Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Fertigen
von Ersatzteilen von Greifeinrichtungen mit den Merkmalen im Oberbegriff
des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.The
The invention relates to a method and a device for manufacturing
of spare parts of gripping devices having the features in the preamble
of the method and apparatus main claim.
Aus
der DE 200 04 369
U1 , der DE
200 17 129 U1 und der DE 100 17 897 C2 sind Greifeinrichtungen
oder sogenannte Gerüstsysteme
zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie bekannt. Diese Gerüstsysteme
bestehen aus mehreren rohrförmigen
Gerüstteilen,
die verschiedene Arbeitselemente, insbesondere Greifelemente oder
Spanner an verschiedenen geometrisch genau definierten Positionen
tragen. Die verschiedenen Gerüstteile
sind untereinander durch Rohrschellen oder dergleichen verbunden,
wobei die exakte Positionierung über
Positionierbohrungen und durch gesteckte Positionierstifte gewährleistet
wird. Im Crashfall kommt es vor, dass die Gerüstteile verbogen oder anderweitig
beschädigt
werden und ausgetauscht werden müssen. Hierbei
stellt sich ein gravierendes Ersatzteilproblem. Innerhalb der Greifeinrichtung
unterscheiden sich die verschiedenen Gerüstteile in ihrer Formgebung
und insbesondere in der Zahl und Anordnung ihrer Positionierbohrungen.
Werden unterschiedliche Greifeinrichtungen eingesetzt, vergrößert sich
die Teilevielfalt noch weiter. Eine Bevorratung der unterschiedlichen Gerüstteile
ist lageraufwändig
und kostenintensiv. Eine Fertigung von Ersatzteilen ist bisher nur
beim Hersteller der Greifeinrichtung möglich, weil nur dieser über die
erforderlichen aufwändigen
Mess- und Fertigungssysteme, insbesondere NC-gesteuerte Bohrzentren,
verfügt.From the DE 200 04 369 U1 , of the DE 200 17 129 U1 and the DE 100 17 897 C2 Gripping devices or so-called scaffolding systems for use in the bodywork of the automotive industry are known. These scaffolding systems consist of several tubular scaffolding parts that carry different working elements, in particular gripping elements or tensioners at different geometrically defined positions. The various scaffolding parts are interconnected by pipe clamps or the like, the exact positioning over positioning holes and plugged positioning pins is ensured. In the event of a crash, it happens that the scaffolding parts are bent or otherwise damaged and need to be replaced. This poses a serious spare part problem. Within the gripping device, the different frame parts differ in their shape and in particular in the number and arrangement of their positioning holes. If different gripping devices are used, the variety of parts increases even further. A stocking of different scaffolding parts is storage-intensive and costly. A production of spare parts is previously only possible with the manufacturer of the gripping device, because only this has the necessary complex measuring and manufacturing systems, in particular NC-controlled drilling centers, has.
Die DE 195 25 701 A1 zeigt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, welches
von einem Roboter mittels einer Greifeinrichtung gehalten und einer
spanabhebenden Bearbeitungsmaschine an ein oder mehreren Bearbeitungsstellen
zugeführt
wird. Der Roboter dient hierbei nur als Zuführ- und Positioniereinrichtung.
Das Werkstück
wird vom Roboter an Anschlägen
der Bearbeitungsmaschine in einer vorgegebenen Position angeordnet
und während
der Bearbeitung festgehalten sowie ggf. mit einer Verriegelungseinrichtung
arretiert. Die Bearbeitungsmaschine ist mit einem Satzwerkzeug mit
mehreren entsprechend positionierten Bohrspindeln ausgerüstet, welche
den Bearbeitungsvorschub ausführen.
Der Roboter selbst führt
keinen Vorschub aus und hat hierfür auch kein Bewegungsprogramm.
Durch die Anschläge
soll die unzureichende Positionierwiederholgenauigkeit des Roboters
eliminiert werden, so dass derartige Industrieroboter vorteilhaft,
insbesondere bei spanabhebender Formgebung mit aufeinander bezogenen, eng
tolerierten Abständen
bzw. Maßen
zur Positionierung und Halterung einsetzbar sind.The DE 195 25 701 A1 shows a method and an apparatus for processing a workpiece, which is held by a robot by means of a gripping device and fed to a cutting machine to one or more processing points. The robot serves only as a feeding and positioning device. The workpiece is arranged by the robot on stops of the processing machine in a predetermined position and held during processing and optionally locked with a locking device. The processing machine is equipped with a set tool with a plurality of appropriately positioned drill spindles, which perform the machining feed. The robot itself does not feed and has no movement program for this. The stops are intended to eliminate the insufficient positioning repeatability of the robot so that such industrial robots can be advantageously used, in particular in the case of metal-cutting shaping, with closely spaced tolerances or dimensions for positioning and holding each other.
Die DE 196 52 466 A1 offenbart
eine ähnliche
Anordnung wie die DE
195 25 701 A1 , wobei die Greif- oder Halteeinrichtung für das Werkstück an stationären Anschlägen positioniert
wird. Durch diese Greiferpositionierung wird das Werkstück oder
das Bauteil mittelbar gegenüber
einer Bearbeitungseinrichtung positioniert, wobei es während des
Bearbeitungsvorgangs in Ruhe bleibt.The DE 196 52 466 A1 discloses a similar arrangement as the DE 195 25 701 A1 wherein the gripping or holding device for the workpiece is positioned on stationary stops. As a result of this gripper positioning, the workpiece or component is positioned indirectly relative to a machining device, whereby it remains at rest during the machining process.
Aus
der DE 36 29 367 A1 ist
ein Handhabungsautomat oder Roboter mit mehreren Linearachsen bekannt,
der modular aufgebaut sein kann.From the DE 36 29 367 A1 is a handling machine or robot with multiple linear axes known, which can be modular.
Die DE 39 25 567 A1 betrifft
ebenfalls ein Handhabungsgerät
für Bearbeitungszentren
der spanabhebenden Fertigung, wobei mit dem Handhabungsgerät die Werkzeugsysteme,
nicht aber die zu bearbeitenden Bauteile manipuliert werden.The DE 39 25 567 A1 also relates to a handling device for machining centers of machining, wherein manipulated with the handling device, the tool systems, but not the components to be machined.
Die
US-A-5,031,441 offenbart einen zweiarmigen Roboter mit Linearachsen
und mehrachsig beweglichen Roboterhänden, die mit unterschiedlichen Werkzeugen
bestückt
werden können.
Solche Greifwerkzeuge können
zusammen wirken und ein Werkstück
an mehreren vorgegebenen Stellen greifen, die eine bestimmte Lage
gegenüber
einem Werkstückbezugspunkt
haben.The
US-A-5,031,441 discloses a two arm robot with linear axes
and multi-axis moving robot hands using different tools
stocked
can be.
Such gripping tools can
work together and a workpiece
grab at several predetermined locations that a specific location
across from
a workpiece reference point
to have.
Die DE 35 13 275 C1 befasst
sich mit einer stationären
Vorrichtung zum umfangseitigen Bearbeiten von Profilsträngen.The DE 35 13 275 C1 deals with a stationary device for the circumferential processing of profile strands.
Aus
der DE 196 37 177
C2 ist eine Vorrichtung für eine Werkzeugmaschine zur
automatischen Bearbeitung von Werkstücken und für die Montage von Verbindungselementen
bekannt, die ein Mehrfachfunktionswerkzeug darstellt. Die unterschiedlichen
Einzelwerkzeuge sind an einem Revolverkopf angeordnet.From the DE 196 37 177 C2 a device for a machine tool for automatic machining of workpieces and for the assembly of fasteners is known, which is a multi-function tool. The different individual tools are arranged on a turret.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Möglichkeit
zur Fertigung von Ersatzteilen aufzuzeigen.It
Object of the present invention, a better way
for the production of spare parts.
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.The
Invention solves
this task with the features in the method and device main claim.
Die
erfindungsgemäße Fertigungstechnik hat
den Vorteil, dass sie mit einem wesentlich verringerten Fertigungs-
und Geräteaufwand
auskommt und sich beim Kunden in dessen Maschinenpark verwirklichen
lässt.
Insbesondere die Fertigungsgenauigkeit der Positionierbohrungen
lässt sich
in einer mit dem ursprünglichen
Herstellungsprozess vergleichbaren Qualität nachvollziehen. Die bisher erforderliche
aufwändige
Bevorratung von Ersatzteilen kann entfallen. Das jeweils benötigte Ersatzteil
kann erst bei Bedarf kurzfristig gefertigt und sofort in Benutzung
genommen werden. Dies ist zur Vermeidung von Standzeiten der Greifeinrichtungen
und der damit zusammenhängenden
Systeme in der Kfz-Fertigung von großer Bedeutung.The production technology according to the invention has the advantage that it manages with a significantly reduced manufacturing and equipment costs and can be realized at the customer in its machinery. In particular, the manufacturing accuracy of the positioning holes can be traced in a quality comparable to the original manufacturing process quality. The previously required The time-consuming storage of spare parts can be omitted. The required spare part can only be made on demand at short notice and put into use immediately. This is to avoid downtime of the gripping devices and related systems in the automotive manufacturing of great importance.
Die
Fertigungseinrichtung kann aus Geräten aufgebaut werden, die beim
Kunden in manchen Fällen
bereits vorhanden sind oder sich anderseits kostengünstig und
schnell beschaffen lassen. Vom Hersteller der Greifeinrichtung kann
auch eine komplette Fertigungseinreichtung mit der benötigten Hard-
und Software geliefert werden. Sofern einzelne Komponenten, wie
z.B. ein Roboter, auf Kundenseite bereits vorhanden sind, kann dieser
für die
Fertigungszwecke von Ersatzteilen herangezogen und entsprechend
abgeändert
und angepasst werden.The
Manufacturing equipment can be built from devices that are used in
Customers in some cases
already exist or on the other hand inexpensive and
get it quickly. From the manufacturer of the gripping device can
also a complete manufacturing facility with the required hardware
and software are delivered. Unless individual components, such as
e.g. a robot, already available on customer side, this can
for the
Manufacturing purposes of spare parts used and accordingly
amended
and adapted.
Vom
Hersteller der Greifeinrichtung können dem Kunden für die Ersatzteilfertigung
die erforderlichen Positions- und Prozessdaten in Form eines ersatzteilspezifischen
Bewegungs- und Positionierprogramms für den Manipulator zur Verfügung gestellt werden.
Dieser Manipulator, der vorzugsweise als mehrachsiger Roboter, insbesondere
als Gelenkarmroboter mit z.B. sechs Achsen, ausgebildet ist, dient
als Vorschub- und Positioniereinrichtung für das Ersatzteil im Zusammenwirken
mit einer geeigneten Locheinrichtung. Letztere kann stationär angeordnet sein
und eine beschränkte
Kinematik, wie z.B. nur eine Zustellachse für ein entsprechendes Lochwerkzeug,
z.B. einen Bohrer aufweisen.from
Manufacturer of the gripping device can the customer for spare parts production
the required position and process data in the form of a spare part-specific
Movement and positioning program for the manipulator are provided.
This manipulator, preferably as a multi-axis robot, in particular
as articulated arm robot with e.g. six axes, is formed, serves
as feed and positioning device for the spare part in interaction
with a suitable punching device. The latter can be arranged stationary
and a limited one
Kinematics, such as only one infeed axis for a corresponding punching tool,
e.g. have a drill.
Von
besonderem Vorteil ist es, eine erste Bohrung als Ausgangspunkt
und Nulllage bzw. Referenz für
die weiteren einzubringenden Bohrungen zu definieren. Für die Genauigkeit
des Gerüstteils
und der damit ausgestatteten Greifeinrichtung kommt es vor allem
auf den Relativbezug der verschiedenen Bohrungen untereinander an.
Ausgehend von der als Referenz dienenden Bohrung ist diese Fertigungsgenauigkeit
und die Lagegenauigkeit der folgenden Bohrungen im Rahmen einer
Manipulator- oder Robotersteuerung gewährleistet. Eine absolute Maß- und Positionsgenauigkeit
der Bohrungen ist in vielen Fällen
nicht erforderlich. Dementsprechend kann der fertigungstechnische
Aufwand auf ein beim Kunden verträgliches Maß reduziert werden. Im Extremfall lässt sich
diese Fertigungstechnik auch beim Hersteller einsetzen.From
It is particularly advantageous to use a first hole as a starting point
and zero position or reference for
to define the further holes to be introduced. For the accuracy
of the scaffolding part
and the gripping device equipped with it comes first of all
on the relative relationship of the various holes with each other.
Based on the serving as a reference hole this manufacturing accuracy
and the positional accuracy of the following holes as part of a
Manipulator or robot control guaranteed. An absolute dimensional and position accuracy
drilling is in many cases
not mandatory. Accordingly, the manufacturing technology
Expenditure can be reduced to a level acceptable to the customer. In extreme cases can be
use this production technology also at the manufacturer.
In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In
the dependent claims
are further advantageous embodiments of the invention indicated.
Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:The
The invention is for example and schematically in the drawings
shown. In detail show:
1:
eine Fertigungseinrichtung in schematischer Seitenansicht, 1 : a production facility in a schematic side view,
2:
ein rohrförmiges
Ersatzteil einer Greifeinrichtung in Seitenansicht, 2 : a tubular spare part of a gripping device in side view,
3:
einen Querschnitt durch das Ersatzteil von 2 entsprechend
der Schnittlinie III/III, 3 : a cross section through the spare part of 2 according to section line III / III,
4:
eine Draufsicht auf eine Greifeinrichtung und 4 : a plan view of a gripping device and
5:
eine geschnittene Darstellung einer Verbindungsstelle zweier Gerüstteile
in Form einer Rohrschelle. 5 : a sectional view of a junction of two scaffolding parts in the form of a pipe clamp.
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Fertigungseinrichtung
(1) zum Herstellen von Ersatzteilen (2) für Greifeinrichtungen
(3), wobei das Ersatzteil (2) am Mantel eine exakt
vorgegebene Anordnung von mehreren Bohrungen (9, 10, 11)
aufweist.The invention relates to a method and a production device ( 1 ) for producing spare parts ( 2 ) for gripping devices ( 3 ), the spare part ( 2 ) on the jacket a precisely predetermined arrangement of several holes ( 9 . 10 . 11 ) having.
4 und 5 verdeutlichen
eine solche Greifeinrichtung (3), bei der es sich z.B.
um einen sogenannten Geogreifer zum positionsgenauen Greifen von
Karosseriebauteilen oder dergleichen handelt. Derartige Greifeinrichtungen
(3) werden bevorzugt bei der Kfz-Fertigung, insbesondere
im Karosserierohbau, eingesetzt. Die Greifeinrichtung (3)
besteht aus einem Gerüstsystem
(5), welches aus mehreren miteinander an Verbindungsstellen
(26) verbundenen Gerüstteilen
(7, 8) besteht. Diese Gerüstteile (7, 8)
sind vorzugsweise rohrförmig.
Sie können alternativ
auch als massive Stangen ausgebildet sein. Sie besitzen vorzugsweise
einen mittensymmetrischen Querschnitt, insbesondere einen kreisrunden
Querschnitt. Die einen Gerüstteile
(7) oder Rohre sind untereinander gitterförmig angeordnet
und quer verbunden. Sie bilden das tragende Gerüstsystem (5). An den
Gerüstteilen
(7) sind verschiedene weitere Gerüstteile (8) über Verbindungsschellen
(26) oder dergleichen angeschlossen, die ein oder mehrere Greifelemente
(4), insbesondere Spanner oder andere Arbeitselemente tragen.
Die Gerüstteile
(8) können
gerade oder gebogene Rohre sein. Die Greifelemente (4)
sind an der Greifeinrichtung (3) exakt bezüglich eines
gemeinsamen Bezugspunktes, positioniert, welcher z.B. der Mittelpunkt
einer Anschlussplatte zur Verbindung mit einem Roboter oder dergleichen
ist. Der Bezugspunkt kann auch der sog. Tool-Center-Point TCP sein. 4 and 5 illustrate such a gripping device ( 3 ), which is, for example, a so-called Geo gripper for the positionally accurate gripping of body parts or the like. Such gripping devices ( 3 ) are preferably used in motor vehicle manufacturing, in particular in the body shop. The gripping device ( 3 ) consists of a scaffold system ( 5 ), which consists of several together at connection points ( 26 ) connected scaffolding parts ( 7 . 8th ) consists. These scaffolding parts ( 7 . 8th ) are preferably tubular. Alternatively, they can be designed as solid rods. They preferably have a center-symmetrical cross section, in particular a circular cross section. The one scaffolding parts ( 7 ) or pipes are arranged in a lattice-like manner and connected transversely. They form the supporting scaffold system ( 5 ). On the scaffolding parts ( 7 ) are various other scaffolding parts ( 8th ) via connecting clips ( 26 ) or the like connected to one or more gripping elements ( 4 ), in particular tensioners or other working elements. The scaffolding parts ( 8th ) can be straight or curved tubes. The gripping elements ( 4 ) are at the gripping device ( 3 ) is positioned exactly with respect to a common reference point, which is, for example, the center of a connection plate for connection to a robot or the like. The reference point can also be the so-called Tool Center Point TCP.
5 zeigt
eine solche Verbindungsstelle (26) zweier Gerüstteile
(7, 8) im Querschnitt. Sie ist z.B. als Rohrschelle
(27) ausgebildet. Für
die exakte gegenseitige Zuordnung der Gerüstteile (7, 8)
nach Lage und Orientierung ist mindestens ein Positionierstift (6)
vorgesehen, der z.B. auch beide Gerüstteile (7, 8)
durchsetzen kann und der dabei in eine entsprechende Positionierbohrung
formschlüssig
und passgenau eingreift. Die Positionierstifte (6) können je
nach Systemgestaltung an der Verbindungsstelle (26) für eine bleibende
formschlüssige
Verbindung der Rohre (7, 8) belassen oder alternativ
im Greiferbetrieb wieder zu Gunsten einer rein kraftschlüssigen Verbindung
entfernt werden. Auch im letztgenannten Fall bleibt die genaue und über die
Bohrungen (9, 10, 11) definierte gegenseitige
Zuordnung der Gerüstteile
(7, 8) erhalten. 5 shows such a connection point ( 26 ) of two scaffolding parts ( 7 . 8th ) in cross section. It is eg as a pipe clamp ( 27 ) educated. For the exact mutual assignment of the scaffolding parts ( 7 . 8th ) according to location and orientation is at least one positioning pen ( 6 ), for example, both scaffolding parts ( 7 . 8th ) can enforce and engages positively and accurately in a corresponding positioning hole. The positioning pins ( 6 ) depending on the system design at the connection point ( 26 ) for a permanent positive connection of the tubes ( 7 . 8th ) or alternatively be removed again in gripper mode in favor of a purely non-positive connection. Also in the latter case, the exact and the holes ( 9 . 10 . 11 ) defined mutual allocation of the scaffolding parts ( 7 . 8th ) receive.
Die
in 1 dargestellte Fertigungseinrichtung (1)
dient dazu, ein im Crashfall oder auf Grund anderer Ursachen beschädigtes Gerüstteil (7, 8) durch
ein aktuell gefertigtes entsprechendes Ersatzteil (2) austauschen
zu können.
Hierbei erhält
das Ersatzteil (2) die gleiche exakte Zahl und Anordnung der
Mantelbohrungen wie das Ursprungsteil.In the 1 illustrated manufacturing facility ( 1 ) is used for a damaged in case of a crash or due to other causes scaffolding part ( 7 . 8th ) by a currently produced corresponding spare part ( 2 ) to exchange. Hereby the spare part ( 2 ) the same exact number and arrangement of the shell bores as the origin part.
Die
Fertigungseinrichtung (1), die z.B. als eigenständige zellenartige
Fertigungsstation ausgebildet sein kann, lässt sich an beliebiger Stelle,
z.B. bei einem Kunden und Betreiber der Greifeinrichtung (3) aufstellen.
Sie kann alternativ auch beim Hersteller der Greifeinrichtung (3)
Verwendung finden. Die Fertigungseinrichtung (1) umfasst
mindestens einen Manipulator (12) für Vorschub- und Positionierzwecke, der
auf Kundenseite bereits vorhanden und beigestellt oder im Lieferumfang
des Lieferanten der Fertigungseinrichtung (1) enthalten
sein kann. Der Manipulator (12) besitzt mehrere rotatorische
und/oder translatorische Achsen und ist vorzugsweise als Roboter
(13) ausgebildet. Hierbei handelt es sich vorzugsweise
um einen Gelenkarmroboter, insbesondere um einen industriellen Gelenkarmroboter
mit sechs rotatorischen Achsen, wie er in der Karosseriefertigung
häufig
eingesetzt wird und kundenseitig bereits vorhanden sein kann.The manufacturing facility ( 1 ), which may be formed, for example, as an independent cell-like production station, can be located at any desired location, eg at a customer and operator of the gripping device ( 3 ) put up. Alternatively, it can also be used by the manufacturer of the gripping device ( 3 ) Find use. The manufacturing facility ( 1 ) comprises at least one manipulator ( 12 ) for feed and positioning purposes, which already exist and provided on the customer side or in the scope of delivery of the supplier of the production equipment ( 1 ) may be included. The manipulator ( 12 ) has several rotational and / or translational axes and is preferably used as a robot ( 13 ) educated. This is preferably a Gelenkarmroboter, in particular an industrial articulated arm robot with six rotary axes, as it is often used in the bodywork and customer already can be present.
Der
Manipulator (12) oder Roboter (13) besitzt eine
Steuerung (17), die mindestens einen Programmspeicher (18)
enthält,
in dem ein nachfolgend näher
erläutertes,
ersatzteilspezifisches Bewegungs- und Positionierprogramm hinterlegt
und gespeichert ist. Die Steuerung (17) kann ferner ein
oder mehrere Datenschnittstellen (19) zum Einlesen oder
Laden dieses Programms aufweisen. Die Datenübermittlung kann auf beliebig
geeignete Weise, z.B. mittels transportabler Datenträger, insbesondere
CD, DVD, Diskette oder dergleichen, geschehen. Alternativ ist eine Datenfernübertragung über Leitungen,
z.B. Netzwerke, oder auf kabellose Weise per Funk, Infrarot oder
dergleichen möglich.
Insbesondere lassen sich die Programmdaten über eine Internetverbindung übertragen.The manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) has a controller ( 17 ) containing at least one program memory ( 18 ), in which a spare-detail-specific motion and positioning program explained in more detail below is stored and stored. The control ( 17 ) may further comprise one or more data interfaces ( 19 ) for reading or loading this program. The data transmission can be done in any suitable manner, for example by means of transportable data carriers, in particular CDs, DVDs, floppy disks or the like. Alternatively, a remote data transmission via lines, eg networks, or in a wireless manner by radio, infrared or the like is possible. In particular, the program data can be transmitted via an Internet connection.
Die
Fertigungseinrichtung (1) umfasst ferner mindestens eine
Locheinrichtung (20), die vorzugsweise stationär angeordnet
ist. Der Manipulator (12) oder Roboter (13) sorgt
für den
Vorschub und die Positionierung des Ersatzteils (2), so
dass die Locheinrichtung (20) eine entsprechend eingeschränkte Kinematik
aufweisen kann. Im einfachsten Fall handelt es sich um die in 1 gezeigte
Ständerbohrmaschine
mit einem Lochwerkzeug (21), vorzugsweise einem Bohrwerkzeug,
welches in einer einzigen Zustellachse (22) z.B. vertikal
auf und ab beweglich ist. Das Ersatzteil (2) kann hierbei
auf einer geeigneten Rohrauflage (24), z.B. einer frei
drehbaren Rollauflage, aufgenommen und gegenüber dem Bohrwerkzeug abgestützt werden.
Alternativ kann die Locheinrichtung (20) in beliebig anderer
geeigneter Weise ausgebildet sein, z.B. als Erodiereinrichtung,
Laserschneid- oder Bohreinrichtung oder dergleichen.The manufacturing facility ( 1 ) further comprises at least one punching device ( 20 ), which is preferably arranged stationary. The manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) ensures the feed and positioning of the spare part ( 2 ), so that the punching device ( 20 ) may have a correspondingly limited kinematics. In the simplest case, these are the ones in 1 shown drill press with a punching tool ( 21 ), preferably a drilling tool, which in a single feed axis ( 22 ) is vertically movable up and down, for example. The spare part ( 2 ) can in this case on a suitable pipe support ( 24 ), eg a freely rotatable roll support, are received and supported against the drilling tool. Alternatively, the perforation device ( 20 ) be formed in any other suitable manner, for example as Erodiereinrichtung, laser cutting or drilling device or the like.
Die
Locheinrichtung (20) und ihr Lochwerkzeug (21)
sind in einer der Robotersteuerung bekannten Position und Ausrichtung
gegenüber
dem Manipulator (12) oder Roboter (13) angeordnet.
Die Locheinrichtung (20) kann wahlweise manuell durch einen
Bediener betätigt
werden. Alternativ sind eine Fernsteuerung und ein vollautomatischer
Betrieb möglich.
In diesem Fall ist die Locheinrichtung (20) über eine
Steuerleitung (23) mit der Steuerung (17) verbunden
und wird von dieser ferngesteuert.The punching device ( 20 ) and her punching tool ( 21 ) are in a robot controller known position and orientation relative to the manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) arranged. The punching device ( 20 ) can optionally be manually operated by an operator. Alternatively, a remote control and a fully automatic operation are possible. In this case, the punching device ( 20 ) via a control line ( 23 ) with the controller ( 17 ) and is remotely controlled by this.
Der
Manipulator (12) oder Roboter (13) dient als Vorschub- und Positioniereinrichtung
für das
Ersatzteil (2) gegenüber
der stationären
Locheinrichtung (20). Bei der Locheinrichtung (20)
kann dadurch auf eine eigene Vorschubeinheit verzichtet werden. Der
Manipulator (12) oder Roboter (13) führt an seiner
Roboterhand eine Rohraufnahme (14), in der das betreffende
Ersatzteil (2) gehalten und gespannt sein kann. Ein Anschlag
sorgt hierbei für
eine reproduzierbare Spannposition in Axialrichtung. Bei Ersatzteilen (2)
mit einem prismatischen Querschnitt oder einem nicht symmetrischen
Querschnitt kann über
eine entsprechende Gestaltung der Rohraufnahme (14) die erforderliche
rotatorische Positioniergenauigkeit erreicht werden. Vorzugsweise
ist zwischen der Rohraufnahme (14) und der Roboterhand
ein Werkzeugwechsler (15) angeordnet, der einen Austausch
der Rohraufnahme (14) gegen ein anderes Werkzeug (16),
z.B. eine in 1 schematisch dargestellte Schweißzange,
erlaubt. Im Arbeitsbereich des Manipulators (12) oder Roboters
(13) sind dementsprechend ein oder mehrere Ablagen (25)
für Werkzeuge (16),
die Rohraufnahme (14) und ggf. auch für ein oder mehrere Rohrteile
zur Ersatzteilfertigung vorhanden. Die Locheinrichtung (20)
befindet sich ebenfalls im Arbeitsbereich.The manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) serves as a feed and positioning device for the spare part ( 2 ) opposite the stationary punching device ( 20 ). In the punching device ( 20 ) can be dispensed with its own feed unit. The manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) carries a pipe holder on his robot hand ( 14 ), in which the spare part concerned ( 2 ) and can be tense. A stop ensures a reproducible clamping position in the axial direction. For spare parts ( 2 ) with a prismatic cross-section or a non-symmetrical cross-section can be achieved by means of a corresponding design of the pipe receptacle ( 14 ) the required rotational positioning accuracy can be achieved. Preferably, between the pipe receiving ( 14 ) and the robot hand a tool changer ( 15 ) arranged to replace the pipe intake ( 14 ) against another tool ( 16 ), eg an in 1 schematically illustrated welding tongs allowed. In the working area of the manipulator ( 12 ) or robot ( 13 ) are accordingly one or more shelves ( 25 ) for tools ( 16 ), the tube intake ( 14 ) and possibly also for one or more pipe parts for spare parts production available. The punching device ( 20 ) is also in the workspace.
In
Erfüllung
der Vorschub- und Positionierfunktion kann der Manipulator (12)
oder Roboter (13) das Ersatzteil (2) zumindest
axial vorschieben und um seine Längsachse
drehen. Hierbei kann eine Abstützung
und Roll- oder Gleitführung
in Axialrichtung über
die Rohrauflage (24) erfolgen.In fulfillment of the feed and positioning function, the manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) the spare part ( 2 ) at least axially and rotate about its longitudinal axis. This can be a support and rolling or sliding in the axial direction over the pipe support ( 24 ) respectively.
Für die Ersatzteilfertigung
sind die Lage der einzelnen Bohrungen (10, 11)
in Abhängigkeit
von einer ersten als Referenz dienenden Bohrung (9) definiert.
Die 2 und 3 zeigen diese Anordnung. Diese
folgenden Bohrungen (10, 11) zeichnen sich durch
einen bestimmten Abstand 1', 1'' und einen bestimmten Winkel φ', φ'' gegenüber dieser Bohrung (9) aus.
Diese Positionsdaten und die Zahl der folgenden Bohrungen (10, 11)
können
bei den verschiedenen Gerüstteilen
(7, 8) unterschiedlich sein.For spare parts production, the position of the individual holes ( 10 . 11 ) as a function of a first reference bore ( 9 ) Are defined. The 2 and 3 show this arrangement. These following holes ( 10 . 11 ) are characterized by a certain distance 1' . 1'' and a certain angle φ ', φ''opposite this hole ( 9 ) out. These position data and the number of following holes ( 10 . 11 ) can be used for the various scaffolding parts ( 7 . 8th ) be different.
Hinzu
kommt, dass die Gerüstteile
(7, 8) auch nicht nur die in den Zeichnungen dargestellte gerade
Form, sondern auch eine beliebig gekrümmte Gestaltung haben können.In addition, the scaffolding parts ( 7 . 8th ) not only the straight shape shown in the drawings, but also an arbitrarily curved design can have.
Die
nach Abstand und Winkel gegenüber
der als Referenz dienenden Bohrung (9) definierten Positionsdaten
der folgenden Bohrungen (10, 11) können aus
den herstellerseitigen Konstruktionsdaten der Greifeinrichtung (3)
generiert werden. Hierbei können
evtl. vorhandene absolute Positionsdaten in Relativ-Positionsdaten
in Abhängigkeit
von der als Referenz dienenden Bohrung (9) umgewandelt
werden. Diese Bohrung (9) stellt dabei den Ausgangspunkt
oder die Null-Lage dar.The distance and angle with respect to the reference bore ( 9 ) defined position data of the following holes ( 10 . 11 ) can be obtained from the manufacturer's design data of the gripping device ( 3 ) to be generated. In this case, possibly existing absolute position data in relative position data depending on the serving as a reference bore ( 9 ) being transformed. This hole ( 9 ) represents the starting point or the zero position.
Aus
diesen Positionsdaten der Bohrungen (9, 10, 11)
können
herstellerseitig Bewegungs- und Positionierdaten für das erwähnte Programm
erzeugt werden. Dieses auf der Robotersteuerung lauffähige Bewegungs-
und Positionierprogramm enthält
entsprechende Fahr- und Positionierbefehle, z.B. in Form eines Bahnprogramms,
zur Erzeugung des erforderlichen Vorschubs für das Ersatzteil (2)
gegenüber
der Locheinrichtung (20).From these position data of the holes ( 9 . 10 . 11 ), motion and positioning data for the mentioned program can be generated by the manufacturer. This movement and positioning program which can be run on the robot controller contains corresponding travel and positioning commands, for example in the form of a web program, for generating the required feed for the spare part (FIG. 2 ) opposite the perforation device ( 20 ).
Um
die erforderliche Positioniergenauigkeit zu erhalten, kann zunächst der
Manipulator (12) oder Roboter (13) das Ersatzteil
(2) in einer vorgegebenen ersten Position an der Locheinrichtung
(20) unter dem Lochwerkzeug (21) positionieren,
wobei an dieser Stelle als erstes die als Referenz dienende Bohrung
(9) eingebracht wird. Evtl. axiale Lageabweichungen dieser
Bohrung (9) von ein oder beiden Enden des Ersatzteils (2)
sind hierbei tolerierbar. Wenn das Ersatzteil (2) einen
rotationssymmetrischen und insbesondere zylindrischen Querschnitt
aufweist, ist auch die Winkellage unkritisch, so dass es diesbezüglich auch
nicht auf eine rotatorische Spanngenauigkeit des Ersatzteils (2)
ankommt. Bei prismatischen oder nicht symmetrischen Querschnitten
des Ersatzteils (2) ist die Winkelgenauigkeit zum Einbringen
der als Referenz dienenden Bohrung (9) durch eine entsprechende
Spanngenauigkeit der Rohraufnahme (14) in Verbindung mit
einer der Steuerung (17) genau bekannten Spannposition
sicher zu stellen.In order to obtain the required positioning accuracy, first the manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) the spare part ( 2 ) in a predetermined first position on the punching device ( 20 ) under the punching tool ( 21 ), at which point the bore ( 9 ) is introduced. Possibly. axial position deviations of this bore ( 9 ) of one or both ends of the spare part ( 2 ) are tolerable here. If the spare part ( 2 ) has a rotationally symmetrical and in particular cylindrical cross-section, the angular position is not critical, so that in this respect also not on a rotational clamping accuracy of the spare part ( 2 ) arrives. For prismatic or non-symmetrical cross sections of the spare part ( 2 ) is the angular accuracy for introducing the serving as a reference bore ( 9 ) by a corresponding clamping accuracy of the pipe receiving ( 14 ) in conjunction with one of the controllers ( 17 ) to ensure exactly known clamping position.
Von
der als Referenz dienenden Bohrung (9) ausgehend, kann
der Manipulator (12) oder Roboter (13) die Position
der folgenden Bohrungen (10, 11) über seine
Bahnsteuerung nach Abstand l und Winkel φ nacheinander präzise anfahren
und das Ersatzteil zielgenau unter dem Lochwerkzeug (21)
anordnen. Die Bohrungspositionen sind als Bahnpunkte in der Bahnsteuerung
definiert und hinterlegt.From the reference bore ( 9 ), the manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) the position of the following holes ( 10 . 11 ) on its path control for distance l and angle φ successive approach precisely and the spare part accurately under the punch tool ( 21 ). The hole positions are defined and stored as track points in the path control.
Am
Ende des Fertigungsprozesses kann der Manipulator (12)
oder Roboter (13) das fertig gestellte Ersatzteil (2)
an einer Ablage (25) zur weiteren Verwendung abgeben. Die
spätere
Montage des Ersatzteils (2) am defekten Gerüstsystem
(5) erfolgt manuell und/oder in anderer geeigneter Weise.At the end of the manufacturing process, the manipulator ( 12 ) or robots ( 13 ) the completed spare part ( 2 ) on a shelf ( 25 ) for further use. The later assembly of the spare part ( 2 ) on the defective scaffolding system ( 5 ) is done manually and / or in another suitable way.
Durch
die vorbeschriebene Flexibilität
lässt sich
die Fertigungseinrichtung (1) in eine vorhandene Bearbeitungsanlage
eines Kunden integrieren. Hierbei kann man im einfachsten Fall eine
Locheinrichtung (20), insbesondere eine Ständerbohrmaschine, im
Arbeitsbereich eines entsprechend programmierten Roboters (13)
anordnen. Die Ersatzteilfertigung ist in diesem Fall eine Zusatzfunktion
innerhalb des Arbeitsspektrums des Roboters (13), der daneben andere
beliebige Aufgaben durchführen
kann. Wenn ein Ersatzteilbedarf besteht, wird er kurzfristig zur
Ersatzteilfertigung in der vorbeschriebenen Weise eingesetzt. Insofern
kann die Fertigungseinrichtung (1) multifunktional sein
oder Bestandteil einer multifunktionalen Zelle oder Anordnung sein.Due to the above-described flexibility, the production device ( 1 ) integrate into an existing processing plant of a customer. Here you can in the simplest case, a punching device ( 20 ), in particular a column drill, in the working area of a correspondingly programmed robot ( 13 ). Spare part production in this case is an additional function within the working spectrum of the robot ( 13 ), which can perform any other tasks besides it. If there is a need for spare parts, it is used at short notice for spare parts production in the manner described above. In this respect, the manufacturing facility ( 1 ) be multifunctional or be part of a multifunctional cell or array.
Abwandlungen
des gezeigten Ausführungsbeispiels
sind in verschiedener Weise möglich.
Dies betrifft einerseits die Zahl, Ausgestaltung und Anordnung der
Achsen des Manipulators (12) oder Roboters (13).
Ferner kann eine Fertigungseinrichtung (1) mehrere Manipulatoren
(12) oder Roboter (13) sowie mehrere Locheinrichtungen
(20) umfassen. Die konstruktive Ausbildung der Locheinrichtung
(20) kann ebenfalls variieren.Modifications of the embodiment shown are possible in various ways. On the one hand, this relates to the number, configuration and arrangement of the axes of the manipulator ( 12 ) or robot ( 13 ). Furthermore, a production device ( 1 ) several manipulators ( 12 ) or robots ( 13 ) as well as several punching devices ( 20 ). The structural design of the punching device ( 20 ) may also vary.
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11
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Fertigungseinrichtungmanufacturing facility
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22
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Ersatzteilspare part
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33
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Greifeinrichtunggripper
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44
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Greifelementgripping element
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55
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Gerüstsystemscaffolding system
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66
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Positionierstiftpositioning
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77
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Gerüstteilscaffold member
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88th
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Gerüstteilscaffold member
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99
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Bohrung,
als Referenz dienende BohrungDrilling,
as a reference bore
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1010
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Bohrung,
folgende BohrungDrilling,
following drilling
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1111
-
Bohrung,
folgende BohrungDrilling,
following drilling
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1212
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Manipulatormanipulator
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1313
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Roboterrobot
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1414
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Rohraufnahmetube support
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1515
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Werkzeugwechslertool changer
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1616
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WerkzeugTool
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1717
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Steuerungcontrol
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1818
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Programmspeicherprogram memory
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1919
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DatenschnittstelleData Interface
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2020
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Locheinrichtunghole facility
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2121
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Lochwerkzeugpunch
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2222
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Zustellachseinfeed
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2323
-
Steuerleitungcontrol line
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2424
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Rohrauflagepipe support
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2525
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Ablagefiling
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2626
-
Verbindungsstellejunction
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2727
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Rohrschellepipe clamp
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φ'φ '
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Winkel
bezogen auf Referenzbohrungangle
based on reference bore
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φ''φ ''
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Winkel
bezogen auf Referenzbohrungangle
based on reference bore
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1'1'
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Abstand
bezogen auf Referenzbohrungdistance
based on reference bore
-
1''1''
-
Abstand
bezogen auf Referenzbohrungdistance
based on reference bore