))的預(yù)先確定的力(F)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件(6)， 其特征在于， 所述動態(tài)變化部分(F(t))是與時間相關(guān)或與位置相關(guān)的，特別是其中，所述動態(tài)變化部分(F(t))是正弦的，受限于解析函數(shù)或受限于階躍函數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的組件(6)， 其特征在于， 所述動力單元(14)包括適于生成所述動態(tài)變化部分(F(t))的至少一個壓電致動器、液壓致動器、氣動致動器、電磁致動器或電動馬達(dá)。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的組件(6)， 其特征在于， 所述動力單元(14) ?包括至少一個工作缸體，所述至少一個工作缸體適于生成所述預(yù)先確定的力(F)的靜態(tài)部分(Fo);和/或 ?設(shè)置有用于固定至所述第一元件(2)的第一支架(15)并且設(shè)置有用于固定至所述第二元件(3)的第二支架(16)，其中所述第一支架(15)和第二支架(16)均設(shè)置有允許使所述動力單元(14)旋轉(zhuǎn)的軸承(24，17)，特別是其中，所述第二支架(16)設(shè)置有用于將一端固定至所述測量臂(7)的裝置。14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任一項(xiàng)所述的組件(6)， 其特征在于， 所述第一元件(2)是旋轉(zhuǎn)主軸，特別是其中，所述組件(6) ?包括用于將所述組件(6)固定至所述主軸的適配器，并且 ?適于測量所述主軸的剛度，所述剛度隨著所述主軸的轉(zhuǎn)速而變化。15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任一項(xiàng)所述的組件(6)， 其特征在于， 所述組件(6)適于無繩操作以及借助電池操作，所述組件(6)特別地包括固定安裝的蓄電池或用于接收可更換電池的裝置。
【文檔編號】G01B7/16GK105881099SQ201610080977
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】波·佩特爾松, A·阿爾恩蒂
【申請人】赫克斯岡技術(shù)中心