在制造过程工艺步骤中测量测量变量的方法和测量链

技术领域

本发明涉及一种根据第一独立权利要求的前序部分所述的、用于在制造过程的工艺步骤中测量测量变量的方法。本发明还涉及一种用于执行该方法的测量链。

背景技术

通常，在制造过程中是利用工具加工工件。在此，例如力、转矩、弯曲力矩、加速度、振动等测量变量会作用在工具上。为了控制制造过程，期望能够知道这些测量变量。为此，使用具有多个传输构件(例如传感器、信号线路和分析单元)的测量链。在测量变量的作用下，传感器产生测量信号，并通过信号线路将其传递到分析单元。为了精确测量测量变量，有利的是传感器尽可能地靠近工具安装，在那里测量变量不会失真。

由文献EP1323495A1已知这种测量链。旋转的工具配有传感器装置，该传感器装置包括传感器、AD转换器和线圈绕组。传感器检测作用在旋转工具上的测量变量并针对所检测到的测量变量生成测量信号。AD转换器将测量信号数字化为测量数据。每个传感器装置都配有一位置固定的线圈。线圈绕组借助于近场遥测技术(Nahfeldtelemetrie)将测量数据传输到该位置固定的线圈。为此，线圈绕组和位置固定的线圈被布置为彼此间隔几毫米。此外，位置固定的线圈还向传感器装置供应电能。因此，传感器装置不需要属于自己。位置固定的线圈与主放大器连接。主放大器对测量数据进行分析。

文献EP1323495A1在此教导了使用应变计作为传感器。与压电传感器相比，应变计在工件的精密加工中具有测量范围有限和动态测量分辨率低的缺点。为了使测量信号具有最佳的分辨率，在应变计中，测量范围必须随着测量信号大小的变化而更频繁地重新调整，这关系到成本。并且特别是对于快速旋转的工件，期望有直到35kHz的测量频率的高动态测量分辨率。

因此，由文献WO2015176189A1已知一种移动系统，其中测量单元具有压电传感器、电子单元和移动天线。电子单元调节压电传感器的测量信号和/或将其压缩为测量数据。移动天线借助于远场遥测技术(Fernfeldtelemetrie)将测量数据传输到位置固定的天线。通过使用远场遥测技术，这两个天线可以被布置为彼此间隔数米的距离。为了无干扰地传输测量数据，将这两个天线中的一个圆极化(zirkular polarisiert)，而将这两个天线中的另一个线性极化(linear polarisiert)。位置固定的天线与处理测量数据的数据处理单元连接。为了供应电能，测量单元具有属于自己和/或自身的能量发生器。

制造过程通常由多个工艺步骤按照时间顺序进行。因此，工件由机床在多个工艺步骤中用不同的工具进行加工。不同的工具按照时间顺序依次定位在工件上和/或将工件不时地定位在新的工具上。亦即，在每个工艺步骤中都要更换工具和/或工件。

根据专利文献EP1323495A1的教导，工具被更换，并且随着工具的更换，配属于工具的传感器装置及其位置固定的线圈也被更换。传感器装置及其位置固定的线圈对于每个工具来说都是多重存在的。这使得测量链的购置成本很高。并且以后在每次更换工具时，测量链也会中断。为了测量链再次闭合，传感器装置及其位置固定的线圈必须在主放大器上登记。

测量链的中断是不可避免的。根据专利文献WO2015176189A1，在更换测量单元及其移动天线时，针对位置固定的天线的传输连接也被中断。为了闭合测量链，这两个天线必须重新建立中断的传输连接。

对于实现快速和具有成本效益的制造过程，测量链在工艺步骤中中断的等待时间应该尽可能得短。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种方法，该方法能够在包括多个工艺步骤的制造过程中，在每个工艺步骤中通过测量链测量至少一个测量变量，其中在工艺步骤中中断的测量链能够快速地再次闭合。本发明的第二个目的是以高精度、高动态测量分辨率和短等待时间来测量测量变量。

并且，本发明的第二个目的是提供一种用于执行该方法的测量链，其购置成本低廉，并且该测量连能够以尽可能小的耗费集成在用于工艺步骤的机床中。

这两个目的通过用于在制造过程的工艺步骤中测量测量变量的方法以及通过用于执行所述方法的测量链来实现。

本发明涉及一种用于在利用机床执行的制造过程的工艺步骤中，使用具有多个测量单元和一个分析单元的测量链来测量测量变量的方法；其中每个测量单元具有传感器、转换器单元和副天线；其中分析单元具有主天线；机床被设计为，在多个工艺步骤中利用多个工具按照时间顺序依次加工一个工件，为此在每个工艺步骤中将一个工具定位在该工件上，每个工具分配一个测量单元；或者机床被设计为，在一个工艺步骤中利用一个工具按照时间顺序依次加工多个工件，为此将每个工件按照时间顺序依次定位在工具上，每个工件分配一个测量单元；或者机床被设计为，在一个工艺步骤中利用多个工具之一来处理一个工件，为此将工具之一定位在该工件上，每个工具分配一个测量单元；并且其中，在所述工艺步骤中执行以下方法步骤：通过将工具定位在工件上或者将工件定位在工具上，将分配给被定位的工具或被定位的工件的测量单元定位在用于测量测量变量的测量位置上；通过在副天线与主天线之间建立传输连接，将被定位的测量单元与分析单元自动耦接；在测量变量的作用下，通过被定位的测量单元的传感器自动生成测量信号；通过被定位的测量单元的转换器单元，将测量信号自动转换成测量数据；并通过被定位的测量单元的副天线，将测量数据自动传输到主天线。

本发明还涉及一种用于执行该方法的机床，其中，定位在测量位置中的每个测量单元都能与分析单元耦接，以在副天线与主天线之间建立传输连接。

在根据本发明的方法中，在每个工艺步骤中移动多个测量单元之一并将其定位在测量位置。在该测量位置，在工艺步骤期间由被定位的测量单元测量测量变量。然而，移动测量单元并将其定位在测量位置会导致测量单元与分析单元之间的测量链中断。根据本发明的测量链现在可以通过被定位的测量单元与分析单元的耦接而闭合。通过该耦接，在被定位的测量单元的副天线与分析单元的主天线之间建立传输连接。通过该耦接，使测量链闭合。该耦接是自动进行的。在本发明的意义上，形容词“自动”是指：传输连接的建立是通过被定位的测量单元和分析单元并且在没有人参与的情况下自主进行的。自动耦接能够使测量链快速闭合。

本发明的优选实施方式将在下文中给出。

附图说明

下面参照附图示例性地对本发明进行详细说明。其中

图1示出了在制造过程的工艺步骤中用于测量测量变量MG的方法的方法步骤的流程图。

图2示出了用于执行图1所示方法的测量链1的第一种实施方式的部分视图，测量链1是第一机床3的组成部分

图3示出了根据图2的第一机床3的一部分的剖视图；

图4示出了用于执行图1所示方法的测量链1的第二种实施方式的部分视图，测量链1是第二机床4的组成部分；

图5示出了根据图4的第二机床4的一部分的剖视图；

图6示出了用于执行图1所示方法的测量链1的第三种实施方式的部分视图，测量链1是第三机床5的组成部分；和

图7示出了根据图6的第三机床5的一部分的剖视图；

在附图中相同的附图标记表示相同的对象。

其中，附图标记列表如下：

1测量链

2，2’，2”工件

3 第一机床

4 第二机床

5 第三机床

10，10’，10”测量单元

11，11’，11”传感器

12，12’，12”转换器单元

13，13’，13”副天线

14，14’，14”测量信号线缆

15测量位置

16，16’，16”预紧件

17，17’，17”副壳体

18，18’，18”保持件

19，19’，19”主内部空间

20 分析单元

23 主天线

24 测量数据线路

25 传输距离

27 主壳体

29 主内部空间

30 转塔

31，31’，31”工具架

32，32’，32”紧固件

33，33’，33”工具

34，34’，34”夹紧件

35，35’，35”留空

40支架单元

41，41’，41”张紧单元

42，42’，42”张紧件

43工具

44，44’，44”夹紧件

45，45’，45”留空

46 张紧模块

50 操纵器

51，51’，51”替换头

52，52’，52”耦接件

53，53’，53”工具

53.1，53.2夹持臂

53.1，53.2磁体

53.1 真空泵

53.2 抽吸装置

Ⅰ定位

Ⅱ自动耦接

Ⅲ自动生成

Ⅳ自动转换

V 自动传输

BT 运行准备时间

D12特定于转换器单元的数据

ED 单位数据

EW 电磁交变场

ID 识别码

KD 校准数据

MG 测量变量

MD 测量数据

MS 测量信号

SD 序列号数据

SR 传输速率

Z 纵轴线

具体实施方式

图1示出了具有用于在制造过程的工艺步骤中测量测量变量MG的方法的方法步骤的流程图。测量变量MG是力、转矩、弯曲力矩、加速度、振动等。

为了执行该方法，使用了具有多个测量单元10、10’、10”和一个分析单元20的测量链1。图2至图7部分示出了用于执行该方法的测量链1的三种实施方式。首先对测量链1进行一般性描述。然后，针对测量链1的这三种实施方式中的每一个的部分细节做进一步的详细说明。

多个测量单元10、10’、10”中的每一个都具有一传感器11、11’、11”、一转换器单元12、12’、12”和一副天线13、13’、13”。例如，多个测量单元10、10’、10”包括：第一测量单元10，其具有第一传感器11、第一转换器单元12和第一副天线13；第二测量单元10’，其具有第二传感器11’、第二转换器单元12’和第二副天线13’；以及第三测量单元10”，其具有第三传感器11”、第三转换器单元12”和第三副天线13”的。

多个测量单元10、10’、10”中的每一个都具有一副壳体17、17’、17”。亦即，存在多个副壳体17、17’、17”。例如，多个副壳体17、17’、17”包括：第一副壳体17，其具有用于第一转换器单元12和第一副天线13的第一副内部空间19；第二副壳体17’，其具有用于第二转换器单元12’和第二副天线13’的第二副空间19’；以及第三副壳体17”，其具有用于第三转换器单元12”和第三副天线13”的第三副空间19”。多个副壳体17、17’、17”由例如金属片、塑料等机械耐性材料制成。

并且，分析单元20具有用于主天线23的主壳体27。主壳体27具有主内部空间29。主天线23布置在主内部空间29中。主内部空间29保护主天线23免受有害的外部影响，例如污垢、冷却剂、电磁干扰辐射等。主壳体27也是由例如金属片、塑料等机械耐性材料制成。

在第一方法步骤中，将多个测量单元10、10’、10”的其中之一在用于测量测量变量MG的测量位置15上进行定位Ⅰ。该测量单元10、10’、10”移动到测量位置15并且在工艺步骤期间位于该测量位置15。

在第二方法步骤中，通过在副天线13、13’、13”与主天线23之间建立传输连接，实现被定位的测量单元10、10’、10”与分析单元20的自动耦接Ⅱ。

为了被定位的测量单元10、10’、10”与分析单元20的耦接Ⅱ，主天线23产生电磁交变场EW并且发射电磁交变场EW。电磁交变场EW在图3和图5中被显示为弯曲的圆段。优选地，电磁交变场EW具有125kHz的频率。电磁交变场EW的作用范围被限定为，只有完全定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副天线13、13’、13”才能接收电磁交变场EW。

一旦并且只要副天线13、13’、13”接收到电磁交变场EW，就向测量单元10、10’、10”供电。副天线13、13’、13”优选是具有多个绕组和一个电容器的感应线圈。电磁交变场EW在感应线圈中感应出电压，该电压向电容器充入电能。该电能用于测量单元10、10’、10”的运行。在向电容器充电时，测量单元10、10’、10”被供应足够的电能用于测量单元10、10’、10”的运行。优选地，对电容器的充电在100ms的运行准备时间BT内进行，优选在20ms的运行准备时间BT内进行。

在达到测量单元10、10’、10”的运行准备状态时，副天线13、13’、13”建立针对主天线23的传输连接。优选地，在达到测量单元10、10’、10”的运行准备状态时立即建立针对主天线23的传输连接。为了建立到主天线23的传输连接，副天线13、13’、13”向主天线23传输识别码ID。识别码ID存储在测量单元10、10’、10”的数据存储器中。优选地，数据存储器布置在转换器单元12、12’、12”中。识别码ID唯一地识别测量单元10、10’、10”。主天线23接收识别码ID。识别码ID的传输在图3和图5中被示出为弯曲的圆段。主天线23将识别码ID传递到分析单元20。分析单元20根据所接收和所传导的识别码ID来识别测量单元10、10’、10”。通过接收识别码ID和识别测量单元10、10’、10”，完成被定位的测量单元10、10’、10”与分析单元20的耦接Ⅱ。

在第三方法步骤中，在测量变量MG的作用下，通过被定位的测量单元10、10’、10”的传感器11、11’、11”执行测量信号MS的自动生成Ⅲ。

传感器11、11’、11”被构造为检测测量变量MG并针对所检测到的测量变量MG生成测量信号MS。传感器11、11’、11”每单位时间检测并生成测量信号MS。单位时间可以是1毫秒(ms)、100微秒(100μs)等。单位时间的倒数是动态测量分辨率。因此，传感器11、11’、11”生成测量信号MS的时间序列，在此每个测量信号MS具有大小和时间点。

传感器11、11’、11”可以是压电传感器、压阻传感器、应变计等。每个传感器11、11’、11”都具有信号线缆14、14’、14”。信号线缆14、14’、14”被构造为将测量信号MS传递到转换器单元12、12’、12”。

优选地，传感器11、11’、11”是压电传感器。压电传感器具有例如石英、压电陶瓷等压电材料。测量变量MG作为拉伸和/或压缩负荷作用在压电材料上。在测量变量MG的作用下，压电材料生成电荷形式的测量信号MS。电荷的数量与测量变量MG的数值成比例。根据图3、图5和图7，压电传感器由例如螺钉、套筒等预紧件16、16’、16”以预紧力机械预紧。通过该机械预紧，压电材料可以检测拉伸负荷和压缩负荷。压电传感器的特征在于具有直到35kHz的高动态测量分辨率。

在第四方法步骤中，被定位的测量单元10、10’、10”的转换器单元12、12’、12”进行测量信号MS到测量数据MD的自动转换Ⅳ。

转换器单元12、12’、12”被构造为，将测量信号MS数字化为测量数据MD。优选地，用于压电传感器的转换器单元12、12’、12”具有电荷放大器。该电荷放大器将压电传感器的电荷放大并转换为电压。转换器单元12、12’、12”将该电压数字化为测量数据MD。测量信号MS的大小和时间点被转换并数字化为测量数据MD的大小和时间点。

优选地，转换器单元12、12’、12”被构造为生成单位数据(Einheitsdaten)ED，该单位数据ED表示已经由转换器单元12、12’、12”将测量信号MS转换并数字化为测量数据MD的测量变量MG的单位。例如，作为测量变量MG的力具有单位牛顿(N)，作为测量变量MG的转矩或弯曲力矩具有单位牛米(Nm)，作为测量变量MG的加速度或振动具有单位重力加速度(g)。

优选地，转换器单元12、12’、12”被构造为从测量单元10、10’、10”的数据存储器中读取传感器11、11’、11”的校准数据KD，传感器11、11’、11”在测量变量MG的作用下已经生成测量信号MS。校准数据KD表示传感器11、11’、11”的与温度相关的灵敏度，传感器11、11’、11”已经在该温度下生成测量信号MS。对于压电传感器，校准数据KD也可以表示传感器11、11’、11”的与机械预紧力大小相关的灵敏度，传感器11、11’、11”已经利用该机械预紧力生成测量信号MS。

优选地，转换器单元12、12’、12”被构造为从测量单元10、10’、10”的数据存储器中读取转换器单元12、12’、12”的序列号数据SD。该序列号数据SD唯一地识别转换器单元12、12’、12”，其将测量信号MS转换并数字化为测量数据MD。

并且在第五方法步骤中，由被定位的测量单元10、10’、10”的副天线13、13’、13”执行测量数据MD向主天线23的自动传输V。

副天线13、13’、13”被构造为，向主天线23传输测量数据MD。副天线13、13’、13”优选以13.56MHz的载波频率和直至1.6MBit/s的高传输速率SR将测量数据MD传输到主天线23。因此，传感器11、11’、11”能够以直到35kHz的高动态测量分辨率测量测量变量MG，并且副天线13、13’、13”能够在直到24Bit的分辨率下以直到1.6MBit/s的传输速率SR将测量数据MD传输到主天线23。

优选地，副天线13、13’、13”被构造为，将单位数据ED、校准数据KD和序列号数据SD与测量数据MD一起传输到主天线23。

优选地，分析单元20具有数据存储器，该数据存储器具有存储于其中的特定于转换器单元的数据D12。针对测量链1的转换器单元12、12’、12”，该特定于转换器单元的数据D12包括转换器单元12、12’、12”的时间常数、转换器单元12、12’、12”的噪声等。分析单元20被构造为，将与测量数据MD一起传输的序列号数据SD、特定于转换器单元的数据D12分配给这样的转换器单元12、12’、12”：即，其已经将测量信号MS转换并数字化为测量数据MD。分析单元20从数据存储器中读取所分配的特定于转换器单元的数据D12。

分析单元20被构造为分析测量数据MD。例如，分析单元20将测量数据MD图形化地表示为时间序列，纵坐标表示测量数据MD的大小，横坐标表示测量数据MD的时间点。在分析测量数据MD时，分析单元20要考虑单位数据ED、校准数据KD和特定于转换器单元的数据D12。优选地，分析单元20图形化地表示单位数据ED。优选地，分析单元20利用校准数据KD和特定于转换器单元的数据D12来校准测量数据MD。例如，分析单元20将单个的测量数据MD的大小乘以传感器11、11’、11”的取决于温度的灵敏度和/或乘以传感器11、11’、11”的取决于机械预紧力的灵敏度。例如，分析单元20利用转换器单元12、12’、12”的时间常数对测量数据MD进行滤波和/或以图形化表示的方式将转换器单元12、12’、12”的噪声记录为误差条(Fehlerbalken)。所有这些措施都提高了测量变量MG的测量精度。

第一种实施方式

在根据图2的第一种实施方式中，测量链1是第一机床3(例如车床、转塔车床等)的组成部分。在图3中示出了第一机床3的细节。优选地，第一机床3是转塔车床，其包括转塔30和布置在转塔30上的多个工具架31、31’、31”。工具架31、31’、31”被可更换地紧固在转塔30上。优选地，工具架31、31’、31”通过紧固件32、32’、32”(例如螺钉、螺栓等)紧固在转塔30上。转塔30、工具架31、31’、31”和紧固件32、32’、32”由诸如钢、工具钢等机械耐性材料制成。

每个工具架31、31’、31”收纳工具33、33’、33”。工具33、33’、33”也由诸如钢、工具钢等机械耐性材料制成。优选地，工具33、33’、33”通过夹紧件34、34’、34”(例如螺钉、销等)在工具架32、32’、32”中被夹紧。工具33、33’、33”具有由坚硬、牢固且坚韧的切割材料(例如金属、陶瓷等)制成的切削楔(Schneidkeil)。图2示出了例如三个工具架31、31’、31”和三个工具33、33’、33”。所述三个工具架31、31’、31”和所述三个工具33、33’、33”包括收纳第一工具33的第一工具架31、收纳第二工具33’的第二工具架31’和收纳第三工具33”的第三工具架31”。

转塔30被可移动地布置在第一机床3上。转塔30在第一机床3上能围绕纵轴线Z转动，这在图2中用弯曲的双箭头示出。通过使转塔30围绕纵轴线Z转动，工具33、33’、33”能够按照时间顺序依次被定位在工件2上。工件2由例如金属、塑料、玻璃等任意材料制成。工件2由工具33、33’、33”在多个工艺步骤中按照时间顺序依次加工。对于每个工艺步骤，将一工具33、33’、33”定位在工件2上，并由被定位的工具33、33’、33”对工件2进行切削加工。根据图2，例如第一工具33被定位在工件2上。在切削加工过程中，待测量的测量变量MG作用在被定位的工具33、33’、33”上。优选地，工件2上的工具33、33’、33”的更换在500ms的准备时间(Rüstzeit)内进行。

每个工具架31、31’、31”被分配一个测量单元10、10’、10”。根据图2，例如示出了三个工具架31、31’、31”和三个测量单元10、10’、10”。这三个测量单元10、10’、10”包括第一工具架31的第一测量单元10、第二工具架31’的第二测量单元10’和第三工具架31”的第三测量单元10”。每个测量单元10、10’、10”具有传感器11、11’、11”、转换器单元12、12’、12”和副天线13、13’、13”。

根据图3，每个工具架31、31’、31”具有留空(Aussparung)35、35’、35”。分配给工具架31、31’、31”的测量单元10、10’、10”的传感器11、11’、11”布置在该留空35、35’、35”中。优选地，留空35、35’、35”位于工具架31、31’、31”的内部，并且传感器11、11’、11”完全布置在留空35、35’、35”中。留空35、35’、35”保护传感器11、11’、11”免受例如污垢、冷却剂、电磁辐射等有害的外部影响。工具架31、31’、31”具有贯通部，该贯通部将信号线缆14、14’、14”从留空35、35’、35”引导向工具架31、31’、31”之外。该贯通部是防水的。

优选地，副壳体17、17’、17”布置在转塔30上。副壳体17、17’、17”通过例如螺钉、螺栓等保持件18、18’、18”固定在转塔30上。副壳体17、17’、17”与传感器11、11’、11”在空间上间隔开地布置。优选地，将副壳体17、17’、17”布置在距传感器11、11’、11”小于/等于10cm的恒定空间距离处。

为了更换转塔30上的工具架31、31’、31”，将工具架31、31’、31”与分配给它的测量单元10、10’、10”一起更换。为此，待更换的工具架31、31’、31”通过松开其紧固件32、32’、32”从转塔30上被移除，而经由信号线缆14、14’、14”与其连接的副壳体17、17’、17”通过松开其保持件18、18’、18”从转塔30上被移除。随后，新的工具架31、31’、31”通过其紧固件32、32’、32”被紧固在转塔30上，而与其经由信号线缆14、14’、14”连接的副壳体17、17’、17”则通过其保持件18、18’、18”被紧固在转塔30上。迅速实现了工具架31、31’、31”与分配给它的测量单元10、10’、10”的更换，并且是容易做到的。

根据图2，例如，第一测量单元10被定位在测量位置15，并且第一测量单元10的第一传感器11检测作用在第一工具33上的测量变量MG。

当传感器11、11’、11”和副壳体17、17’、17”被可移动地布置在第一机床3上时，它们能够在转塔30上围绕纵轴线Z转动，主壳体27被位置固定地布置在第一机床3上。优选地，主壳体27通过未图示的紧固件(例如螺栓、螺栓等)被固定在转塔30上。副壳体17、17’、17”和主壳体27相对于彼此是可移动的。

第一机床3被构造为，针对被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”，该被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”位于距主壳体27的传输距离25处。优选地，被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”与主壳体27之间的传输距离25等于电磁交变场EW的作用范围。

第二种实施方式

在根据图4的第二种实施方式中，测量链1是第二机床4(例如张紧系统、零点张紧系统等)的组成部分。在图5中示出了第二机床4的细节。优选地，第二机床4是零点张紧系统，具有一个支架单元40和多个张紧单元41、41’、41”。多个张紧单元41、41’、41”中的每一个均被可更换地紧固在支架单元40上。在该零点张紧系统中，张紧单元41、41’、41”可以无零点损失地进行更换。

优选地，所述多个张紧单元41、41’、41”通过例如销钉、螺栓等张紧件42、42’、42”紧固在支架单元40的张紧模块46中。例如，根据图4，多个张紧单元41、41’、41”中的每一个都有四个张紧件42、42’、42”，它们可以紧固在支架单元40的四个张紧模块46中。在将张紧件42、42’、42”插入张紧模块46中之后，张紧件42、42’、42”通过例如弹簧力形式的形状配合而被固定在张紧模块46中。该紧固的松开是气动地进行。张紧单元41、41’、41”的更换优选在500ms的准备时间内进行。支架单元40、张紧单元41、41’、41”、张紧件42、42’、42”和张紧模块46由例如钢、工具钢等机械耐性材料制成。

所述多个张紧单元41、41’、41”中的每一个收纳一个工件2、2’、2”。工件2、2’、2”由例如金属、塑料、玻璃等任意材料制成。优选地，工件2、2’、2”通过夹紧件44、44’、44”(例如虎钳、夹具等)被夹紧在张紧单元41、41’、41”中。根据图4，例如示出了三个张紧单元41、41’、41”和三个工件2、2’、2”。这三个张紧单元41、41’、41”和这三个工件2、2’、2”包括收纳第一工件2的第一张紧单元41、收纳第二工件2’的第二张紧单元41’和收纳第三工件2”的第三张紧单元41”。

亦即，存在多个工件2、2’、2”。第二机床4被构造为，在一个工艺步骤中利用工具43加工所述多个工件2、2’、2”中的每一个。为此，将收纳在张紧单元41、41’、41”中的工件2、2’、2”按照时间顺序依次定位在第二机床4的工具43上，并用工具43切削加工每个定位的工件2、2’、2”。根据图5，工具43具有由坚硬、牢固且坚韧的切割材料(例如金属、陶瓷等)制成的切削楔。在切削加工过程中，待测量的测量变量MG作用在定位的工件2、2’、2”上。

在多个张紧单元41、41’、41”中的每一个上设置测量单元10、10’、10”。根据图4，例如示出了三个张紧单元41、41’、41”和三个测量单元10、10’、10”。三个测量单元10、10’、10”包括分配给第一张紧单元41的第一测量单元10、分配给第二张紧单元41’的第二测量单元10’和分配给第三张紧单元41”的第三测量单元10”。

根据图5，测量单元10、10’、10”被定位在测量位置15，并且测量单元10、10’、10”的传感器11、11’、11”检测作用在工件2、2’、2”上的测量变量MG。

优选地，测量单元10、10’、10”与工件2、2’、2”一起被夹紧在夹紧件44、44’、44”中。传感器11、11’、11”在空间上靠近工件2、2’、2”地被夹紧在留空45、45’、45”中。根据图5，传感器11、11’、11”与工件2、2’、2”直接机械接触地被夹紧。

优选地，副壳体17、17’、17”被布置在张紧单元41、41’、41”上。优选地，副壳体17、17’、17”局部地与张紧单元41、41’、41”的壳体相同。副壳体17、17’、17”与传感器11、11’、11”在空间上间隔开地布置。优选地，副壳体17、17’、17”布置在距传感器11、11’、11”小于/等于10cm的恒定空间距离处。

为了更换张紧单元41、41’、41”中的工件2、2’、2”，夹紧件44、44’、44”能够从待更换的工件2、2’、2”上松开并且能够与更换的工件2、2’、2”重新连接。优选地，传感器11、11’、11”在更换过程中保留在留空45、45’、45”中。只更换工件2、2’、2”。工件2、2’、2”和传感器11、11’、11”的夹紧的建立和松开简单、快速地进行。由此使得工件2、2’、2”被更换，而传感器11、11’、11”和具有转换器单元12、12’、12”和副天线13、13’、13”的副壳体17、17’、17”保留在张紧单元41、41’、41”上。

当传感器11、11’、11”和副壳体17、17’、17”被可移动地布置在第二机床4上时，它们可以与张紧单元41、41’、41”一起被可更换地紧固在支架单元40上，主壳体27则位置固定地布置在第二机床4上。优选地，主壳体27局部地与支架单元40的壳体相同。副壳体17、17’、17”和主壳体27相对于彼此是可移动的。

第二机床4被构造为，针对被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”，该被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”位于距主壳体27的传输距离25处。优选地，传输距离25小于/等于10mm。优选地，被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”与主壳体27之间的传输距离25等于电磁交变场EW的作用范围。

第三种实施方式

在根据图6的第三种实施方式中，测量链1是第三机床5(例如工业机器人、具有替换头的工业机器人等)的组成部分。在图7中示出了第三机床5的细节。优选地，第三机床5是工业机器人，具有操纵器50和多个替换头51、51’、51”。多个替换头51、51中的每一个都被可更换地紧固在操纵器50上。优选地，替换头51、51’、51”通过耦接件52、52’、52”(例如插拔连接器、介质耦合器等)紧固在操纵器50上。优选地，操纵器50上的替换头51、51’、51”的更换在500ms的准备时间内进行。操纵器50、替换头51、51’、51”和耦接件52、52’、52”由例如钢、工具钢等机械耐性材料制成。

多个替换头51、51’、51”中的每一个收纳工具53、53’、53”。根据图6，示出了例如三个具有三个工具53、53’、53”的替换头51、51’、51”。三个替换头51、51’、51”和三个工具51、51’、51”包括收纳第一工具53的第一替换头51、收纳第二工具53’的第二替换头51’和收纳第三工具53”的第三替换头51”。

在平行夹持器的实施方式中，第一工具53具有两个夹持臂53.1、53.2，在夹持臂之间可以施加夹持力。该夹持力是一种测量变量MG。

在磁性夹持器的实施方式中，第二工具53’具有两个磁体53.1’、53.2’，在这两个磁体之间可以施加磁性吸引力。该磁性吸引力是一种测量变量MG。

在抽吸式夹持器的实施方式中，第三工具53”具有真空泵53.1”和抽吸装置53.2”，该真空泵53.1”可以产生真空，并且抽吸装置53.2”由于该真空而能够施加抽吸力。该抽吸力是一种测量变量MG。

第三机床5被构造为，在一工艺步骤中处理一工件2。该处理是任意的，并且可以是保持、运输、加工等。在根据图6和图7的示例中，第一工具53利用夹持臂53.1、53.2夹持蛋形的工件2。为此，第一工具53将在夹持臂53.1、53.2之间起作用的夹持力施加在工件2上。通过该夹持力，工件2被第一工具53保持并能够进行处理。

在多个替换头51、51’、51”中的每一个上布置一测量单元10、10’、10”。根据图6，例如示出了三个替换头51、51’、51”和三个测量单元10、10’、10”。三个测量单元10、10’、10”包括分配给第一替换头51的第一测量单元10、分配给第二替换头51’的第二测量单元10’和分配给第三替换头51”的第三测量单元10”。

因此，根据图6和图7，第一测量单元10被定位在测量位置15，并且第一测量单元10的第一传感器11检测作用在第一工具53上的夹持力作为测量变量MG。

根据图7，第一替换头51具有留空35。分配给第一替换头51的第一测量单元10的第一传感器11布置在该留空35中。优选地，留空35位于第一替换头51的内部，并且第一传感器11完全布置在留空35中。留空35保护第一传感器11免受有害的外部影响，例如污垢、冷却剂、电磁辐射等。第一替换头51具有贯通部，该贯通部将信号线缆14从留空35引导向替换头51之外。该贯通部是防水的。

优选地，第一副壳体17布置在第一替换头51上。第一副壳体17通过未图示的保持件(例如螺钉、螺栓等)被固定在第一替换头51上。第一副壳体17与第一传感器11间隔开地布置。优选地，第一副壳体17被布置在距第一传感器11小于/等于10cm的恒定空间距离处。

在传感器11、11’、11”和副壳体17、17’、17”被可移动地布置在第三机床5上时，它们通过工具头51、51’、51”被可更换地紧固在操纵器50上，主壳体27位置固定地布置在第三机床5上。优选地，主壳体27通过未图示的保持件(例如螺钉、螺栓等)固定在操纵器50上。副壳体17、17’、17”和主壳体27相对于彼此是可移动的。

第三机床5被构造为，针对被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”，该被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”位于距主壳体27的传输距离25处。优选地，传输距离25小于/等于10mm。优选地，被定位在测量位置15的测量单元10、10’、10”的副壳体17、17’、17”与主壳体27之间的传输距离25等于电磁交变场EW的作用范围。