用于机床的定位设备的制作方法
本发明涉及一种用于机床(machinetools，机械工具)的定位设备。
特别地，本发明的装置目的是一种能够在系统内实施的定位设备，在该系统中，机床在加工期间的移动由计算机控制，该计算机根据明确限定的工作程序来控制其移动和功能。
背景技术：
众所周知，根据加工或工具的类型，机床尤其可以是车床、钻头、砂光机、铣床，并且通常包括附接有待加工对象的工件保持台以及与用于加工的工具关联的主轴。
这些机器的操作要求操作者将对象放置在工件保持台上、将工具附接到主轴上、将主轴和工具彼此相对定位、启动主轴，然后移动待加工的对象和/或沿直线导轨移动主轴。
描述的现有技术具有一些主要缺点。
第一个缺点在于，为了在不直的形状或轮廓上进行加工，工具或待加工工件的移动是由操作者手动进行的，因此该操作者必须具有丰富的经验和手工技能。
另一个缺点是加工过程高度危险，因此，存在操作者可能受到严重伤害的情况。
该缺点由于安全防护罩经常被去除以改善对切割或刀片的视野的情况而被进一步加剧。
另一个缺点在于，为了进行不同的加工过程，操作者必须购买多台机器，从而增加了生产成本，并且将对象移入和移出多台机器，从而增加了加工时间。
上述缺点是通过越来越频繁地使用数控机器来解决的，数控机器识别出固定台，在该固定台上进行不同的加工过程而无需移动待加工的对象。
数控机器具有：保护主体，该保护主体包含各种组件并限定了加工室；主体外接口，通过该接口限定要进行的加工过程；工件装载系统，该系统被设计为将待加工的对象引入加工室或从加工室中抽出；多个主轴，其安装有加工工具；以及工具更换系统。
最后，主轴配备有移动系统，该移动系统通过相对于对象平移或旋转主轴来执行选定的加工过程。
这些机器虽然代表了对上述传统机床的改进，但仍然具有一些主要缺点。
第一个主要缺点是这些机器可以加工的对象尺寸有限，因为必须将对象引入加工室中，因此对象无法具有较大的尺寸。
另一个缺点在于，数控机床具有很高的结构复杂性，因此，购买和维护成本很高。
这些机器的高能耗代表了另一个缺点，其与前述高昂的购买和维护成本一起使得这样生产的零件特别昂贵。
另一个缺点在于数控机床要求操作者具有对机器和编程语言的高级知识，因此数控机床编程和使用起来很复杂。
专利申请wo-a-2016051342中描述的机床描述了一种能够部分克服上述缺点的装置。
特别地，该装置的特征在于，其具有较小的尺寸并且可在正被加工的部件上方使用，从部件尺寸的观点来看没有限制，并且相对于加工路径没有产生视觉障碍。
因此，该装置允许遵循预定的加工路径或实时设置加工参数，从而沿着待切割的特定对象的表面引导装置。
然而，前述技术仍然具有至少一个主要缺点。
详细来说，专利申请wo-a-2016051342中描述的装置允许普通用户基于“绝对”方向和参数来引导装置。
“绝对”是指根据方向和强度(intensity，密度)行进的每个距离仅仅被参照为起点或参考系(referencesystem)，该起点或参考系与用户为了加工过程而初始放置该装置的位置一致。但是，因为没有参照正被加工的部件所限定的参考系，因此无法相对于支撑表面控制工具。
因此，由于缺乏与正被加工的部件的表面有关的指示，因此无法自动确定装置在工作表面上的位置。
为了克服后一个技术问题，已经采取了一些措施，这些措施在专利申请ep-a-17172084中进行了描述。
特别地，在上述专利申请中，定位系统涉及定位转塔(locatingturret)的使用，该定位转塔可被定位在工作表面上的某些预定点处并且被设计成释放连接至机床的电缆，通过该电缆可以推断出一些对定位有用的工程量。
尤其是，由于编码器与宽松地固定在机床上的拉紧的电缆一体旋转，以及转塔与机床之间的距离，因此该系统可以推断出电缆相对于机床取向的方向。
上述现有技术部分地解决了相对于绝对参考系定位机床的问题。但是，它也有一些主要缺点。
特别地，已经发现，尽管易于制造，但是如所描述的那样的电缆系统，如果如所描述那样进行配置，则可能导致在测量机床的位置的过程中产生绝对不能忽略的误差。
误差实际上可能在毫米的数量级，由于机床用于精密加工，因此误差实质上导致效率的净降低。
此外，在前述申请中描述的系统具有很大的缺点：就精确度而言，其取决于将转塔连接至工具的电缆的缠绕和解绕。电缆在转塔测量卷盘上的任何不必要的重叠都可能导致甚至可能超过毫米的测量误差。
此外，现有技术的系统不可能理解测量结果是否与实际定位值不同以及不同到什么程度。
技术实现要素：
在这种背景下，本发明基本的技术任务是设计一种用于机床的定位设备，其能够基本上消除至少一些上述缺点。
在所述技术任务的范围内，本发明的主要目的是获得一种用于机床的定位设备，其允许以简单、容易和快速可重复的方式确定机床的定位，同时在不过度影响系统制造成本的情况下维持检测机床位置的高精度。
特别地，本发明的一个目的是显著地提高机床在对象上的定位的可再现性，以便使能够导致机床减速甚至加工失败的误差的可能性最小化。
借助于本文中的用于机床的定位设备来实现技术任务和指定的目的。
根据一种方案，本文提供了一种用于机床的定位设备，包括：支撑部，适于放置在对象的加工表面上的固定点处，检测装置，包括第一电缆或第二电缆，所述第一电缆或第二电缆被设计为将所述定位设备与所述机床连接，以及定位部，被配置为释放或接收所述电缆，从而测量所检测到的所述机床与所述定位设备之间的距离，并且包括至少一个框架、第一装置、第二装置和第三装置，所述第一装置被附接到所述框架并且适于与弹性元件相对或由所述弹性元件推动而释放或接收所述电缆，所述第二装置被附接到所述框架并且包括传送构件，所述传送构件被设计为允许所述电缆从所述第一装置通过到所述第三装置；所述第三装置被附接到所述框架并且适于允许通过所述定位设备朝向所述机床释放或接收所述电缆，而且所述设备的特征在于，所述第一装置包括盘状元件，所述盘状元件相对于所述框架围绕旋转轴线旋转，从而将所述电缆缠绕在缠绕表面上或从所述缠绕表面释放，所述缠绕表面围绕所述旋转轴线延伸并且所述电缆围绕所述缠绕表面缠绕，以及所述第二装置包括至少一个引导滑动件，所述引导滑动件适于沿着输送方向朝向所述第三装置输送所述电缆，并且被配置为与所述盘状元件的旋转成比例地、沿着平行于所述旋转轴线的平移方向移动，也移动所述输送方向，并且其中，所述第三装置包括漏斗形狭槽，在所述漏斗形狭槽处布置有电缆引导旋转器，用于引导所述检测装置从所述定位设备退出。
在一种实施方式中，所述第二装置包括：引导支撑件，所述引导支撑件附接到所述框架并包括：长形元件，所述引导滑动件在所述长形元件上方沿着所述平移方向移动；以及控制装置，所述控制装置被配置为，根据所述电缆在所述盘状元件上的单匝来考虑，使得所述引导滑动件的节距等于所述电缆的直径，即，使得所述引导滑动件的沿所述平移方向的平移等于所述电缆的直径。
在一种实施方式中，所述控制装置包括齿轮，所述齿轮被设计成将所述盘状元件围绕所述旋转轴线的旋转传动到所述引导支撑件，所述引导支撑件是公制螺旋件，围绕所述平移方向旋转，以使所述引导滑动件沿所述平移方向移动。
在一种实施方式中，所述引导滑动件沿着所述平移方向的平移方向取决于所述盘状元件围绕所述所述旋转轴线的旋转方向。
在一种实施方式中，所述第一装置包括至少一个传感器，用于检测所述盘状元件的圈数，并且所述控制装置包括电子处理器，所述电子处理器被配置为与所述传感器所检测到的转数成比例地移动所述引导滑动件。
在一种实施方式中，所述缠绕表面沿着所述旋转轴线延伸，从而使得该延伸等于或大于所述电缆的直径乘以所述电缆在不重叠的情况下能够围绕所述缠绕表面的最大圈数。
在一种实施方式中，所述检测装置包括附接部，所述附接部被布置在所述第一电缆的自由端处，并且被配置为附接到外部对象，例如，所述机床，而且适于在所述第三装置处阻挡所述电缆的自由端，从而限定所述第一装置和第二装置的起始位置。
在一种实施方式中，所述第三装置包括漏斗状的狭槽，在所述漏斗状的狭槽处布置有电缆引导旋转器，以便引导所述检测装置从所述定位设备离开。
根据另一种方案，本文提供了一种用于机床的定位系统，包括前述的定位设备和一个机床，所述机床适于通过去除材料而在所述对象的所述加工表面上进行加工，并且包括工具和移动装置，所述移动装置适于放置成与所述加工表面直接接触，用于当所述工具在所述对象上进行加工的同时，相对于所述对象移动所述机床，因而移动所述工具。
在一种实施方式中，该系统包括至少两个所述定位设备，其中，所述检测装置被配置为还允许所述定位设备相互连接，从而允许直接测量所述定位设备之间的距离，所述距离还能够从所述检测装置所检测到的所述机床与所述定位设备之间的距离间接获得，而且至少一个所述定位设备的所述附接部被配置为既在检测设备处附接到所述机床，又在所述第三装置处附接到另一个所述定位设备，所述第三装置位于另一个所述定位设备处。
附图说明
参考附图，并从本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的特征和优点将变得显而易见，其中：
图1示出了在加工期间根据本发明的优选构造的机床的轴测投影；
图2是根据本发明的优选构造的机床的正视图；
图3是根据本发明的优选构造的机床的侧视图；
图4a详细示出了根据本发明的优选构造的检测设备；
图4b示出了根据本发明的优选构造的检测设备的示意性俯视图；
图5a示出了根据本发明的定位系统中的定位设备布置在对象上的俯视图；
图5b是图5a中的定位设备的立体图；
图6是根据本发明的定位系统中的定位设备的剖视图，其突出了优选实施例中的检测装置的附接部分；
图7a示出了根据本发明的优选构造的检测设备的定位部的横截面的细节；
图7b示出了图7a中的定位部的侧面的细节；
图8是第一装置80和第二装置81的细节，它们允许在根据本发明的系统的定位设备内以受控方式缠绕和/或释放检测装置；
图9是根据本发明的工具系统沿矩形对象的长边测量时的俯视图；以及
图10是根据本发明的工具系统沿矩形对象的短边测量时的俯视图。
具体实施方式
在本文中，当与诸如“大约”等词语或诸如“近似”或“基本上”之类的其他类似术语一起使用时，度量、值、形状和几何参考(例如，垂直度和平行度)应被理解为除了测量误差或由于生产和/或制造错误而导致的不准确性之外，以及最重要的是，除了与相关的值、度量、形状或几何参考略有不同之外。例如，如果与值相关联，则优选的是这些术语表示与该值本身的差异不超过10％。
此外，诸如“第一”、“第二”、“较高”、“较低”、“主要”和“辅助”之类的术语在使用时不一定标识顺序、关系优先级或相对位置，但是它们可以只是用来更清楚地将不同的组件彼此区分开。
除非另有说明，否则本文中报告的测量结果和数据应视为在国际标准大气icao(iso2533：1975)中进行的。
参考附图，根据本发明的用于机床的定位设备整体上用数字1b表示。
定位设备1b优选地在系统1中实施，该系统1优选地还包括如下所述的机床1a。
当然，定位设备1b能够在系统1以外的不同系统中实施，并用于检测机床1a以外的机床的位置。然而，在本说明书中，系统1和机床1a被描述为定位设备1b在操作中的优选实施例。
机床1a优选地适合用于从对象(object，物件)10的优选地基本上平坦的加工表面10a上去除材料或向其添加材料，以便去除材料例如形成凹槽、孔、狭槽或切割该对象，或者在对象上绘制形状或绘制对象的某些部分。特别地，对象10是板，优选地由木材制成。因此，对象10或工件的尺寸和表面通常小于100平方米。
对象10可以由木材、纸、纸板、织物或金属制成。
因此，机床1a包括：至少一个去除工具2；移动装置3，其适于放置成与表面10a直接接触并且适于使去除工具2和机床1a相对于对象10移动；外壳4，去除工具2及装置3与之相关联；以及电源(用于连接到外部网络的电池和/或电缆)，被设计成为机床1a的组件供电。
因此，去除工具2是被设计为通过熔化、蒸发或优选地通过去除切屑(chip)来去除材料的切割和/或钻孔工具。因此，它可以是旋转、往复移动的工具，也可以是激光、水刀切割等。优选地是小型工具，即，从小于1dm2、优选地小于1cm2的表面积去除材料的工具。
因此，对象10在机加工过程中与移动装置3直接接触并支撑移动装置3，而且在机加工过程中，对象10与移动装置3之间直接发生力的交换。
它可以包括：定子部21；主轴22，优选的是电主轴，用于限定工作轴线22a；以及工具23，适于附接到主轴22以便围绕工作轴线22a旋转并去除材料。
工具23可以是钻头，因此去除工具2可以是钻。替代地，工具23可以是铣刀，因此去除工具2可以是铣床。
移动装置3包括限定旋转的主轴线3a的驱动轮，并且机床1a具有控制单元5，该控制单元5被设计为至少控制去除工具2，从而控制去除过程，并且控制机床1a沿着去除路径2a移动，材料沿着去除路径2a被去除。
应当注意，如果设有控制单元，则机床1a可被识别为数控机床。
此外，控制单元5不能使操作者位于机床1a上，机床1a的尺寸太小而无法容纳操作者，因为机床1a优选地加工尺寸减小的对象10。
优选地，移动装置3包括多个驱动轮，并且更精确地，例如，具有主旋转轴线3a的三个驱动轮，它们彼此几乎相等地以大约120°的角度间隔开。
每个驱动轮包括：基体31，该基体优选地是近似圆柱形的，其延伸轴线与旋转轴线3a几乎重合并且被设计成围绕同一轴线3a旋转；滚动元件32，空转地铰接在基体31的侧表面上，以便插入在主体31和表面10a之间，从而与同一表面10a直接接触；马达33，特别是电动马达，被设计成控制基体31围绕轴线3a旋转；以及在某些情况下编码器被设计成监测马达33。
铰接到基体31的滚动元件32沿着至少一个圆周放置，该圆周几乎与旋转轴线3a同心并且具有空转旋转轴线，该空转旋转轴线位于大致横向的平面上，尤其是几乎垂直于主旋转轴线3a。优选地，元件32被放置在相等半径的多个(具体地，三个)圆周上，并且在相邻圆周之间相互成角度地偏移，从而在滚动元件32和加工表面10a之间始终具有正确的接触。
滚动元件32是辊，特别是圆锥形或桶形辊。
优选地，驱动轮3是本身已知的所谓的“全向轮”。
外壳4被设计成支撑机床1a的各种组件。
它包括：基板41，该基板41适于邻近并且平行于表面10a布置，并且控制单元5和移动装置4与该基板41相关联；壳体42，该壳体42与基板41相关联，并限定用于容纳至少单元5的空间；以及附件43，该附件43被设计成通过在机床1a工作时，适当地将工作轴线22a布置成几乎垂直于加工表面10a，而将去除工具2附接到外壳4。在一些情况下，外壳4可以包括手柄，该手柄在与表面相对的一侧上从基板41和/或从壳体42突出，并且该手柄被设计成允许操作者手动操作。
基板41的尺寸可以基本上小于0.5m，特别是小于0.3m，而壳体42的高度为垂直于基板41计算的高度，基本上小于0.3m，特别是小于0.2m。
附件43包括：垂直板431，其适于几乎垂直于表面10a布置；至少一个联接器(coupling)432，其适于将定子部件21附接到竖直板431；以及水平板433，其适于几乎平行于表面10a布置并且定子部件22a放置在其上并且具有至少等于主轴22的横截面的通孔43d，以便主轴22和工具24从水平板433突出，从而面向对象10。
联接器432适当地是夹具类型的，并且可以包括：两个对照元件(contrastelement，对置元件)432a，例如基本上为c形，适于相对于定子部件21放置在相对侧上；以及夹具432b，例如螺栓，借助于该夹具，对照元件432a可以被紧固到定子部件21。
在某些情况下，在附件43和外壳4的其余部分之间，机床1a可以包括辅助移动装置，该辅助移动装置适于使附件43和去除工具2相对于外壳4的其余部分移动，从而移动到加工表面10a。
辅助移动装置(图中未示出)可包括：垂直移动器，该垂直移动器适于借助于平移，优选地基本平行于工作轴线22a来改变去除工具2到表面10a的距离；和/或旋转动子，其被设计成通过改变工作轴线22a和表面10a之间的倾斜度，使去除工具2绕基本平行于加工表面10a并且几乎垂直于工作轴线22a的轴线旋转。
控制单元5适于沿着去除路径2a彼此独立地控制驱动轮4。
控制单元5还适于通过根据去除参数来控制辅助移动装置和去除工具2、尤其是主轴22，从而限定去除。
控制单元5包括控制板，该控制板连接至去除工具2和驱动轮，并设有存储器和接口装置，例如usb端口、wi-fi通信装置或甚至是bluetoothtm，借助于接口装置，操作者可以输入去除参数并将其存储在所述存储器中，并且在某些情况下输入路径2a并将其存储在所述存储器中。
应当注意的是，在存储器中存在移动数据库，该移动数据库将任何类型的移动(直线移动、弓形移动、椭圆移动等)与每个驱动轮绕其主旋转轴线3a的旋转速度和方向相关联。
控制单元5优选地由微型计算机(例如，
机床1a还包括至少一个检测设备6。
检测设备6优选地布置在机床1a的顶部上。
此外，检测设备6被设计成可操作地连接到检测装置7。检测装置7可以是各种类型。特别地，优选地，它们包括点对点连接装置，例如电缆或绳索，例如其由聚合物或金属材料制成，以允许在空间中的两个单独的点之间进行连接并且允许相同的点(即，上述两个单独的点)的往复移动。
实际上，优选地，检测装置7基本上适于使机床1a与定位设备1b的至少一部分往复地连接。后者基本上限定了由检测装置7连接的点。
检测设备6还电连接至例如控制单元5，从而能够与控制单元5交换信息。
设备6限定第一轴线6a。第一轴线6a优选是所述设备6的至少一部分可以围绕其旋转的轴线。
因此，检测设备6可包括轴6b，该轴6b沿轴线6a居中，并且适于将一些元件可移动地围绕其自身附接。
例如，轴6b可以附接到外壳4上。
特别地，检测装置7被设计为围绕轴6b与外壳4一体旋转，即，围绕轴线6a旋转。
因此，设备6优选地包括第一元件60、第二元件61和第三元件62。
优选地，第一元件60是可移动地附接到所述外壳4，或更方便地附接到轴6b的第一部分。因此，第一元件60可以包括：轴承，该轴承被设计成允许其容易地围绕轴6b旋转，特别是围绕第一轴线6a旋转。所述第一元件60优选地是旋转部件，可以将检测装置7的至少一部分附接到其上。
检测装置7优选地包括至少第一电缆70。
因此，优选地，第一元件60基本上是环形，其可以沿着周边附接到第一电缆70。
优选地，第一元件60适于允许第一电缆70围绕轴线6b旋转，特别是围绕第一轴线6a旋转。
此外，第一元件60与由第一电缆70驱动的旋转一体地旋转。
因此，优选地，第一电缆70可以以整体方式可分解地(resolvably)附接到第一元件60。这种附接可以例如通过已知的可分解的接头来保证，例如如图4b所示。
通常，优选地，检测装置7包括至少一个附接部72。附接部72优选地布置在检测装置7的自由端，即，例如第一电缆70的自由端。
附接部72基本上被配置为附接至检测设备6，并且可以包括例如可以装配在第一元件60中的简单元件，或者可以包括狭槽，第一元件60的突起可以陷入该狭槽的内部。
第二元件61优选地具有与第一元件60相同的特征。
该第二元件61可以不必一定存在于检测设备6中，而后者可以仅设置有第一元件60和第三元件62。
因此，第二元件61实际上是优选地可分解地附接到第二电缆71的附加元件。第二电缆71优选地也是检测装置7的一部分，并且具有与第一电缆70相同的特征。它也可以包括附接部72，该附接部72可被附接至第二元件61并限定与已经描述的特征相似的特征。
基本上，第二元件61具有与第一元件60相同的功能，以允许将机床1a连接至多个定位设备1b。
实际上，例如，如果检测设备6还包括与第一元件60和第二元件61相似的第三元件，则可以将机床1a连接到三个定位设备1b。然而，基本上，优选地，检测设备6大致包括第一元件60和第二元件61。
因此，例如，第二元件61还可以包括轴承，该轴承被设计成允许其容易地围绕轴6b旋转，尤其是围绕第一轴线6a旋转。
因此，优选地，第一元件60和第二元件61分别通过第一电缆70和第二电缆71相对于外部定位设备1b移动。
此外，两条电缆70和71之间的角度可以通过已知类型的传感器装置来评估，该传感器装置能够记录元件60、61之间，特别是电缆70和71之间的角度偏差α。
然后该信息可以通过传感器提供给控制装置5。
因此，任何传感器装置优选地可操作地连接至控制装置5。该连接可以通过公共电缆连接或无线连接来确保。
这种类型的传感器可以是编码器或类似元件。优选地，第三元件62至少部分地附接到第一元件60，以便能够检测所述第一元件60的移动。
优选地，特别地，第三元件62被设计成检测外壳4与至少第一元件60(如果必要的话，也可以是第二元件61)之间的取向差异。
详细地，第三元件62至少适于检测角度
因此，优选地，可以借助于外壳4限定与机床1a的取向基本一致的预定方向4a，并且可以至少检测第一电缆70相对于所述预定方向4a的偏差。
因此，角度
因此，第三元件62被设计成检测机床1a相对于第一电缆70的方向的方位，即预定取向4a与第一电缆70之间的角度差，反之亦然。
当然，如已经提到的，也可以评估第二元件61与外壳4之间的角度差，即取向。如果第三元件62也可操作地连接外壳4和第二元件61，则可以直接评估该差异；否则，第二电缆71的取向可以间接地推导为角度偏差α与角度
为了限定上述角度，优选地，第三元件62由至少两个部分组成，该至少两个部分分别与外壳4以及第一元件60和第二元件61中的一者一体地移动(特别是围绕轴线6a)，以检测它们的往复移动。
这样的部分例如是至少检测器62a且在盘62b中。
盘62b优选地适于被附接到第一元件60，以使其围绕轴6b和第一轴线6a一体地旋转。
检测器62a优选地是例如光学类型的传感器，其被设计成检测盘62b的旋转角度，并因此检测第一元件60的旋转角度。
当然，检测设备6还可以包括附接到第二元件61的第二盘62b，以便直接确定后者相对于外壳4的旋转。
在优选实施例中，优选地，附接到第一元件60的第一电缆70通过与第一元件60一体旋转来限定多个角度
如已经提到的，每个角度
优选地，第三元件62基本上是编码器，其被设计为检测盘62b相对于检测器62a的位置。
因此，优选地，第三元件62适于允许控制单元5至少相对于第一电缆70的方向评估机床1a的取向。
当然，角度偏差α可以借助于类似于第三元件62的两个传感器并且通过使针对两个电缆70、71相对于预定取向4a所检测到的角度
定位系统1附加地包括如所述的至少一个定位设备1b。
这种定位设备1b优选地包括支撑部9和定位部8。
支撑部9例如是设备1b的适合放置在对象10上，更合适地放置在加工表面10a上的一部分。
因此，优选地，支撑部9至少包括基座90和锁定装置91。
基座90优选地限定与加工表面10a相配的至少一个支撑表面90a。
因此，支撑表面90a例如是平坦表面。
基座90也可以由各种材料组成，例如木材或金属或聚合物。
例如，基座90也可以由聚甲基丙烯酸甲酯制成，以便允许用户从外部观察支撑表面90a。
锁定装置91优选地被配置为将支撑部9锁定或附接到对象10。特别地，锁定装置91优选地被配置为沿着支撑表面90a将基座90锁定在加工表面10a上。
以此方式，基本上，定位设备1b限定了用于检测装置7的固定连接点之一。
此外，支撑部9还可包括定点装置。如果存在，则定点装置可以包括发射器(emitter)，该发射器被设计成在支撑表面10a上标记一个或多个点。
因此，发射器91a可包括激光装置或多个led，其被设计成将光束会聚在支撑表面90a的一个或多个点上。
尤其是，光束可以限定定位设备1b相对于对象10的定位中心，因此限定相对于支撑表面10a的定位中心。
然而，定点装置可以包括印刷在基座90上的简单目标，以允许用户将加工表面10a与目标线对准。
或者，优选地，基座90可以沿着支撑表面90a具有箭头或角度形状，以形成一种结构指针，然后该结构指针可以由于锁定装置91而被锁定。
详细地，锁定装置91可以包括已知类型的虎钳，其被设计成打开或闭合，以将定位设备1b稳定地固定到对象10。或者它们可以包括已知类型的螺旋系统。
定位部8优选地附接到支撑部9或与支撑部9成一体。
优选地，定位部8限定具有可变高度的转塔，该转塔适于接收或释放检测装置7的至少一部分。
实际上，优选地，定位设备1b包括所述检测装置7。
因此，定位部8优选地借助于检测装置7(例如，第一电缆70)连接到机床1a，这也允许机床1a定位在加工表面10a上。
定位部8优选地包括第一装置80、第二装置81和第三装置82。
优选地，所述装置80、81、82附接到框架并且通过检测装置7相互连接，特别是例如通过第一电缆70或第二电缆71相互连接。
第一装置80例如是宽松地附接到上述框架并且适于容纳检测装置7的至少一部分的元件。
特别地，优选地，第一装置80被配置为以受控的方式释放或接收检测装置7的至少一部分。因此，优选地，第一装置80限定卷盘，第一电缆70或第二电缆71可以围绕该卷盘缠绕，并且例如通过旋转，该卷盘可以释放或接收上述电缆70、71。
特别地，第一装置80适于接收或释放与弹性元件相对或由弹性元件推动的检测装置7。以这种方式，优选地，电缆70、71在所有释放和接收阶段中总是拉紧的。
优选地，第一装置80还包括传感器，其被设计为检测释放或接收的电缆70、71的数量。
因此，优选地，第一装置80包括盘状元件800，该盘状元件800限定旋转轴线8a和围绕旋转轴线8a延伸的缠绕表面8b。特别地，电缆70、71围绕旋转轴线8a缠绕在缠绕表面8b上，并且该缠绕表面被构造成使得电缆70、71不会重叠。为此，例如，缠绕表面8b可以沿着旋转轴线8a延伸，这种方式使得延伸(extension)等于或大于电缆70、71的直径乘以电缆70、71在不重叠的情况下围绕缠绕表面8b的最大圈数。
盘状元件优选地相对于由定位设备1b限定的框架围绕旋转轴线8a旋转，以将电缆70、71缠绕在缠绕表面8b上或从缠绕表面8b释放电缆70、71。
此外，第一装置80可包括弹性元件801，该弹性元件801适于抵抗盘状元件800围绕旋转轴线8a移动。
在这种情况下，例如，上述传感器可以包括与盘状元件800相关联的转数计数器，或更合适地包括编码器，其被设计为将角度变化与电缆70、71的实际解绕相关联。
因此，传感器可以适于经由电缆或其他装置与外部电子处理器(例如，通用计算机)可操作地连接并通信。
第二装置81优选地包括传送构件(transmissionmember)，该传送构件被设计成允许检测装置7的一部分从第一装置80通过到第三装置82。
特别地，第二装置81被可操作地连接到第一装置80，以便与第一装置80协作，从而允许检测装置7的受控缠绕和解绕。
优选地，特别地，第一装置80和第二装置81例如借助于前述框架一体地附接在一起，并且第二装置81的至少一部分至少沿平行于旋转轴线8a的方向相对于第一装置80不稳定。
优选地，第二装置81是电缆缠绕装置。
因此，优选地，第二装置81包括至少一个引导支撑件810和至少一个引导滑动件811。
引导支撑件810优选地附接到定位部8的框架，以便与定位部8上的第一装置80成为一体。
引导支撑件810优选地宽松地附接到引导滑动件811，使得引导滑动件811至少沿着平行于旋转轴线8a的平移方向81a是可移动的。
特别地，引导支撑件810可以是螺杆或另一细长元件，引导滑动件811可以在该引导支撑件810上以受控的方式滑动。
引导滑动件811可以是简单的滑动件，电缆70、71的至少一部分又在其中滑动，优选地相对于平移方向81a偏斜。原则上，优选地，引导滑动件811适于沿着预定方向，例如从滑动狭槽朝向第三装置82输送电缆70、71。因此，优选地，引导滑动件811限定输送方向81b。
引导滑动件811也可以是滑轮，其沿着平移方向81a居中并且附接到引导支撑件810，从而以受控的方式沿着所述平移方向81a移动。
例如，从电子的角度来看，第一装置80和第二装置81两者也可以相互可操作地连接。例如，它们可以连接到定位部8内部的电子处理器，或者连接到定位部8外部的电子处理器。
在任何情况下，优选地，第二装置81还包括控制装置812，该控制装置812被设计为以受控的方式使引导滑动件811在引导支撑件810上移动。
控制装置812可以可操作地连接到前述的电子处理器(如果存在的话)以及第一装置80的传感器，以便能够知道布置在盘状元件800上方的电缆70、71的圈数状态。
特别地，优选地，控制装置812被配置为，根据电缆70、71在盘状元件800上的单匝来考虑，使得引导滑动件811的节距(pitch)(即，沿着平移方向81a的平移)等于电缆70、71的直径。
更一般地说，实质上，引导滑动件811适于通过沿与第一装置80的释放或接收成比例的平移方向81a移动，并且还通过沿检测装置7的传送方向81b移动，来传输检测装置7。详细地，优选地，引导滑动件811跟随在缠绕表面8b上的检测装置7，因此与在缠绕表面8b上的检测装置7假定的释放或接收位置沿着平移方向81a一体地移动，即在平行于旋转轴线8a的方向上。因此，输送方向81b与引导滑动件811一体地移动。
当然，优选地，取决于盘状元件800是沿一个方向旋转(例如，以接收检测装置7)还是沿另一方向(例如，以释放检测装置7)旋转，引导滑动件811的平移发生在相反的方向上。
因此，基本上，引导滑动件811沿着平移方向81a的平移方向优选地取决于盘状元件800的旋转方向。
为了使引导滑动件810的移动与盘状元件800的旋转成比例，可以使用各种连接系统。
在一个实施例中，如已经提到的，可以使用控制装置812，该控制装置812连接到电子处理器和检测盘状元件800的转数的传感器。
可替代地，也可以设置指向(direct)系统，例如机械系统。在优选实施例中，控制装置812包括齿轮，该齿轮用于将第二装置81连接至第一装置80。特别地，优选地，连接齿轮如下所述地被构造。当电缆70、71被拉动时，盘状元件800(即卷盘)旋转以适应其解绕；可操作地连接到盘状元件800的齿轮围绕旋转轴线8a与盘状元件800一体地旋转，从而随着电缆的每次解绕旋转而完成一整圈。在盘状元件800的旋转期间，与盘状元件800的齿轮啮合的第二装置81的齿轮围绕平移方向81a旋转。当盘状元件800旋转时，它使得引导支撑件810与其一起旋转，优选地包括例如公制螺旋件m4，其像蜗杆一样，借助于螺旋件的螺纹与引导滑动件811和引导支撑件810之间的连接插件的螺纹之间的线性关系，又使引导滑动件811沿着平移方向81a滑动。
如已经说明的，随着盘状元件800的每个完整的一整圈，引导滑动件811优选地以等于被缠绕的电缆70、71的直径的量线性地前进。这种关系防止绕组重叠，并使它们恒定地间隔开。当然，如上所述的连接齿轮仅是一个优选实施例。实际上，本领域技术人员可以实施不同的连接装置，只要它们适于或能够被构造成允许在缠绕表面8b上引导检测装置7，从而使得电缆70、71不重叠。然而，这里不描述不同的连接，因为它们可以被本领域技术人员容易地实现，并且可以包括例如具有一级或多级的带有齿轮的传送系统，其与所描述的那些不同地被配置，并且在任何情况下都允许引导滑动件811与盘状元件800或如上所述的电子系统的旋转成比例地移动。
然而，通常，从节距(即前进的速度)和方向两方面的角度来看，引导滑动件811与盘状元件800的旋转成比例地沿着平移方向81a移动。
第三装置82优选地适于允许定位设备1b释放或接收检测装置7。
因此，第三装置82可以由孔组成，该孔被设计为允许检测装置7或取决于定位设备1b采取的结构构造的其他设备通过。
例如，如果定位设备1b由限定密闭盒的框架组成，则第三装置82可以是可能设有滑轮的孔。
或者，如果定位设备1b的结构基本上是开放的，则第三装置82可以由简单的通槽组成，该通槽适于允许电缆70、71相对于第一装置80和第二装置81沿正确的方向通过。
优选地，第三装置82包括漏斗状的狭槽，在该漏斗状的狭槽处布置有电缆引导旋转器，以便引导检测装置7从定位设备1b离开，例如如图5至图7所示。
特别地，第三装置82适于将检测装置7释放到机床1a的检测设备6或从机床1a的检测设备6接收检测装置7。
因此，机床1a和至少一个定位设备1b通过检测装置7连接在一起。
先前以结构术语描述的工具系统1的操作如下。
特别地，当定位设备1b被固定到加工表面10a上并且机床1a在该加工表面10a上方移动时，机床1a在加工表面10a上方所采用的位置可以借助于与机床1a和定位设备1b通信的电子处理器来评估。
对于机床1a的移动要考虑的重要方面是，在没有定位设备1b的情况下，可以评估机床1a的参考系中的移动，但是没有给出相对于对象10的参考。
例如假设将机床1a放置在矩形加工表面10a上方，则可以在外部电子处理器中限定对象的参考系。
为此，可以遵循下面部分描述的不同过程。
例如，可以在加工表面10a上方布置优选地配备有至少一个检测设备6的机床1a。
因此，可以通过使用基座90在表面的顶点处在表面上方布置两个定位设备1b。
也可以通过使用锁定装置91将定位设备1b附接到对象10。
一旦定位设备1b已经被附接，就可以借助于元件60、61上存在的附接装置将检测装置7(例如，分别来自两个定位设备1b的第一电缆70或第二电缆71)连接到机床1a。
然而，有利的是，在将定位设备1b连接到机床1a之前，可以将定位设备1b临时彼此附接。
特别地，优选地，两个定位设备1b之一的检测装置7在第三装置82处附接到另一定位设备1b就足够了。
为了保证这种附接，第三装置82可以包括适于允许附接部72附接到第三装置82的部件。例如，第三装置82也可以限定用于将附接部72插入其上的突起。
优选地，除了上述特征之外，检测装置7的附接部72不仅具有将定位设备1b附接到机床1a的唯一目的，而且还具有将检测装置7的自由端锁定在第三装置82处的目的，保持检测装置7始终可由用户使用，并以这种方式以便确定第一装置80和第二装置81的开始位置或“零”位置。
因此，优选地，在优选实施例中，第三装置82限定孔，该孔的尺寸大于电缆70、71的直径但小于附接部72，使得附接部将检测装置7的自由端锁定在第三装置82上。
由于定位设备1b的连接，因此可以识别对象10上或更确切地说加工表面10a上的定位设备1b之间的距离l3。
随后，当两个定位设备1b均通过检测装置7连接到机床1a时，记录由每个定位设备1b的第一装置80释放的电缆70、71的数量，以识别机床1a和定位设备1b之间的距离l1、l2。
例如，l1和l2优选地分别对应于由从相应的定位设备1b抽出第一电缆70和/或第二电缆71限定的距离。
由于存在于每个检测设备6上的第三元件62，可以知道检测装置7的解绕方向相对于机床1a的预定取向4a的取向。
特别地，优选地，在优选构造中，第三元件62允许限定角度
因此，可以知道机床1a相对于加工表面10a，特别是定位设备1b的参考系的位置。优选地，为了拉紧检测装置7，机床1a优选地必须沿着至少一个方向移动，并且随后必须测量与距离l1、l2、l3以及角度
此外，一旦知道了l1、l2和α，就可以使用卡诺定理或余弦定理来求出定位设备1b之间的距离的尺寸值l3，并且在这种情况下，还可以是对象10的侧面或尺寸的尺寸值l3，尤其是参考加工表面10a。
以此方式，通过将借助于计算得出的l3值与通过在定位设备1b之间进行直接测量获得的标称热量进行比较，可以检查是否存在可以通过移动机床1a并再次执行测量步骤来纠正的测量误差。
因此，从找到的数据开始，可以确定与机床1a在对象10上的位置有关的任何量，例如，l3与l1之间的角度β，因此确定机床1a相对于参照对象10的参照系的实际坐标a、b。这些坐标可以与距离l1和l2在l3上的投影基本重合。
以下是一些计算示例，这些计算示例可以基于刚刚描述的理由，借助于电子处理器执行：
a＝l1cosβ
b＝l1sinβ。
一旦检测到机床1a相对于加工表面10a的两个顶点的位置，就可以例如将两个定位设备1b之一与机床1a断开，将该设备1b移动到另一个顶点，然后从上述过程重新开始。
因此，以这种方式，例如尤其是加工表面10a是矩形或者在具有规则几何形状的任何情况下，可以确定该加工表面10a的所有尺寸，并限定坐标和机床1a与参考对象10的参考系之间的相对位置。
显然，指示的过程并不严格地与对象10的形状相关。对象10也可以具有非矩形的表面，并且定位设备1b在任何情况下都可以布置在加工表面10a上的预定固定点处，以便允许通过机床1a对其进行加工。
定位设备1b可以允许任何对象10或加工表面10a的映射。
作为上述的替代，机床1a可以包含多个检测设备6，并且更方便地，其数量与使用的定位设备1b的数量相对应，甚至大于两个。
例如，如果加工表面10a是矩形的，因此可以使用三个定位设备1b，因此不再需要执行两个过程步骤，而是可以通过使用上述逻辑在同一步骤中限定机床1a的位置。
对象10，特别是加工表面10a，可以具有与作为示例使用的矩形不同的形状。
例如，加工表面10a可以在平面内和平面外采取不同的规则形状，或不规则或曲线形状。
在这种情况下，可以使用考虑到使用中的加工表面10a可能的几何形状的不同数量的定位设备1b以及不同公式和逻辑。
例如，被设计为解释来自定位设备1b和机床1a的数据的电子处理器允许实现考虑曲线坐标或不同且可选择的几何形状的计算方法。
在上面的整个描述中已经解决了对沿着平行于加工平面10a的平面的尺寸的考量，并且为此，优选地假设定位设备1b被配置为使得相对于加工表面10a、尤其是从处于同一高度的第三装置82开始释放或接收检测装置7，在该加工表面10a处，检测设备6被放置在布置于同一加工表面10a上的机床1a上。
但是，例如，由于加工表面10a的不规则性或曲率，检测设备6和第三装置82可能不位于与加工表面10a平行的同一平面上。因此，电缆70、71可能相对于该平面倾斜(歪斜)。
为了消除该最后的假设，定位设备1b可以包括传感器，该传感器被设计成检测从第三装置82开始相对于支撑表面90a的检测装置7的释放角度，或者可以设置跟踪装置，该跟踪装置适于按命令或自动地将电缆70、71布置在平行于加工表面10a的平面中。例如，就此而言，定位设备10b可以包括在第三装置82的下游的可移动滑轮，并且在测量步骤中，对跟踪装置在随后的测量之前进行校准可能是适当的。
因此，本发明限定了所述工具系统1的加工方法，其包括新的定位方法。
因此，该加工方法包括新的定位方法和去除步骤，其中，移动装置3沿着去除路径2a移动机床1a，并且去除工具2沿着路径2a从对象10去除材料。
定位方法至少包括准备工具系统1a的步骤和获取机床1a在加工表面10a上的位置的步骤。
准备步骤优选地包括定位步骤，其中，将机床放置在加工表面10a上，并且至少一个定位设备1b沿着固定点布置，固定点优选地沿着对象10的加工表面10a被限定。优选地，在该步骤中，定位设备1b可以布置在对象的外周。甚至更方便地，在准备步骤期间，至少两个定位设备1b被定位在加工表面10a上。
准备步骤还包括第一连接步骤。在该第一连接步骤中，优选地，定位设备1b借助于两个定位设备1b中的至少一个的检测装置7相互连接。以这种方式，直接获得两个定位设备1b之间的距离l3。同时，例如，如果在两个检测设备1b之间使用第一电缆70，则第二电缆71也可以用于检测两个定位设备1b之间的距离，从而验证从第一电缆70获得的数据的精度，或者验证第一电缆70可能已经被附接到机床1a，或者甚至仍然未被使用。
此外，准备步骤包括第二连接步骤，其中，检测装置7将每个定位设备1b与机床1a连接。
特别地，如上所述，例如由于用户的干预，检测装置7以由第二装置81控制的方式从第一装置80释放并且连接到机床1a。
优选地，如已经提到的，加工设备1b的第三装置82优选地以与检测设备6相同的高度布置，从而使得例如如果加工表面10a是平坦的，则电缆70、71基本上保持在平行于加工表面10a的平面中。
然而，作为已经描述的替代方案，还可以在外部电子处理器内设置一些参数，以校正任何未对准并且正确地评估机床1a和定位设备1b之间的距离。
路径2a的限定可以在将机床1a定位在加工表面10a上之后由外部电子处理器执行。
然后，机床1准备进行下一步骤。
然后开始获取机床1a相对于至少一个定位设备1b的位置的步骤。
在获取步骤期间，机床1a优选地执行移动步骤，其中，机床1a沿着预定路径2a(例如，直线段)行进，该路径限定了至少一个定位设备1b，优选地至少两个定位设备1b的定位点。
此外，在获取步骤中，电子处理器优选地执行处理步骤，其中，电子处理器从定位设备1b和机床1a接收与位置、距离和角度有关的数据。
特别地，在该步骤中，处理器至少处理以下数据：来自定位部8、更详细地来自第一装置80的、与机器1a和至少一个设备1b之间的距离l1、l2有关的数据；以及来自控制单元5、更详细地来自检测设备6的、与机器1a的预定取向4a有关的数据。
优选地，处理器检测与至少两个连接到机床1a的定位设备1b有关的上述数据，以便如前所述定位机床1a相对于对象10的参考系(即，相对于对象10)的位置和取向。
评估步骤可以包括在获取步骤中。在评估步骤中，可以将直接经验测量的数据(例如，在第一连接步骤中计算出的距离l3)与从测量数据中数值推导的距离(例如，借助卡诺定理推导的距离l3)进行比较。以这种方式，评估通过不同的、直接的和间接的方法获得的两个距离l3之间的偏差。
在评估步骤中，可以在外部计算机程序中设置并预设阈值误差或公差值，超出上述值，系统可能不允许后续的去除步骤，或者可以向用户发送警报信号。原则上，系统1在检测机床1a在加工表面10a上的位置的步骤中允许数据冗余，以便保证高精度和该精度的可再现性。
优选地，在定位步骤结束时，去除步骤开始，其中，移动装置3沿着去除路径2a移动机床1a，而几乎同时，去除工具2沿着路径1a从对象10去除材料，从而进行加工。
详细地，在去除步骤中，单元5根据用户通过电子处理器提供的命令，通过根据路径2a改变机床1a的前进来激活/去激活驱动轮。
例如，如果去除路径2a包括几乎平行于主旋转轴线3a之一的笔直部分，则单元5命令停止车轮，使其轴线平行于所述方向，并且命令其余车轮协调且等模数旋转；反之，如果路径包括弧形部分，则控制单元5命令两个车轮不协调且等模数旋转，而使第三车轮保持静止。
一旦去除步骤完成，则加工过程可以结束，或者可替代地包括附加的去除步骤，其中，移动装置3沿着去除路径2a再将机床1a移动至少一次，并且去除工具3至少第二次沿着路径2a从对象10去除材料，从而增加去除的材料的厚度，并且优选地切割对象10。
最后，应该指出的是，在去除或附加的去除步骤中，由于可选地设置在外壳4上的手柄，操作者可以手动地进行机床1a的移动。
根据本发明的用于机床的定位系统和由所述系统提供的定位方法具有重要的优点。
系统1的第一个重要优点在于，考虑到所述表面的几何形状，它能够允许机床1a在任何表面延伸上执行加工过程。
实际上，本发明允许检测机床1a相对于正被加工的对象10的位置，因此可以为机床1a实时地并且以相对于加工表面10a的绝对精度提供指令。
此外，由于系统1定位在对象10上并且能够沿着整个加工表面10a不受限制地移动，所以它能够加工出基本上不受限制的表面。在已知的机器中，这种可能性被否定，在已知的机器中，加工行程受工件保持台和/或主轴的行程限制。
另一个优点是系统1的减小的尺寸和系统的多功能性，因此构成了一种创新的小型且可运输的工具，其可以在任何地方使用以生产大尺寸产品。
另一个优点是工具系统1通过遵循可由外部处理器控制的去除路径2a，能够执行非常精确的加工。
另一个优点是，由于有可能总是沿着同一相同路径2a执行多次走刀，因此也有可能执行切割操作。
可以识别出的重要的优点，特别是相对于已知的数控机床而言，在于操作者在没有专业知识的情况下也可以使用工具系统1。
工具系统1的最重要的优点是构造简单，这使得工具系统1的购买和维护价格降低。
总之，本发明的另一个优点在于，该系统和相关的定位方法允许以高精度和测量再现性来评估机床在对象上的位置，同时能够验证存在任何测量误差，测量误差随后可能导致加工误差。
因此，在这方面，本发明提高了机床的整体加工效率。
本发明容许落入由权利要求书限定的发明构思的范围内的变化。
在此上下文中，所有细节都可以用等效的元素替换，并且材料、形状和尺寸可以是任何材料、形状和尺寸。
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