DE102016123122B3

DE102016123122B3 - Haptic test measuring device and method for determining a force-displacement curve in a haptic test measurement

Info

Publication number: DE102016123122B3
Application number: DE102016123122.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: CN108151946A; CN108151946B

Abstract

Haptic-Test-Messvorrichtung (1) zumindest umfassend: eine Haltevorrichtung (4) zur Aufnahme eines Prüfobjekts (7), einen Roboter (2) mit einem Manipulator (3) und einem Effektor, wobei der Effektor zumindest einen Messkopf (5) mit einem Messsystem (6) umfasst, und eine Stabilisierungseinheit, wobei die Stabilisierungseinheit ein Abstützelement (9) und eine Abstützaufnahme (8) umfasst, wobei über die Stabilisierungseinheit den Messkopf (5) in einer örtlich festen Lage gegenüber der Haltevorrichtung (4) fixierbar ist.Haptic test measuring device (1) comprising at least: a holding device (4) for receiving a test object (7), a robot (2) with a manipulator (3) and an effector, wherein the effector at least one measuring head (5) with a Measuring system (6), and a stabilizing unit, wherein the stabilizing unit comprises a support element (9) and a Abstützaufnahme (8), wherein via the stabilizing unit, the measuring head (5) in a locally fixed position relative to the holding device (4) is fixable.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Haptic-Test-Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Ermittlung einer Kraft-Weg-Kurve bei einer Haptic-Test-Messung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a haptic test measuring device according to the preamble of claim 1 and a method for determining a force-displacement curve in a haptic test measurement according to the preamble of claim 7.

Stand der TechnikState of the art

Hochwertige Schalter und Tasten sollen sich „wertig” anfühlen und haptisch ein klares Feedback über den Schaltvorgang an den Bediener übermitteln. Besonders im Automobilbereich werden Bedienfelder und Tasten sehr hochwertig ausgeführt. Für die qualitative Beurteilung von Schaltern werden Messeinrichtungen verwendet, welche ein Prüfkörper (Probe) konstant gegen den Schalter über dessen gesamten Schaltweg fahren. Mit präzisen Kraftsensoren wird ein Kraft-Weg Diagramm erstellt, welches Rückschluss auf die Haptic des zu vermessenden Schalters (Tasters) gibt. Hierfür ist es notwendig, dass ein linearer Antrieb sowie eine Kraftzelle als Einheit sehr steif ausgeführt sind und beim Betätigen des Prüflings nicht nachzugeben, um dadurch Messabweichungen zu verhindern.High-quality switches and keys should feel "valuable" and provide haptic clear feedback on the switching process to the operator. Especially in the automotive sector, control panels and buttons are of very high quality. For the qualitative assessment of switches measuring devices are used, which drive a test specimen (sample) constantly against the switch over its entire switching path. With precise force sensors, a force-displacement diagram is created, which gives an indication of the haptic of the switch to be measured. For this purpose, it is necessary that a linear drive and a force cell as a unit are designed to be very rigid and not yield when the test specimen is actuated, in order thereby to prevent measurement deviations.

Im Folgenden wird anstelle des Begriffs „haptisch” bzw. an Stelle von „den Tastsinn betreffend” durchgehend der englische Begriff „Haptic” verwendet.In the following, instead of the term "haptic" or instead of "the sense of touch" throughout the English term "haptic" is used.

In der Industrie werden vermehrt Roboter für haptische Messtechnik eingesetzt. Die Roboter werden hierbei für die Prüfung von haptischen Bedienelementen und Tasten, wie bspw. Tasten von Bedienelementen an Elektrogeräten oder in Fahrzeugen oder Tasten von Elektronikgeräten genutzt. Bei einem solchen Haptic-Test wird das zu testende Produkt in einer Halte-/Klemmvorrichtung der Haptic-Test-Messvorrichtung festgehalten: Anschliessend wird ein Messsystem, das an einem Ende eines Manipulators des Roboters als Effektor angeordnet ist in eine Prüfposition gefahren, so dass das Messsystem die Prüfung durchführen kann. Hierfür führt das Messsystem ein vorbestimmtes Prüfprotokoll an dem Prüfobjekt durch. Bei dieser Prüfung wird bspw. eine Taste an dem Prüfobjekt gedrückt und eine zugehörige Kraft-Weg-Kurve aufgezeichnet. Hierfür wird typischerweise als Messsystem ein Präzision-Pusher mit einem Längenencoder sowie einer Kraftmessdose die am Roboterkopf befestigt sind, eingesetzt.In industry, more and more robots are used for haptic measuring technology. The robots are used in this case for the testing of haptic controls and buttons, such as buttons of controls on electrical appliances or in vehicles or buttons of electronic devices. In such a haptic test, the product to be tested is held in a holding / clamping device of the haptic test measuring device: Subsequently, a measuring system, which is arranged at one end of a manipulator of the robot as an effector is moved to a test position, so that Measuring system can perform the test. For this, the measuring system carries out a predetermined test protocol on the test object. In this test, for example, a button is pressed on the test object and recorded an associated force-displacement curve. For this purpose, a precision pusher with a length encoder and a load cell mounted on the robot head is typically used as the measuring system.

Bei einer solchen Messung einer Kraft-Weg-Kurve stellen sich bedingt durch die Achsgelenke und die ggf. zu geringe Steifigkeit des Manipulators, d. h. des Roboterarms, Fehler bei einer Wegmessung ein. Hierbei wird der am Manipulator befindliche Messkopf mit dem Messsystem bei einem Kraftanstieg nicht mehr stabil in seiner Position gehalten, wodurch das Messergebnis verfälscht wird. Der Messfehler wird dabei umso grösser je höher die Prüfkraft und je kleiner die Bauart des Roboters ist. So sind bspw. bei einer maximalen Prüfkraft von 10 Newton Prüffehler im Bereich von 80 bis 150 Mikrometer aufgetreten. Dies entspricht beispielsweise bei einem erwarteten Schaltweg einer Smartphone Taste von etwa 200 Mikrometer einem Messfehler von über 50%, der in die Messung eingehen kann, wobei auch bei Tasten/Schaltern anderer Elektrogeräte und/oder Tasten/Schaltern anderer Elektronikgeräte Messfehler derselben Grössenordnung auftreten können.In such a measurement of a force-displacement curve are due to the axle joints and possibly too low rigidity of the manipulator, d. H. of the robot arm, errors in a distance measurement. Here, the measuring head located on the manipulator with the measuring system is no longer held stable in its position with an increase in force, whereby the measurement result is falsified. The higher the test load and the smaller the design of the robot, the greater the measurement error. For example, at a maximum test force of 10 Newton, test errors in the range of 80 to 150 microns have occurred. This corresponds for example to an expected switching path of a smartphone key of about 200 microns, a measurement error of over 50%, which can be included in the measurement, which also keys / switches other electrical appliances and / or buttons / switches other electronic devices measuring errors of the same magnitude can occur.

Um diese Störgrösse zu minimieren werden im Stand der Technik Roboter eingesetzt, die in ihrer Stabilität weit überdimensioniert werden. Dies hat sehr stark ansteigende Kosten für eine Prüfeinrichtung zur Folge, wobei durch die Überdimensionierung der Messfehler lediglich reduziert aber nicht eliminiert werden kann. So haben Versuche mit grösseren und steiferen Robotern ergeben, dass der Messfehler immer noch bis zu 20% beträgt.In order to minimize this disturbance, robots are used in the state of the art which are far oversized in their stability. This results in very high costs for a test device, whereby the over-dimensioning of the measuring errors can only be reduced but not eliminated. Experiments with larger and stiffer robots have shown that the measurement error is still up to 20%.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2006 006 246 A1 einen Roboter zur Durchführung eines Funktionstests von Bauteilen, insbesondere von Funktionseinheiten.For example, the DE 10 2006 006 246 A1 a robot for performing a functional test of components, in particular of functional units.

Weiterhin ist aus der DE 199 02 781 A1 ein optischer Messkopf zur zerstörungsfreien Messung der Oberflächenbeschaffenheit eines Messobjekts bekannt.Furthermore, from the DE 199 02 781 A1 an optical measuring head for non-destructive measurement of the surface condition of a DUT known.

Die DE 10 2004 053 157 A1 schlägt eine Vorrichtung zur Prüfung von Bedientasten und dergleichen vor, welche zwecks Kostensenkung auf den Einsatz von Robotern verzichtet.The DE 10 2004 053 157 A1 proposes a device for testing control buttons and the like, which dispenses with the use of robots in order to reduce costs.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haptic-Messvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der der Messfehler eliminiert oder zumindest nahezu eliminiert werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Haptic-Test-Messvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der auf einen Einsatz überdimensionierter Robotersysteme verzichtet werden kann.The object of the invention is to provide a haptic measuring device in which the measurement error can be eliminated or at least almost eliminated. It is another object of the invention to provide a haptic test measuring device, can be dispensed with in the use of oversized robot systems.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1 und dem Anspruch 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.To achieve the object, the features according to claim 1 and claim 7. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Eine erfindungsgemässe Haptic-Test-Messvorrichtung umfasst zumindest eine Haltevorrichtung zur Aufnahme eines Prüfobjekts, einen Roboter, der zumindest einen Manipulator und einen Effektor umfasst sowie eine Stabilisierungseinheit. Der Effektor des Roboters umfasst zumindest einen Messkopf mit einem Messsystem. Die Stabilisierungseinheit umfasst zumindest ein Abstützelement und eine Abstützaufnahme, wobei über die Stabilisierungseinheit der Messkopf in einer örtlich festen Lage gegenüber der Halterichtung fixierbar ist, wodurch eine vollständige „Steifigkeit” des Roboters mit dem Messkopf gegenüber dem Prüfobjekt erreicht werden kann. Dadurch entsteht bei der Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve kein Fehler in der Wegmessung, da die Stabilisierungseinheit den Fehler bei der Wegmessung, der bedingt durch die Achsgelenke und die Nichtsteifigkeit der Roboterarmelemente des Manipulators des Roboters entsteht, durch das ortsfeste Festlegen des Messkopfes gegenüber der Haltevorrichtung verhindert. Durch die Abstützaufnahme und das Abstützelement soll in der Positionierung des Roboters eine zusätzliche Stabilität hergestellt werden, damit das Messsystem und ein damit in Wortverbindung stehender Prüfkörper während der Messung nicht nachgeben können und dadurch die Messung verfälschen. Dadurch können auch sehr kleine leistungsreduzierte z. B. kollabierende Roboter zum Einsatz kommen, wobei die Kosten der Haptic-Test-Messvorrichtung hierdurch deutlich reduziert werden können.A haptic test measuring device according to the invention comprises at least one holding device for receiving a test object, a robot comprising at least one manipulator and an effector and a stabilizing unit. The effector of the robot comprises at least one measuring head with a measuring system. The stabilization unit comprises at least one support element and a support receptacle, wherein the measuring head can be fixed in a locally fixed position relative to the holding direction via the stabilization unit, whereby complete "rigidity" of the robot with the measuring head relative to the test object can be achieved. This results in the determination of the force-displacement curve no error in the path measurement, since the stabilization unit the error in the path measurement, which arises due to the Achsgelenke and non-rigidity of the robot arm of the manipulator of the robot, by the fixed setting of the measuring head relative to the Holding device prevents. By the Abstützaufnahme and the support element in the positioning of the robot additional stability should be made so that the measuring system and a standing in word connection test body can not yield during the measurement and thereby distort the measurement. As a result, even very small power-reduced z. B. collapsing robots are used, the cost of the haptic test measuring device can be significantly reduced thereby.

Der Manipulator des Roboters ist in einem Ausführungsbeispiel ein mehrgliedriger Robotergelenkarm/Mehrachsarm, der aus einer Reihe von starren Gliedern besteht, die miteinander durch Dreh- und/oder Schubgelenkte verbunden sind, wobei die Gelenke durch gesteuerte Antriebe verstellt werden können. Der Effektor des Roboters befindet sich an dem frei beweglichen Ende des Mehrachsarms und ist zumindest mit dem Messsystem bestückt. In typischen Ausführungsbeispielen umfasst der Effektor des Roboters einen Dreh-/Wechselkopf, der einerseits mit dem Messkopf mit dem Messsystem bestückt ist und andererseits bspw. mit einem Greifelement, das zum Wechseln der Prüfobjekte in der Halterichtung geeignet ist. Hierbei kann das Greifelement das Prüfobjekt aus einem Zwischenlagerungsbereich in die Haltevorrichtung einsetzen und nach der Prüfung aus dieser wieder herausnehmen und in einem weiteren Zwischenlagerungsbereich ablegen, bevor es ein neues Prüfobjekt aus dem ersten Zwischenlagerungsbereich in die Haltevorrichtung einsetzt.The manipulator of the robot in one embodiment is a multi-link robotic articulated arm / multi-axis arm consisting of a series of rigid links connected to each other by rotary and / or articulated links which can be adjusted by controlled drives. The effector of the robot is located at the freely movable end of the Mehrachsarms and is at least equipped with the measuring system. In typical embodiments, the effector of the robot comprises a rotary / exchangeable head, which is equipped on the one hand with the measuring head with the measuring system and on the other hand, for example, with a gripping element which is suitable for changing the test objects in the holding direction. In this case, the gripping element can insert the test object from an intermediate storage area in the holding device and remove it again after the test and store it in a further intermediate storage area before it uses a new test object from the first intermediate storage area in the holding device.

In einem typischen Ausführungsbeispiel umfasst der Messkopf das Abstützelement der Stabilisierungseinheit oder das Abstützelement der Stabilisierungseinheit ist an dem Messkopf angeordnet. Die Haltevorrichtung für das Prüfobjekt umfasst in einem solchen Ausführungsbeispiel typischerweise die Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit oder die Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit ist an der Haltevorrichtung angeordnet.In a typical embodiment, the measuring head comprises the support element of the stabilization unit or the support element of the stabilization unit is arranged on the measuring head. The holding device for the test object in such an exemplary embodiment typically comprises the support receptacle of the stabilization unit or the support receptacle of the stabilization unit is arranged on the holding device.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist umfasst eine Grundplatte der Haptic-Test-Messvorrichtung die Abstützaufnahme oder die Abstützaufnahme ist an der Grundplatte der Haptic-Test-Messvorrichtung angeordnet. Auch in einem solchen Ausführungsbeispiel kann dadurch der Messkopf gegenüber der Haltevorrichtung und dem Prüfobjekt ortsfest festgelegt werden.In a further exemplary embodiment, a base plate of the haptic test measuring device comprises the supporting receptacle or the supporting receptacle is arranged on the base plate of the haptic test measuring device. Even in such an exemplary embodiment, the measuring head can thereby be fixed in position relative to the holding device and the test object.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Messkopf die Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit und die Haltevorrichtung oder die Grundplatte das Abstützelement der Stabilisierungseinheit. Alternativ kann die Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit an dem Messkopf bzw. das Abstützelement an der Haltevorrichtung oder der Grundplatte angeordnet sein.In a further exemplary embodiment, the measuring head comprises the support receptacle of the stabilization unit and the holding device or the base plate the support element of the stabilization unit. Alternatively, the support receptacle of the stabilization unit can be arranged on the measuring head or the support element on the holding device or the base plate.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Abstützelement einen Magneten, bei dem es sich bspw. um einen Elektromagneten handeln kann, der durch eine Bestromung aktivierbar ist. In einem solchen Ausführungsbeispiel umfasst die Abstützaufnahme ein magnetisches Element, bspw. in Form eines ferromagnetischen Sockels oder eines ferromagnetischen Sockelelementes.In one embodiment, the support element comprises a magnet, which may, for example, be an electromagnet that can be activated by a current supply. In such an embodiment, the support receptacle comprises a magnetic element, for example in the form of a ferromagnetic base or a ferromagnetic base element.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Abstützaufnahme eine Aufnahme zur formschlüssigen Aufnahme und Zentrierung eines für den Formschluss ausgebildeten Endelementes des Abstützelementes. Dabei ist es auch möglich, dass das Endelement einen Magneten, wie bspw. einen Elektromagneten umfasst, und die Aufnahme in der Abstützaufnahme ein magnetisches Element umfasst, so dass neben einer formschlüssigen Verbindung und Zentrierung des Messsystems gegenüber dem Prüfobjekt in der Haltevorrichtung zusätzlich noch eine kraftschlüssige Verbindung erzeugt werden kann. Eine zusätzliche formschlüssige Aufnahme und Zentrierung des Abstützelementes in der Abstützaufnahme kann zusätzlich dazu genutzt werden, dass ein Prüfkörper des Messsystems gegenüber dem Prüfobjekt in der Haltevorrichtung genauer ausgerichtet werden kann. In a further exemplary embodiment, the support receptacle comprises a receptacle for the positive reception and centering of an end element of the support element designed for positive engagement. It is also possible that the end element comprises a magnet, such as. An electromagnet, and the inclusion in the Abstützaufnahme comprises a magnetic element, so that in addition to a positive connection and centering of the measuring system relative to the test object in the holding device additionally a frictional Connection can be generated. An additional form-fitting reception and centering of the support element in the support receptacle can additionally be used so that a test body of the measurement system can be aligned more accurately with respect to the test object in the holding device.

Bei der formschlüssigen Verbindung zwischen Abstützaufnahme und Abstützelement können weiterhin bspw. ein verdrehbares Endelement am Abstützelement zum Einsatz kommen, so dass bspw. durch ein Hintergreifen eines herausstehenden Abschnittes am Endelement in einer dazu korrespondierenden Ausnehmung der Abstützaufnahme eine bajonettartige Verriegelung erreicht werden kann, durch die die Stabilisierung des Messkopfes gegenüber dem Prüfobjekt ebenfalls nochmals verbessert werden kann. Auch der Einsatz eines zu der Aufnahme korrespondierenden Endelements ohne ein Hintergreifen eines Elements ist möglich, dabei wird durch den Roboterarm vorzugsweise das Abstützelement in die Aufnahme der Abstützaufnahme gedrückt, wobei die Kraft mit der das Abstützelement in die Aufnahme der Abstützaufnahme durch den Manipulator des Roboters gedrückt wird, grösser der Kraft ist, die durch das Messsystem auf das Prüfobjekt ausgeübt wird. Dadurch kann ebenfalls eine Verfälschung der Wegmessung eliminiert oder zumindest nahezu eliminiert werden.In the positive connection between Abstützaufnahme and support element can continue to be used, for example, a rotatable end member on the support element, so that, for example. By engaging behind a protruding portion on the end element in a corresponding recess of the support seat a bayonet-type locking can be achieved by the Stabilization of the measuring head relative to the test object can also be improved again. The use of an end element corresponding to the receptacle without an element engaging behind is also possible, the support element being pressed into the receptacle of the support receptacle by the robotic arm, the force with which the support element is pressed into the receptacle of the support receptacle by the manipulator of the robot is greater than the force exerted by the measuring system on the test object. As a result, a falsification of the distance measurement can also be eliminated or at least virtually eliminated.

In weiteren Ausführungsbeispielen umfasst das Abstützelement ein verstellbares Stabelement, so dass ein Abstand zwischen dem Messkopf und der Haltevorrichtung abhängig von einem genutzten Messsystem durch das verstellbare Stabelement eingestellt werden kann. Hierfür ist das Stabelement des Abstützelementes bspw. verschiebbar in einer durch Befestigungselemente feststellbaren Einheit gelagert.In further embodiments, the support element comprises an adjustable rod element, so that a distance between the measuring head and the holding device can be adjusted by the adjustable rod element depending on a used measuring system. For this purpose, the rod element of the support element, for example. Slidably mounted in a lockable by fasteners unit.

In einem weitern Ausführungsbeispiel ist das Abstützelement teilweise flexibel ausgebildet, bspw. in Form eines Schwanenhalses oder eines beweglichen Rüssels, der zumindest für den Zeitraum der Messung temporär versteifbar ist. Dadurch kann bspw. der Messkopf mit demselben Messsystem und demselben Abstützelement für verschiedene zur prüfende Prüfobjekte in der Haltevorrichtung genutzt werden, da über das flexible, vorzugsweise über eine Steuerungseinheit steuerbare Element des Abstützelementes abhängig von der Grösse des Prüfobjekts jeweils ein anderer Punkt an der Abstützaufnahme angefahren werden kann und anschliessend das flexible Element für die Messung temporär versteift wird. Dabei kann sowohl das Gesamte Abstützelement als flexibles Element ausgebildet sein als auch nur ein Teilbereich des flexiblen Elements. Die Fixierung/Kontaktierung des Abstützelementes an der Abstützaufnahme erfolgt dabei wie es bereits oben beschrieben wurde durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung.In a further embodiment, the support element is partially flexible, for example. In the form of a gooseneck or a movable trunk, which is temporarily stiffened at least for the period of measurement. As a result, for example, the measuring head with the same measuring system and the same support element can be used for different test objects to be tested in the holding device, since a different point on the support receptacle is approached via the flexible element of the support element, which is preferably controllable via a control unit, depending on the size of the test object can be and then the flexible element for the measurement is temporarily stiffened. In this case, both the entire support element may be formed as a flexible element and only a portion of the flexible element. The fixation / contacting of the support element on the Abstützaufnahme takes place as already described above by a non-positive and / or positive connection.

Vorzugsweise wird das flexible Element durch eine Bestromung versteift. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der flexible Teil des Abstützelementes, der durch die Flexibilität verstellbar ist, bspw. auch durch hydraulische und/oder pneumatische Elemente versteift werden. Bei dem flexiblen Element der Abstützaufnahme kann es sich bspw. um ein in mehrere Richtungen frei bewegbares Element in Form eines Schwanenhalses/Flexarms handeln, der nach Erreichen der gewünschten Position bspw. durch Elektromagnetismus temporär für die haptische Messung versteift werden kann.Preferably, the flexible element is stiffened by a current supply. In further embodiments, the flexible part of the support element, which is adjustable by the flexibility, for example. Be stiffened by hydraulic and / or pneumatic elements. The flexible element of the supporting receptacle can be, for example, a freely movable element in the form of a gooseneck / flexarm, which, after reaching the desired position, can for example be temporarily stiffened by electromagnetism for the haptic measurement.

In einem typischen Ausführungsbeispiel kommt als Messsystem ein Pusher-System zur Ermittlung einer Kraft-Weg-Kurve zum Einsatz, das zumindest ein Vorschubelement, eine Wegmesseinrichtung, eine Kraftmesseinrichtung und einen Prüfkörper umfasst. Bei dem Vorschubelement handelt es sich bspw. um eine aus- und einfahrbare Spindel deren Fahrweg über einen Längenencoder, der die Wegmesseinrichtung darstellt, ermittelt wird. Als Kraftmesseinrichtung kommt typischerweise eine Kraftmessdose oder Kraftmesszelle wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, zum Einsatz. Bei dem Prüfkörper kann es sich bspw. um ein Tastelement zum Betätigen der Taste des Prüfobjekts handeln, wobei dieses mit der Kraftmessdose/Kraftmesszelle in Wirkverbindung steht.In a typical embodiment, the measuring system used is a pusher system for determining a force-displacement curve, which comprises at least one feed element, a displacement measuring device, a force measuring device and a test specimen. The feed element is, for example, an extendable and retractable spindle whose travel path is determined by means of a length encoder which represents the displacement measuring device. As a force measuring device is typically a load cell or load cell as known from the prior art, are used. The test specimen may, for example, be a probe element for actuating the key of the test object, this being in operative connection with the load cell / load cell.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist neben der Vorrichtung auch ein Verfahren zur Ermittlung einer Kraft-Weg-Kurve bei einer Haptic-Test-Messung mit einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung. Ein solches Verfahren umfasst dabei zumindest die folgenden Schritte:

– Einsetzen eines Prüfobjekts in der Haltevorrichtung,
– Heranfahren des Messkopfes mit dem Messsystem an das Prüfobjekt,
– Kontaktierung des Abstützelementes mit der Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit,
– Ortsfeste Fixierung des Messkopfes gegenüber der Haltevorrichtung mit dem Prüfobjekt durch die Stabilisierungseinheit,
– Durchführung der Messung und Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve über das Messsystem,
– Lösen der Kontaktierung von Abstützelement und Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit,
– Entfernen des Prüfobjekts aus der Haltevorrichtung.

In addition to the device, another aspect of the invention is a method for determining a force-displacement curve in a haptic test measurement with a haptic test measuring device according to the invention. Such a method comprises at least the following steps:

Inserting a test object in the holding device,
- moving the measuring head with the measuring system to the test object,
Contacting the support element with the support receptacle of the stabilization unit,
- Stationary fixation of the measuring head relative to the holding device with the test object by the stabilization unit,
- carrying out the measurement and determination of the force-displacement curve via the measuring system,
Releasing the contacting of the supporting element and supporting receptacle of the stabilizing unit,
- Remove the test object from the holding device.

In einem typischen Ausführungsbeispiel beinhaltet die Kontaktierung des Abstützelementes mit der Abstützaufnahme einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss der vorzugsweise elektromagnetisch ist.In a typical embodiment, the contacting of the support element with the support seat includes a positive connection and / or a frictional connection which is preferably electromagnetic.

Figurenbeschreibungfigure description

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in:

1 eine schematische Darstellung einer Haptic-Test-Messvorrichtung, die den Stand der Technik wiederspiegelt; 1 a schematic representation of a haptic test measuring device, which reflects the prior art;

2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung; 2 a schematic representation of a first embodiment of an inventive haptic test measuring device;

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung; 3 a schematic representation of another embodiment of the inventive haptic test measuring device;

4 eine schematische Darstellung eines Messsystems einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung; 4 a schematic representation of a measuring system of an inventive haptic test measuring device;

5 eine von einem Messsystem aufgezeichnete Kraft-Weg-Messkurve; 5 a force-displacement curve recorded by a measuring system;

6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung; und 6 a schematic representation of another embodiment of the inventive haptic test measuring device; and

7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung mit einem flexiblen Element umfassenden Abstützelement. 7 a schematic representation of another embodiment of the inventive haptic test measuring device with a flexible element comprehensive support element.

Ausführungsbeispielembodiment

In 1 ist eine Haptic-Test-Messvorrichtung 1, die dem Stand der Technik entspricht, dargestellt. Die Haptic-Test-Messvorrichtung 1 umfasst in dem dargestellten Beispiel einen Roboter 2 und eine Haltevorrichtung 4 die auf einer Grundplatte 10 angeordnet sind. Der Roboter 2 zweist einen Mehrachsarm 3 auf, der dem Manipulator des Roboters entspricht. An einem freien Ende des Mehrachsarms 3 des Roboters 2 ist als Effektor ein Messkopf 5 angeordnet, der ein Messsystem 6 umfasst. Durch das Messsystem 6 kann eine Kraft-Weg-Kurve aufgezeichnet werden, die bei einer Betätigung einer Taste 11 eines Prüfobjektes 7 durch das Messsystem 6 entsteht.In 1 is a haptic test measuring device 1 , which corresponds to the prior art represented. The haptic test measuring device 1 includes in the example shown a robot 2 and a holding device 4 the on a base plate 10 are arranged. The robot 2 two has a multi-axis arm 3 on, which corresponds to the manipulator of the robot. At a free end of the multi-axle arm 3 of the robot 2 is a measuring head as effector 5 arranged, which is a measuring system 6 includes. Through the measuring system 6 For example, a force-displacement curve can be recorded when a button is pressed 11 a test object 7 through the measuring system 6 arises.

Hierfür wird das Prüfobjekt 7 in einer Prüfobjektaufnahme 23 der Haltevorrichtung 4 eingesetzt. Bei der Messung fährt ein Vorschubelement 16, das weiterhin eine Wegmesseinrichtung 17 umfasst einen Prüfkörper 15 der in Wirkverbindung mit einer Kraftmesseinrichtung 14 steht in Richtung der dargestellten Bewegung 12 an die Taste 11 des Prüfobjekts 7, um die Kraft-Weg-Kurve bei Betätigung der Taste 11 zu ermitteln. Hierbei wird der Prüfkörper 15 bspw. bei konstanter Geschwindigkeit bis zum Erreichen einer Sollprüfkraft/Maximalkraft F_max zur Taste hin in Richtung der Bewegung 12 verfahren. Bedingt durch die Achsgelenke des Mehrachsarms 3 des Roboters 2 sowie die Nichtsteifigkeit des Mehrachsarms 3 stellt sich bei dieser Haptic-Test-Messung ein Fehler bei der Wegmessung ein, da der am Mehrachsarm 3 befindliche Messkopf 6 beim Kraftanstieg nicht stabil in seiner Position gehalten wird und der Messkopf in Richtung der dargestellten Messkopfbewegung 13 verschoben wird. Dadurch wird das Messergebnis, das mit dem Messsystem 6 ermittelt wird, verfälscht. Der Messfehler ist dabei umso grösser je höher die Sollprüfkraft F_max und je kleiner die Bauart des Roboters 2 sowie dessen Mehrachsarm 3 ist.This is the test object 7 in a test object recording 23 the holding device 4 used. During measurement, a feed element moves 16 , which continues to be a path measuring device 17 includes a specimen 15 the in operative connection with a force measuring device 14 stands in the direction of the movement shown 12 to the button 11 of the test object 7 to the force-displacement curve when pressing the button 11 to investigate. This is the test specimen 15 For example, at a constant speed until reaching a desired test force / maximum force F _max towards the button in the direction of movement 12 method. Due to the axle joints of the multi-axis arm 3 of the robot 2 and the non-rigidity of the multi-axis arm 3 In this haptic test measurement, there is an error in the distance measurement, because of the multi-axis arm 3 located measuring head 6 is not held stable in its position during the increase in force and the measuring head in the direction of the illustrated measuring head movement 13 is moved. This will produce the measurement result that comes with the measurement system 6 is determined, falsified. The measurement error is greater the higher the desired test force F _max and the smaller the design of the robot 2 as well as its multi-axis arm 3 is.

In 2 ist eine erfindungsgemässe Haptic-Test-Messvorrichtung 1 dargestellt, die weitestgehend der Haptic-Test-Messvorrichtung der 1 entspricht. Im Gegensatz zu der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 von 1 weist die Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 2 jedoch weiterhin eine Stabilisierungseinheit auf, die eine Abstützaufnahme 8 und ein Abstützelement 9 umfasst. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Abstützelement 9 um einen Magneten 18, der über ein Stabelement 20 über Befestigungselemente 21 an dem Messkopf 5 befestigt ist. Die Abstützaufnahme 8 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein magnetisches Element 19, bspw. ein ferromagnetisches Sockelelement 19. Durch ein Anbringen des Magneten 18 an dem magnetischen Element 19, wobei es sich bei dem Magneten 18 bspw. um einen Elektromagneten 18 handelt, der durch Bestromung aktiviert werden kann und durch eine Unterbrechung des Stromkreis wieder deaktiviert werden kann, wird erreicht, dass der Messkopf 5 durch die Stabilisierungseinheit bestehend aus Abstützaufnahme 8 und Abstützelement 9 in einer ortsfesten Position gegenüber dem Prüfobjekt 7 und der Haltevorrichtung 4 positioniert und fixiert wird. Dadurch wird insbesondere ein nicht veränderlicher Abstand zwischen dem Messkopf 5 und der Taste 11 des Prüfobjekts 7 erreicht, wodurch bei der Ermittlung einer Kraft-Weg-Messkurve eine Messkopfbewegung entgegen der Richtung der Prüfbewegung 12 verhindert werden kann. Dadurch kann durch einfache Mittel eine hochgenaue Haptic-Testmessung erreicht werden. In 2 is a haptic test measuring device according to the invention 1 shown largely the haptic test measuring device of 1 equivalent. Unlike the haptic test measuring device 1 from 1 has the haptic test measuring device 1 of the 2 but still a stabilization unit, which is a Abstützaufnahme 8th and a support element 9 includes. In the illustrated embodiment, it is in the support element 9 around a magnet 18 , which has a rod element 20 about fasteners 21 on the measuring head 5 is attached. The support receptacle 8th is a magnetic element in the illustrated embodiment 19 , eg a ferromagnetic base element 19 , By attaching the magnet 18 on the magnetic element 19 where it is the magnet 18 for example, an electromagnet 18 act, which can be activated by energization and can be deactivated by interrupting the circuit, it is achieved that the measuring head 5 through the stabilizing unit consisting of support seat 8th and support element 9 in a fixed position relative to the test object 7 and the holding device 4 is positioned and fixed. As a result, in particular a non-variable distance between the measuring head 5 and the button 11 of the test object 7 achieved, whereby the determination of a force-displacement curve, a measuring head movement against the direction of the test movement 12 can be prevented. As a result, a highly accurate haptic test measurement can be achieved by simple means.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung 1 dargestellt. Die Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 3 unterscheidet sich zu der Haptic-Test-Messvorrichtung der 2 dadurch, dass an dem freien Ende des Mehrachsarms 3 des Roboters 2 als Effektor neben dem Messkopf 5 ein Greifelement 26 angeordnet ist, durch das Prüfobjekte 7 aus einem Zwischenlagerungsbereich in die Prüfobjektaufnahme der Haltevorrichtung 4 befördert werden können und von dieser nach Durchführung einer Haptic-Test-Messung wieder in einem weiteren Zwischenlagerungsbereich befördert werden können.In 3 is another embodiment of an inventive haptic test measuring device 1 shown. The haptic test measuring device 1 of the 3 differs from the haptic test measuring device of 2 in that at the free end of the multi-axis arm 3 of the robot 2 as an effector next to the measuring head 5 a gripping element 26 is arranged through the test objects 7 from an intermediate storage area in the Prüfobjektaufnahme the holding device 4 can be transported back to another intermediate storage area after carrying out a haptic test measurement.

Weiterhin unterscheidet sich die Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 3 dadurch, dass die Haltevorrichtung 4 neben einer Abstützaufnahme 8 in Form eines magnetischen Elementes 19 eine weitere Abstützaufnahme 8 in Form einer Aufnahme 25, die zu einem Endelement 24 des Abstützelementes 9 korrespondierend ausgeformt ist, aufweist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Haltevorrichtung 4 mehrere verschiedene Abstützaufnahmen 8 aufweisen, durch die entweder eine formschlüssige oder eine kraftschlüssige oder eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Abstützelement 9 und der Abstützaufnahme 8 der Stabilisierungseinrichtung erreicht werden kann. Für eine kraft- und formschlüssige Verbindung kann die Aufnahme 25 bspw. in ein magnetisches Element 19 eingebracht werden oder in diesem angeordnet sein.Furthermore, the haptic test measuring device differs 1 of the 3 in that the holding device 4 next to a support receptacle 8th in the form of a magnetic element 19 another support seat 8th in the form of a recording 25 leading to an end element 24 of the support element 9 is formed correspondingly. In further embodiments, the holding device 4 several different support mounts 8th have, by either a positive or a positive or a positive and positive connection between the support element 9 and the Abstützaufnahme 8th the stabilization device can be achieved. For a positive and positive connection, the recording 25 For example, in a magnetic element 19 be introduced or arranged in this.

Zudem unterscheidet sich die Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 3 von der Haptic-Test-Messvorrichtung der 2 dadurch, dass in diesem Fall keine horizontale Bewegung durch das Vorschubelement 16 des Messsystems 6 erreicht wird, sondern eine vertikale Bewegung 12 und folglich eine Verschiebung des Messkopfes in vertikaler Richtung verhindert wird. In weiteren Ausführungsbeispielen ist jede Richtung der Prüfbewegung 12 ausserhalb der horizontalen oder vertikalen möglich, wobei die Prüfbewegung 12 stets hin zu einem Prüfobjekt 7 stattfindet und der Messkopf 5 mit dem Messsystem 6 dabei stets durch die Stabilisierungseinheit bestehend aus der Abstützaufnahme 8 und dem Abstützelement 9 in einer ortsfesten Position zu dem Prüfobjekt 7 gehalten wird.In addition, the haptic test measuring device differs 1 of the 3 from the haptic test measuring device of 2 in that in this case no horizontal movement by the advancing element 16 of the measuring system 6 is achieved, but a vertical movement 12 and consequently a displacement of the measuring head in the vertical direction is prevented. In other embodiments, each direction is the test movement 12 outside the horizontal or vertical possible, with the test movement 12 always to a test object 7 takes place and the measuring head 5 with the measuring system 6 always by the stabilizing unit consisting of the Abstützaufnahme 8th and the support element 9 in a fixed position to the test object 7 is held.

In 4 ist ein typisches Messsystem 6 dargestellt, dass zu Ermittlung einer Kraft-Weg-Messkurve wie sie beispielhaft in 5 dargestellt ist, genutzt wird. Das Messsystem 6 umfasst neben dem Vorschubelement 16 bei dem es sich bspw. um eine Präzisionsspindel handeln kann, eine Wegmesseinrichtung 17, bei der es sich bspw. um einen Längenencoder handeln kann, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Weiterhin umfasst dass Messsystem 6 einen Prüfkörper 15 der in Wirkverbindung mit einer Kraftmesseinrichtung 14 steht, mit dem in einem typischen Haptic-Test bspw. die Taste des Prüfobjekts 7 betätigt wird.In 4 is a typical measuring system 6 shown that to identify a force-displacement curve as exemplified in 5 is shown is used. The measuring system 6 includes next to the feed element 16 which may, for example, be a precision spindle, a displacement measuring device 17 which may, for example, be a length encoder, as is known from the prior art. Furthermore, that includes measuring system 6 a test piece 15 the in operative connection with a force measuring device 14 stands, with that in a typical haptic test, for example, the key of the test object 7 is pressed.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung 1 dargestellt. Diese entspricht weitestgehend der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 3 mit einer Haltevorrichtung 4 wie sie in 2 dargestellt ist, weshalb nur die unterscheidenden Merkmale näher erläutert werden.In 6 is another embodiment of an inventive haptic test measuring device 1 shown. This largely corresponds to the haptic test measuring device 1 of the 3 with a holding device 4 as they are in 2 is shown, which is why only the distinguishing features are explained in more detail.

Das Abstützelement 9 besteht bei der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 aus dem Stabelement 20 und einem Elektromagneten 18. Im Unterschied zu der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 3 umfasst hier die Grundplatte 10 die Abstützaufnahme 8 der Stabilisierungseinheit. Durch die Kontaktierung des Elektromagneten 18 mit einem magnetischen Element 19 kann hier ebenfalls der Messkopf 5 mit dem Messsystem 6 gegenüber dem Prüfobjekt 7 in der Haltevorrichtung 4 fixiert werden und dadurch ein Verschieben des Messkopfes 5 mit dem Messsystem 6 entgegen der Prüfrichtung 12 verhindert und somit ein Messfehler bei der Wegmessung vermieden werden.The support element 9 exists with the haptic test measuring device 1 from the bar element 20 and an electromagnet 18 , In contrast to the haptic test measuring device 1 of the 3 here includes the base plate 10 the support seat 8th the stabilization unit. By contacting the electromagnet 18 with a magnetic element 19 can also be the measuring head here 5 with the measuring system 6 opposite the test object 7 in the holding device 4 be fixed and thereby moving the measuring head 5 with the measuring system 6 against the test direction 12 prevented and thus a measurement error in the path measurement can be avoided.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung 1 dargestellt. Diese entspricht weitestgehend der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 der 6. Hier wird jedoch anstelle einer Stabilisierungseinheit mit einem festen Abstützelement in Form eines Stabelements 20 ein flexibles Element 26 eingesetzt, welches sich bspw. durch Bestromung versteifen lassen kann und somit den Messaufbau entsprechend stabilisiert, sodass keine Verschiebung des Messkopfes 6 entgegen der Prüfrichtung 12 oder allenfalls eine sehr geringe Verschiebung des Messkopfes 6 entgegen der Prüfrichtung 12 stattfindet. Sollte eine sehr geringe Verschiebung geduldet werden, ist darauf zu achten, dass der dadurch entstehende Messfehler so klein ausfällt, sodass die Messung dennoch einen ausreichenden Rückschluss auf die Haptic des zu vermessenden Tasters 11 zulässt. In 7 is another embodiment of an inventive haptic test measuring device 1 shown. This largely corresponds to the haptic test measuring device 1 of the 6 , Here, however, instead of a stabilization unit with a solid support element in the form of a rod element 20 a flexible element 26 used, which can be stiffened for example by energization and thus stabilized the measurement structure accordingly, so that no displacement of the measuring head 6 against the test direction 12 or at most a very small displacement of the measuring head 6 against the test direction 12 takes place. If a very small shift is tolerated, it must be ensured that the resulting measurement error is so small that the measurement still provides sufficient information about the haptic of the probe to be measured 11 allows.

In dem Ausführungsbeispiel der Haptic-Test-Messvorrichtung der 7 ist das flexible Element 26 als beweglicher „Rüssel” ausgeführt und dadurch in verschiedene Positionen und Winkel verfahrbar. Dadurch kann eine höhere Flexibilität zum Abstützen und Fixieren des Messkopfes 6 mit dem Messsystem 5 gegenüber dem Prüfobjekt 7 erreicht werden.In the embodiment of the haptic test measuring device of 7 is the flexible element 26 designed as a movable "trunk" and thereby movable in different positions and angles. This allows greater flexibility for supporting and fixing the measuring head 6 with the measuring system 5 opposite the test object 7 be achieved.

Die Möglichkeiten der Flexibilität des Abstützelements 9 der Stabilisierungseinheit der erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung 1 werden in 7 durch die mögliche Kontaktierung des Magneten 18 an dem magnetischen Element 19 der Abstützaufnahme 8 der Grundplatte 10 durch die durchgezogenen Linien und durch die mögliche Kontaktierung des Magneten 18 an dem magnetischen Element 19 der Abstützaufnahme 8 der Haltevorrichtung 4 durch die gestrichelten Linien dargestellt.The possibilities of flexibility of the support element 9 the stabilization unit of the inventive haptic test measuring device 1 be in 7 by the possible contacting of the magnet 18 on the magnetic element 19 the support seat 8th the base plate 10 through the solid lines and the possible contacting of the magnet 18 on the magnetic element 19 the support seat 8th the holding device 4 represented by the dashed lines.

Anhand der 2, 4 und 5 wird im Folgenden das Verfahren zur Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve bei der Haptic-Messung mit der erfindungsgemässen Haptic-Test-Messvorrichtung 1 dargestellt.Based on 2 . 4 and 5 In the following, the method for determining the force-displacement curve in the haptic measurement with the inventive haptic test measuring device 1 shown.

Zunächst wird das Prüfobjekt 7 in die Prüfobjektaufnahme 23 der Haltevorrichtung 4 der Haptic-Test-Messvorrichtung 1 eingesetzt. Anschliessend wird der Messkopf 5 durch den Mehrachsarm des Roboters so an das Prüfobjekt 7 herangefahren, dass über das Messsystem 6 eine Haptic-Test-Messung durchgeführt werden kann. Bevor die Messung durchgeführt wird findet eine Kontaktierung des Abstützelementes 9 der Stabilisierungseinheit mit der Abstützaufnahme 8 der Stabilisierungseinheit statt. Bei dem in 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel findet die Kontaktierung durch eine kraftschlüssige Verbindung des Abstützelementes mit der Abstützaufnahme 8 statt, in dem der Elektromagnet 18 durch Bestromung aktiviert wird und kraftschlüssig mit dem ferromagnetischen Element 19 verbunden wird. Durch die ortsfeste Fixierung des Messkopfes gegenüber der Haltevorrichtung mit dem Prüfobjekt durch die Stabilisierungseinheit kann anschliessend die Messung und Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve über das Messsystem 6 durchgeführt werden. Die Ansteuerung und Energieversorgung des Messsystems 6 erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über das Anschlusselement 22.First, the test object 7 into the test object holder 23 the holding device 4 the haptic test measuring device 1 used. Subsequently, the measuring head 5 through the multi-axis arm of the robot so to the test object 7 moved up that over the measuring system 6 a haptic test measurement can be performed. Before the measurement is carried out a contacting of the support element 9 the stabilization unit with the Abstützaufnahme 8th the stabilization unit instead. At the in 2 Pictured embodiment, the contact by a non-positive connection of the support element with the Abstützaufnahme 8th instead, in which the electromagnet 18 activated by energization and frictionally with the ferromagnetic element 19 is connected. By stationary fixation of the measuring head relative to the holding device with the test object by the stabilization unit can then be the measurement and determination of the force-displacement curve on the measuring system 6 be performed. The control and power supply of the measuring system 6 takes place in the illustrated embodiment via the connection element 22 ,

Zur Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve wird zunächst der Prüfkörper 15 durch das Vorschubelement 6 bis zu der Taste 11 des Prüfobjekts 7 herangefahren. Dies ist in 5 durch den Startweg S_Start dargestellt. Anschliessend wird mit konstanter Geschwindigkeit der Prüfkörper 15 weiter in Richtung der Prüfbewegung 12 zum Eindrücken der Taste 11 bewegt. Die Kraft steigt über den Weg dabei bis zu einem Wendepunkt, der bei einer Bedienkraft/Operating Force F_O erreicht wird an, bevor die Kraft zunächst durch das weitere Durchdrücken der Taste 11 mit geringerem Widerstand zunächst bis zum Ende des Schaltwegs S_Schalt abfällt. Am Ende des Schaltweges S_Schalt schaltet die Taste 11 durch bzw. gibt die Taste 11 einen Schaltimpuls an das zugehörige System ab. Im Bereich des zweiten Kraftwendepunktes, der der Schaltkraft/Button Force F_B der Taste 11 entspricht befindet sich somit der Schaltpunkt SP. Anschliessend wird die Kraftwegmessung noch solange durchgeführt, bis von der Kraftmesseinrichtung 14, bei der es sich insbesondere um eine Kraftmessdose oder Kraftmesszelle handeln kann, die Sollprüfkraft/Maximalkraft F_max erreicht ist. Ein solcher Verlauf der Kraft-Weg-Kurve entsteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Taste 11 ein intern vorgespanntes Element, bspw. ein Federblech, aufweist, damit ein Nutzer beim Drücken im Bereich des ersten Kraft-Wendepunktes der Bedienkraft F_O einen Click-Impuls wahrnimmt bzw. sich für den Nutzer dadurch ein angenehmes Schaltgefühl einstellt bevor der Schalter nach weiterem Durchdrücken, sobald das vorgespannte Element durchgedrückt ist, bei der Schaltkraft F_B einen Schaltimpuls auslöst.To determine the force-displacement curve, first the test specimen 15 through the feed element 6 up to the button 11 of the test object 7 moved up. This is in 5 represented by the start S _Start . Subsequently, the specimen is at a constant speed 15 continue in the direction of the test movement 12 to press the button 11 emotional. The force increases over the way thereby up to a turning point, which is reached with an operating force / operating force F _O , before the force first by the further pressing of the key 11 with a lower resistance first until the end of the switching path S _switching drops. At the end of the switching path S _switching the button switches 11 through or gives the key 11 a switching pulse to the associated system. In the area of the second power turn-around point, the switching force / button Force F _{B of} the button 11 corresponds to the switching point SP. Subsequently, the Kraftwegmessung is still carried out until by the force measuring device 14 , which may be in particular a load cell or load cell, the target test force / maximum force F _{max is} reached. Such a course of the force-displacement curve arises in the illustrated embodiment in that the key 11 an internally biased element, for example a spring plate, has, so that a user perceives a click impulse when pressing in the region of the first force-inflection point of the operator F _O or for the user thereby sets a pleasant shift feeling before the switch after further pressing as soon as the prestressed element is pushed, triggers a switching pulse at the switching force F _B.

Nach der Durchführung der Messung und der Ermittlung der Kraft-Weg-Kurve über das Messsystem 6 wird die Kontaktierung zwischen dem Abstützelement und der Abstützaufnahme der Stabilisierungseinheit wieder gelöst. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt dies durch eine Stromlosschaltung des Elektromagneten 18. Anschliessend kann das Prüfobjekt 7 aus der Haltevorrichtung 4 entfernt werden. Anschliessend kann das zuvor beschriebene Verfahren zur Ermittlung einer Kraft-Weg-Kurve bei der Haptic-Test-Messung erneut von Beginn durchlaufen werden. Neben der Kontaktierung des Abstützelementes mit der Abstützaufnahme durch einen Kraftschluss kann weiterhin die Kontaktierung durch einen Formschluss und/oder einen Kraftformschluss erfolgen.After carrying out the measurement and determining the force-displacement curve via the measuring system 6 the contact between the support element and the support seat of the stabilization unit is released again. In the illustrated embodiment of the 2 this is done by a power-off circuit of the electromagnet 18 , Subsequently, the test object 7 from the holding device 4 be removed. Subsequently, the previously described method for determining a force-displacement curve in the haptic test measurement can be run through again from the beginning. In addition to contacting the support element with the Abstützaufnahme by a traction can continue to make contact by a positive connection and / or a positive force fit.

Obwohl nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist es offensichtlich, dass der Fachmann zahlreiche Modifikationen hinzufügen kann, ohne Wesen und Umfang der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste 1 Haptic-Test-Messvorrichtung 2 Roboter 3 Mehrachsarm 4 Haltevorrichtung 5 Messkopf 6 Messsystem 7 Prüfobjekt 8 Abstützaufnahme 9 Abstützelement 10 Grundplatte 11 Taste 12 Prüfbewegung 13 Messkopfbewegung 14 Kraftmesseinrichtung 15 Prüfkörper 16 Vorschubelement 17 Wegmesseinrichtung 18 Magnet 19 magnetisches Element 20 Stabelement 21 Befestigungsmittel 22 Anschlusselement 23 Prüfobjektaufnahme 24 Endelement 25 Aufnahme 26 Greifelement 27 flexibles Element SP Schaltpunkt S_Schalt Schaltweg S_Start Startweg F_O Bedienkraft/Operating Force F_max Maximalkraft/Sollprüfkraft F_B Schaltkraft/Button Force Although only preferred embodiments of the invention have been described and illustrated, it is apparent that one skilled in the art can add numerous modifications without departing from the spirit and scope of the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Haptic test measuring device 2 robot 3 Mehrachsarm 4 holder 5 probe 6 measuring system 7 UUT 8th Abstützaufnahme 9 supporting 10 baseplate 11 button 12 test movement 13 Measuring head movement 14 Force measuring device 15 specimen 16 feed element 17 displacement measuring system 18 magnet 19 magnetic element 20 rod element 21 fastener 22 connecting element 23 Prüfobjektaufnahme 24 end element 25 admission 26 gripping element 27 flexible element SP switching point S _switching Contact travel S _start Startweg F _O Operating Force / Operating Force F _max Maximum power / Sollprüfkraft F _B Switching Force / Button Force

Claims

Haptic test measuring device ( 1 ) at least comprising: a holding device ( 4 ) for receiving a test object ( 7 ), and a robot ( 2 ) with a manipulator ( 3 ) and an effector, wherein the effector at least one measuring head ( 5 ) with a measuring system ( 6 ), characterized by a stabilization unit, wherein the stabilization unit comprises a support element ( 9 ) and a Abstützaufnahme ( 8th ), wherein the measuring head ( 5 ) the supporting element ( 9 ) or the supporting element ( 9 ) on the measuring head ( 5 ) is arranged, wherein the stabilization unit of the measuring head ( 5 ) in a locally fixed position relative to the holding device ( 4 ) is fixable, wherein the support element ( 9 ) an electromagnet ( 18 ) and wherein the support seat ( 8th ) a ferromagnetic base ( 19 ) or a ferromagnetic base element ( 19 ).

Haptic test measuring device according to claim 1, characterized in that the holding device ( 4 ) or a base plate ( 10 ) the Abstützaufnahme ( 8th ) or the Abstützaufnahme ( 8th ) on the holding device ( 4 ) or the base plate ( 10 ) is arranged.

Haptic test measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the support seat ( 8th ) a recording ( 25 ) for the positive reception and centering of a form-fitting end element ( 24 ) of the supporting element ( 9 ).

Haptic test measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting element ( 9 ) an adjustable rod element ( 20 ).

Haptic test measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting element ( 9 ) is at least partially temporarily stiffened.

Haptic test measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring system ( 6 ) for determining a force-displacement curve a feed element ( 16 ), a displacement measuring device ( 17 ), a force measuring device ( 14 ) and a test specimen ( 15 ).

Method for determining a force-displacement curve in a haptic test measurement with a haptic test measuring device according to one of Claims 1 to 6, characterized by the following steps: Inserting a test object in the holding device, - moving the measuring head with the measuring system to the test object, - Contacting the support element with the Abstützaufnahme the stabilization unit - Stationary fixation of the measuring head relative to the holding device with the test object by the stabilization unit, - carrying out the measurement and determination of the force-displacement curve via the measuring system, Releasing the contacting of the supporting element and supporting receptacle of the stabilizing unit, - Remove the test object from the holding device.

Method for determining a force-displacement curve in a haptic test measurement according to claim 7, characterized in that the contacting of the support element with the Abstützaufnahme includes a positive connection and / or an electromagnetic traction.