DE102012017546B3

DE102012017546B3 - Forging system used for forging workpiece, has evaluation unit which determines spatial positions of measuring device and space position of tool, in order to evaluate position of workpiece to be handled by handling robot

Info

Publication number: DE102012017546B3
Application number: DE201210017546
Authority: DE
Inventors: Daniel Riegger; Michael Beloch; Volker Baruth
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2032-09-06

Abstract

The forging system (1) has a forging hammer (2), a tool (4), a handling robot (6) and measuring device (7). The tool includes the reference elements (9,10), and the measuring units (12,13) include a laser light device (18). An evaluation unit (15) determines the spatial positions (Mx1,My1,Mz1) of the measuring device, the position of the measuring units on the basis of measurement coordinates (Rx1,Ry1,Rz1) of the reference element (9), and the space position (Wx,Wy,Wz) of the tool, in order to evaluate the position of the workpiece to be handled by a handling robot (6). An independent claim is included for a method for positioning workpiece in forging system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiedesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Positionierung eines Werkstücks in einem Schmiedesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a forging system according to the preamble of claim 1 and a method for positioning a workpiece in a forging system according to the preamble of claim 12.

Aus der EP 1 635 972 B1 ist ein Schmiedesystem bekannt, welches einen Schmiedehammer, wenigstens ein als Gesenk ausgebildetes Werkzeug mit einer Gravur, einen Handhabungsroboter und eine Messeinrichtung umfasst, wobei der Schmiedehammer wenigstens einen Werkzeughalter zur Aufnahme des Werkzeugs umfasst, wobei das Werkzeug ein Referenzmittel umfasst, wobei die Messeinrichtung Messmittel umfasst, wobei die Messeinrichtung auf der Basis von Messdaten ausgehend von einer bekannten Raumposition der Messmittel eine Raumposition des Referenzmittels des Werkzeugs ermittelt und wobei bei einem nachfolgenden Schmieden das Werkstück von dem Handhabungsroboter auf der Basis der ermittelten Raumposition des Werkzeugs vorschriftsmäßig zu dem Werkzeug und zu dessen Gravur positioniert wird. Nachteilig an einem derartigen Schmiedesystem ist, dass bei diesem System zur Erfassung der räumlichen Lage des Werkzeugs die Erfassungseinrichtung dreimal an das Werkzeug angefahren werden muss.From the EP 1 635 972 B1 a forging system is known, which comprises a forging hammer, at least one formed as a die tool with an engraving, a handling robot and a measuring device, wherein the forging hammer comprises at least one tool holder for receiving the tool, wherein the tool comprises a reference means, wherein the measuring device comprises measuring means wherein the measuring device based on measurement data based on a known spatial position of the measuring means determines a spatial position of the reference means of the tool and wherein in a subsequent forging the workpiece from the handling robot on the basis of the determined spatial position of the tool according to the tool and its engraving is positioned. A disadvantage of such a forging system is that in this system for detecting the spatial position of the tool, the detection device must be approached three times to the tool.

Aus der DE 39 34 236 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Geometrie eines Körpers bekannt, wobei der Körper in der Schmiedepresse zur Bearbeitung für einen Bearbeitungsdurchlauf verschoben und in vorbestimmter Weise um die Längsachse gedreht wird. Dabei wird die Oberfläche des Körpers in Ebenen senkrecht zur Verschieberichtung des Körpers fortlaufend über den Umfang abgetastet. Die abgetasteten Daten werden danach einem vorbereiteten programmierten Rechner übermittelt und anschließend im Rechner mit Hilfe eines auf der Volumenkonstanzbedingungen beruhenden Programms so umgesetzt, dass die aktuelle Geometrie des Körpers erfasst wird. Die erfasste aktuelle Geometrie wird im Rechner so verarbeitet, dass ein weiterer Umformschritt mit vorbestimmten programmierten Schmiedeparametern eingeleitet wird. Hierbei besteht eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aus einem als Ring ausgebildeten Träger, der in der Nähe des Bearbeitungsbereiches des Körpers angeordnet und um den Körper mit einer definierten Geschwindigkeit rotierend an einem Aufnehmer angebracht ist. An der Innenfläche des Ringes sind an zwei oder mehreren gegenüberliegenden Stellen jeweils benachbart angeordnete Strahl-Sender und Strahl-Empfänger installiert.From the DE 39 34 236 A1 For example, a method and apparatus for determining the geometry of a body is known, wherein the body in the forging press is displaced for machining for a machining pass and rotated in a predetermined manner about the longitudinal axis. In this case, the surface of the body is scanned in planes perpendicular to the direction of displacement of the body continuously over the circumference. The sampled data is then transmitted to a prepared programmed computer and then converted in the computer using a program based on the volume constancy conditions so that the current geometry of the body is detected. The detected current geometry is processed in the computer so that another forming step is initiated with predetermined programmed forging parameters. In this case, an apparatus for carrying out the method consists of a carrier designed as a ring, which is arranged in the vicinity of the processing region of the body and mounted in a rotating manner on a receptacle around the body at a defined speed. On the inner surface of the ring respectively adjacent arranged beam transmitter and beam receiver are installed at two or more opposite locations.

Aus der JP H05-348 A ein Schmiedewerkzeug bekannt, bei welchem der relative Versatz eines Obergesenks und eines Untergesenks ermittelt wird und bei dem ein Alarm ausgelöst wird, wenn der Versatz einen vorbestimmten Wert überschreitet.From the JP H05-348 A a forging tool is known in which the relative displacement of a top and a bottom die is detected and in which an alarm is triggered when the offset exceeds a predetermined value.

Schließlich ist aus der DE 602 16 323 T2 eine Maschine zum Durchführen von Bearbeitungs-Arbeitsschritten an einem Werkstück bekannt, wobei die Maschine einen Wagen und einen Roboterarm, der auf dem Wagen angebracht ist, umfasst, wobei der Arm einen bewegbaren Kopf aufweist, der ein Werkzeug zum Durchführen der Bearbeitungs-Arbeitsschritte an dem Werkstück umfasst, wobei die Maschine weiterhin ein Laser-Positionsbestimmungssystem zum Bestimmen der tatsächlichen räumlichen Beziehung zwischen dem Wagen und dem Werkstück umfasst.Finally, out of the DE 602 16 323 T2 a machine for performing machining operations on a workpiece, the machine comprising a carriage and a robot arm mounted on the carriage, the arm having a movable head which is a tool for performing the machining operations on the workpiece Workpiece, the machine further comprising a laser positioning system for determining the actual spatial relationship between the carriage and the workpiece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schmiedesystem bzw. ein Verfahren zur Positionierung eines Werkstücks in einem Schmiedesystem vorzuschlagen, bei welchem eine Erfassung der räumlichen Lage des Werkzeugs zuverlässig, schnell und mit geringerem Aufwand erfolgt.The invention has for its object to provide a forging system and a method for positioning a workpiece in a forging, in which a detection of the spatial position of the tool is reliable, fast and with less effort.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 12 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.This object is achieved on the basis of the features of the preamble of claim 1 by the characterizing features of claim 1 and of claim 12. In the dependent claims advantageous and expedient developments are given.

Bei dem erfindungsgemäßen Schmiedesystem umfassen die Messmittel eine Laserlichtschnitteinrichtung, wobei von dem Auswertemittel der Messeinrichtung nach der ersten Messung auf der Basis der bekannten, ersten Raumposition der Messmittel und auf der Basis von durch die erste Messung ermittelten Koordinaten des ersten Referenzmittels des Werkzeugs die Raumposition des Werkzeugs ermittelt wird.. Mit einem derartigen Schmiedesystem ist eine von einer einzigen Position ausgehende Messung ausreichend, um die Raumposition des Werkstücks zu erfassen, um ein zu schmiedendes Werkstück mit dem Handhabungsroboter auf der Basis der ermittelten Raumposition des Werkzeugs vorschriftsmäßig zu dem Werkzeug und zu dessen Werkstückgravur positionieren zu können. Kern der Erfindung ist eine berührungsfreie Messung einer räumlichen Position des Werkzeugs. Hierdurch entfällt zusätzlicher Messaufwand und die Rüstzeit des Schmiedehammers wird entsprechend verkürzt. Insbesondere sind keine Referenzfahrten mit reduzierter Geschwindigkeit erforderlich und das erfindungsgemäße System ist voll automatisierbar und somit weniger fehleranfällig als teilautomatisierte Systeme.In the case of the forging system according to the invention, the measuring means comprise a laser light slicing device, wherein the spatial position of the tool is determined by the evaluation means of the measuring device after the first measurement on the basis of the known, first spatial position of the measuring means and on the basis of coordinates of the first reference means of the tool determined by the first measurement With such a forging system, a measurement from a single position is sufficient to detect the spatial position of the workpiece, a workpiece to be forged with the handling robot based on the determined spatial position of the tool in accordance with the tool and its workpiece engraving to be able to position. The core of the invention is a non-contact measurement of a spatial position of the tool. This eliminates additional measurement effort and the setup time of the forging hammer is shortened accordingly. In particular, no reference runs with reduced speed are required and the system according to the invention is fully automatable and thus less prone to error than partially automated systems.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, mit dem Auswertemittel der Messeinrichtung nach einer zweiten Messung, in welcher die Messmittel in einer zweiten Position stehen, auf der Basis der ausgehend von einer bekannten zweiten Raumposition der Messmittel und ausgehend von den ermittelten Koordinaten des zweiten Referenzmittels des Werkzeugs nochmals die Raumposition des Werkzeugs zu ermitteln. Hierdurch ist es möglich, mit derselben technischen Ausrüstung und nur minimalem Mehraufwand die Richtigkeit der für das Werkzeug mit der ersten Messung ermittelten Raumposition zu überprüfen und somit Fehler wirksam zu verhindern.Furthermore, the invention provides, with the evaluation of the measuring device after a second measurement in which the measuring means are in a second position, on the basis of starting from a known second spatial position of the measuring means and to determine again from the determined coordinates of the second reference means of the tool, the spatial position of the tool. This makes it possible to check with the same technical equipment and minimal additional effort, the correctness of the determined for the tool with the first measurement spatial position and thus effectively prevent errors.

Die Erfindung sieht auch vor, das Auswertemittel der Messeinrichtung nach einer dritten Messung, in welcher die Messmittel in einer dritten Position stehen, auf der Basis der ausgehend von einer bekannten dritten Raumposition der Messmittel ermittelten Koordinaten des dritten Referenzmittels des Werkzeugs nochmals die Raumposition des Werkzeugs zu ermitteln. Hierdurch ist es möglich, mit derselben technischen Ausrüstung und nur minimalem Mehraufwand die Richtigkeit der für das Werkzeug mit der ersten und der zweiten Messung ermittelten Raumposition zu überprüfen und somit Fehler noch wirksamer zu verhindern.The invention also provides that the evaluation means of the measuring device after a third measurement, in which the measuring means are in a third position, on the basis of the determined from a known third spatial position of the measuring means coordinates of the third reference means of the tool again the spatial position of the tool determine. This makes it possible to check with the same technical equipment and minimal additional effort, the correctness of the determined for the tool with the first and the second measurement spatial position and thus to prevent errors more effectively.

Entsprechend ist es vorgesehen, das Werkstück abhängig von der ermittelten Raumposition des Werkzeugs von dem Handhabungsroboter vorschriftsmäßig zu dem Werkzeug und zu dessen Gravur zu positionieren und so eine optimale Ausrichtung von Werkzeug und Werkstück zu erreichen.Accordingly, it is provided to position the workpiece depending on the determined spatial position of the tool by the handling robot in accordance with the law to the tool and its engraving and thus to achieve an optimal alignment of the tool and workpiece.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Messdaten unter Verwendung eines eine Linie projizierenden Lasers und einer 2D-Kamera unter Anwendung eines Laserlichtschnittverfahrens zu erfassen. Derartige Komponenten sind als Messmittel kostengünstig verfügbar und für einen Einsatz in der Schmiedefertigung auch hinreichend robust.Furthermore, the invention provides for acquiring the measurement data using a line-projecting laser and a 2D camera using a laser light-slicing method. Such components are available at low cost as a measuring means and also sufficiently robust for use in forging production.

Die Erfindung sieht auch vor, die Messdaten aus einer beliebigen Position der Messmittel heraus zu erfassen, aus welcher eine freie Sicht auf das Referenzmittel gegeben ist. Hierdurch ist es möglich, den Aufwand für eine exakte Positionierung der Messmittel zu minimieren und die Verfahrzeit und damit auch die Rüstzeit weiter zu verkürzen.The invention also provides to detect the measurement data from any position of the measuring means, from which a clear view of the reference means is given. This makes it possible to minimize the effort for an exact positioning of the measuring means and to further shorten the travel time and thus also the set-up time.

Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, das Referenzmittel derart auszubilden, dass dieses zur Erfassung einer Raumposition auf der Basis des Laserlichtschnittverfahrens geeignet ist und dass dieses insbesondere eine dreidimensionale und wenigstens teilweise diffus reflektierende Oberfläche aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Referenzmittels ist eine hohe Messqualität sicher gestellt.According to the invention, it is provided to design the reference means in such a way that it is suitable for detecting a spatial position on the basis of the laser light-section method and that this in particular has a three-dimensional and at least partially diffusely reflecting surface. Such a configuration of the reference means ensures a high quality of measurement.

Eine erste Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, die Messmittel während einer Durchführung einer Messung von dem Handhabungsroboter tragen zu lassen. Eine Anordnung der Messmittel and dem Handhabungsroboter hält die Kosten der Gesamtanlage niedrig, da zusätzlich zu dem ohnehin vorhandenen Handhabungsroboter keine weitere Einrichtung zum Tragen der Messmittel beim Messvorgang erforderlich ist.A first embodiment variant of the invention provides for the measuring means to be carried by the handling robot during a measurement. An arrangement of the measuring means and the handling robot keeps the cost of the entire system low, since in addition to the already existing handling robot no further means for carrying the measuring means during the measuring process is required.

Eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, die Messmittel während einer Durchführung einer Messung von einem zusätzlich zu dem Handhabungsroboter vorhandenen zweiten Roboter tragen zu lassen. Die Ausstattung der Schmiedesystems mit einem zweiten Roboter, welche die Messmittel beim Messvorgang trägt, bringt den Vorteil mit sich, dass der zweite Roboter optimal auf die speziellen Anforderungen der Messmittel auslegbar ist und beispielsweise derart angeordnet sein kann, dass dieser während des Schmiedens insbesondere zusammen mit den Messmitteln in eine besonderes geschützte Ruheposition verfahrbar ist.A second embodiment variant of the invention provides for the measuring means to be carried by a second robot in addition to the handling robot during a performance of a measurement. The equipment of the forging system with a second robot, which carries the measuring means during the measuring process, has the advantage that the second robot can be optimally adapted to the special requirements of the measuring means and, for example, arranged such that it during forging in particular together with the measuring means in a special protected rest position is movable.

Eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, die Messmittel während einer Durchführung einer Messung in einer Umgebung des Schmiedehammers ortsfest anzuordnen. Hierdurch wird die Rüstzeit weiter optimiert, da es bei dieser Bauart nicht erforderlich ist, die Messmittel zu bewegen.A third embodiment variant of the invention provides for the measuring means to be arranged in a stationary manner during a measurement in an environment of the forging hammer. As a result, the setup time is further optimized, since it is not necessary in this type, to move the measuring means.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Messmittel mit wenigstens einem Energiespeicher auszustatten und die Messmittel und das Auswertmittel durch eine drahtlose Datenverbindung zu verbinden. Hierdurch kann auf eine Verkabelung verzichtet werden. Weiterhin ist es bei einem derartigen Schmiedesystem besonders einfach möglich, die Messmittel oder die Messmittel und das Auswertmittel abwechselnd zusammen mit unterschiedlichen Schmiedehämmern zu nutzen.Furthermore, the invention provides for equipping the measuring means with at least one energy store and to connect the measuring means and the evaluation means by a wireless data connection. As a result, can be dispensed with a wiring. Furthermore, with such a forging system, it is particularly easy to use the measuring means or the measuring means and the evaluation means alternately together with different forging hammers.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionierung eines Werkstücks in einem Schmiedesystem, bei welchem das Schmiedesystem insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, ist es vorgesehen, in einem ersten Schritt eine Raumposition eines Werkzeugs dadurch zu ermitteln, dass Messmittel, welche eine Laserlichtschnitteinrichtung umfassen, Koordinaten eines ersten Referenzmittel des Werkzeugs aus einer ersten, bekannten Messposition heraus erfassen und aus den ermittelten Koordinaten des ersten Referenzmittels die Raumposition des Werkzeugs ermitteln und in einem zweiten Schritt die Raumposition des Werkzeugs dadurch nochmals zu ermitteln, dass die Messmittel Koordinaten eines zweiten Referenzmittels des Werkzeugs aus einer bekannten, zweiten Messposition heraus erfassen und aus den ermittelten Koordinaten des zweiten Referenzmittels die Raumposition des Werkzeugs nochmals ermitteln und in einem dritte Schritt das Werkstück auf der Basis der zweimal ermittelten Raumposition des Werkzeugs von einem Handhabungsroboter lagerichtig zu dem Werkzeug zu positionieren. Durch ein derartiges Verfahren, bei welchem redundant aus zwei bekannten Messpositionen heraus zwei unterschiedliche Referenzmittel des Werkzeugs vermessen werden, ist es möglich, die Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit mit welcher das Werkstück auf das Werkzeug ausgerichtet werden kann entscheiden zu erhöhen.In the method according to the invention for positioning a workpiece in a forging system, in which the forging system is designed in particular according to at least one of claims 1 to 9, it is provided to determine a spatial position of a tool in a first step by means of measuring means comprising a laser light-sectioning device comprise, coordinates of a first reference means of the tool from a first, known measuring position out and determine from the determined coordinates of the first reference means the spatial position of the tool and in a second step to determine the spatial position of the tool again by the measuring means coordinates of a second reference means of the tool from a known, second measuring position out and determine the spatial position of the tool again from the determined coordinates of the second reference means and in a third step the workpiece on the basis of twice ermi ttelten space position of the tool of a Position handling robot in the correct position to the tool. By means of such a method, in which two different reference means of the tool are measured redundantly from two known measuring positions, it is possible to increase the safety or reliability with which the workpiece can be aligned with the tool.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are described in the drawing with reference to schematically illustrated embodiments.

Hierbei zeigt:Hereby shows:

1: eine schematische Darstellung des Schmiedesystems; 1 a schematic representation of the forging system;

2: eine Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems, wobei der Handhabungsroboter die Messeinrichtung trägt und in einer Parkstellung steht; 2 : a schematic representation of the in the 1 shown forging system, wherein the handling robot carries the measuring device and is in a parking position;

3: eine weitere Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems, wobei der Handhabungsroboter die Messeinrichtung trägt und mit der Messeinrichtung in einer ersten Messposition steht und 3 : another schematic representation of the in the 1 the forging system shown, wherein the handling robot carries the measuring device and is in a first measuring position with the measuring device and

4: eine weitere Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems, wobei der Handhabungsroboter die Messeinrichtung trägt und mit der Messeinrichtung in einer zweiten Messposition steht. 4 : another schematic representation of the in the 1 shown forging system, wherein the handling robot carries the measuring device and is in a second measuring position with the measuring device.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Schmiedesystem 1 schematisch dargestellt. Das Schmiedesystem 1 umfasst einen Schmiedehammer 2, welcher nur teilweise dargestellt ist, ein als Gesenk 3 ausgebildetes Werkzeug 4 mit einer Gravur 5, einen Handhabungsroboter 6 und eine Messeinrichtung 7. Der Schmiedehammer 2 umfasst einen Werkzeughalter 8 zur Aufnahme des Werkzeugs 4. Das Werkzeug 4 umfasst ein erstes Referenzmittel 9 und ein zweites Referenzmittel 10, wobei beide Referenzmittel 9, 10 als Referenzmarken 11 ausgebildet sind. Die Messeinrichtung 7 umfasst Messmittel 12, 13, welche zusammen einen Messkopf 14 bilden, und ein Auswertmittel 15, in welchem von den Messmitteln 12, 13 erzeugte Messdaten verarbeitet werden. Die Messmittel 12, 13 bzw. der Messkopf 14 sind an dem Handhabungsroboter 6 anstelle einer Greifeinrichtung angeordnet, mit welcher der Handhabungsroboter 6 nach einem Einrichtvorgang ein nicht dargestelltes Werkstück in den Schmiedehammer 2 hält. Alternativ ist es auch vorgesehen, dass der Handhabungsroboter 6 die Messeinrichtung 7 bzw. den Messkopf 14 mit seiner Greifeinrichtung greift. Referenzkoordinaten bzw. die Raumposition Mx1, My1, Mz1 des an einer Schnittstelle 16 des Handhabungsroboters 6 abgeordneten Messkopfes 14 sind dem Auswertmittel 15 aus einer Steuerung 17 des Handhabungsroboters 6 bekannt. Zur Bestimmung aller drei Raumkoordinaten bzw. der Raumposition Wx, Wy, Wz des Werkzeugs 4 werden die Messmittel 12, 13 zur Durchführung einer Messung von dem Handhabungsroboter 6 in eine erste Messposition MP1, welche die Koordinaten Mx1, My1, Mz1 aufweist, verfahren. Die Messposition MP2 ist in der 1 gezeigt. Aus der Messposition MP1 haben die Messmittel 12, 13 freie Sicht auf wenigstens eines der Referenzmittel 9, 10. Aus der Messposition MP1 heraus beleuchtet das erste Messmittel 12, welches einen ersten eine Linie projizierenden Laser 12a und einen zweiten eine Linie projizierenden Laser 12b umfasst, das erste Referenzmittel 9 mit einem Kreuz bzw. Gitter. Gleichzeitig erfasst das zweite Messmittel 13, welches als 2D-Kamera 13a ausgebildet ist, das beleuchtete erste Referenzmittel 9. Auf der Grundlage der bekannten Raumkoordinaten Mx1, My1, Mz1 des Messkopfes 14 und auf der Grundlage von Messdaten, welche von den Messmitteln 12, 13 an das Auswertmittel 15 übergeben werden, werden in dem Auswertmittel 15 dann die Koordinaten Rx1, Ry1, Rz1 des ersten Referenzmittels 9 berechnet und daraus wird dann die Raumposition bzw. die drei Raumkoordination Wx, Wy, Wz des Werkzeugs berechnet. Die Messmittel 12, 13 bilden eine Laserlichtschnitteinrichtung 18, welche geeignet ist unter Verwendung eines Laserlichtschnittverfahrens Messungen zur Bestimmung von Raumkoordinaten durchzuführen.In the 1 is a forging system according to the invention 1 shown schematically. The forging system 1 includes a blacksmith hammer 2 , which is only partially shown, as a die 3 trained tool 4 with an engraving 5 , a handling robot 6 and a measuring device 7 , The blacksmith hammer 2 includes a tool holder 8th for holding the tool 4 , The tool 4 comprises a first reference means 9 and a second reference means 10 where both reference means 9 . 10 as reference marks 11 are formed. The measuring device 7 includes measuring equipment 12 . 13 , which together a measuring head 14 form, and an evaluation 15 in which of the measuring means 12 . 13 generated measured data are processed. The measuring equipment 12 . 13 or the measuring head 14 are on the handling robot 6 arranged in place of a gripping device, with which the handling robot 6 after a setup a not shown workpiece in the forging hammer 2 holds. Alternatively, it is also provided that the handling robot 6 the measuring device 7 or the measuring head 14 grips with his gripping device. Reference coordinates or the spatial position Mx1, My1, Mz1 of an interface 16 of the handling robot 6 deputed measuring head 14 are the evaluation tool 15 from a controller 17 of the handling robot 6 known. For determining all three spatial coordinates or the spatial position Wx, Wy, Wz of the tool 4 become the measuring equipment 12 . 13 for performing a measurement of the handling robot 6 in a first measurement position MP1, which has the coordinates Mx1, My1, Mz1, proceed. The measuring position MP2 is in the 1 shown. From the measuring position MP1 have the measuring means 12 . 13 free view of at least one of the reference means 9 . 10 , From the measuring position MP1 out lights the first measuring means 12 which is a first laser projecting a line 12a and a second laser projecting a line 12b comprises, the first reference means 9 with a cross or grid. At the same time, the second measuring device detects 13 , which as a 2D camera 13a is formed, the illuminated first reference means 9 , On the basis of the known spatial coordinates Mx1, My1, Mz1 of the measuring head 14 and on the basis of measurement data obtained by the measuring means 12 . 13 to the evaluation means 15 be transferred are in the evaluation 15 then the coordinates Rx1, Ry1, Rz1 of the first reference means 9 and from this the spatial position or the three spatial coordination Wx, Wy, Wz of the tool is calculated. The measuring equipment 12 . 13 form a laser light-section device 18 , which is suitable for carrying out measurements for determining spatial coordinates using a laser light-slicing method.

Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, die Messmittel an einem zweiten Roboter, welcher zusätzlich zu dem Handhabungsroboter für Werkstücke vorhanden ist, anzuordnen. Dies hat den Vorteil, dass die Messmittel dauerhaft an dem zweiten Roboter befestigt bleiben können, da dieser nicht zur Handhabung von Werkstücken Verwendung findet.According to an embodiment variant, not shown, it is provided to arrange the measuring means on a second robot, which is present in addition to the handling robot for workpieces. This has the advantage that the measuring means can remain permanently attached to the second robot, since this is not used for handling workpieces use.

Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, die Messmittel ortfest im Umfeld des Schmiedehammers anzuordnen, wobei die Messmittel derart angeordnet sind, dass diese freie Sicht auf Referenzmarken des Werkzeugs haben.According to another variant, not shown, it is also provided to arrange the measuring means stationary in the environment of the forging hammer, wherein the measuring means are arranged such that they have a clear view of reference marks of the tool.

Alternativ zu einer in der 1 gezeigten Verbindungsleitung 19 zwischen den Messmitteln 12, 13 und dem Auswertmittel 15 ist eine nicht dargestellte, drahtlose Funkverbindung vorgesehen, wobei insbesondere auch eine Energieversorgung der Messmittel 12, 13 mittels eines nicht dargestellten Energiespeichers erfolgt, welcher vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet ist.Alternatively to one in the 1 shown connection line 19 between the measuring devices 12 . 13 and the evaluation means 15 is provided, not shown, wireless radio link, in particular, a power supply of the measuring means 12 . 13 takes place by means of an energy storage, not shown, which is preferably designed as an accumulator.

In der 2 ist eine Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems 1 dargestellt, wobei der Handhabungsroboter 6 die Messeinrichtung 7 trägt und in einer Parkstellung PS steht. Der Schmiedehammer 2 ist nur ausschnittsweise dargestellt. In der 2 sind das als Gesenk 3 ausgebildete Werkzeug 4, der Werkzeughalter 8 und ein Rahmen 2a des Schmiedhammers 2 sichtbar. Der Handhabungsroboter 6 ist aus seiner Parkstellung PS linear in eine Pfeilrichtung x verfahrbar.In the 2 is a schematic representation of the in the 1 shown forging system 1 illustrated, wherein the handling robot 6 the measuring device 7 carries and stands in a parking position PS. The blacksmith hammer 2 is only partially shown. In the 2 are that as a die 3 trained tool 4 , the tool holder 8th and a frame 2a the blacksmith's hammer 2 visible, noticeable. The handling robot 6 is linearly movable in an arrow direction x from its parking position PS.

Die 3 zeigt eine weitere Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems 1, wobei der Handhabungsroboter 6 die Messeinrichtung 7 trägt und mit der Messeinrichtung 7 in der ersten Messposition MP1 steht. Aus dieser ersten Messposition MP1 heraus projizieren die Laser 12a und 12b ihre Linien auf das Werkstück 4 im Bereich des ersten Referenzmittels 9. Die 2D-Kamera 13a erfasst gleichzeitig das Referenzmittels 9 mit dem darauf projizierten Kreuz. Hierbei ist das Referenzmittel 9 als Vertiefung ausgebildet. Ausgehend von der Raumposition Mx1, My1, Mz1 des Messmittels 7 wird von dem in den 2 bis 4 nicht dargestellten Auswertmittel 15 die Raumposition Rx1, Ry1, Rz1 des ersten Referenzmittels 9 berechnet und werden hieraus die Raumkoordinaten Wx, Wy, Wz des Werkzeugs 4 bzw. der in den 2 bis 4 nicht gezeigten Gravur des Werkzeugs 4 ermittelt.The 3 shows a further schematic representation of the in the 1 shown forging system 1 , wherein the handling robot 6 the measuring device 7 carries and with the measuring device 7 is in the first measuring position MP1. The lasers project from this first measuring position MP1 12a and 12b their lines on the workpiece 4 in the area of the first reference agent 9 , The 2D camera 13a simultaneously captures the reference means 9 with the cross projected on it. Here is the reference means 9 formed as a recess. Starting from the spatial position Mx1, My1, Mz1 of the measuring device 7 will of that in the 2 to 4 not shown evaluation 15 the spatial position Rx1, Ry1, Rz1 of the first reference means 9 calculates and from this the space coordinates Wx, Wy, Wz of the tool 4 or in the 2 to 4 not shown engraving of the tool 4 determined.

Die 4 zeigt eine weitere Prinzipdarstellung des in der 1 gezeigten Schmiedesystems 1, wobei der Handhabungsroboter 6 die Messeinrichtung 7 trägt und mit der Messeinrichtung 7 in einer zweiten Messposition MP2 steht. Aus dieser zweiten Messposition MP2 heraus projizieren die Laser 12a und 12b ihre Linien auf das Werkstück 4 im Bereich eines zweiten Referenzmittels 10. Die 2D-Kamera 13a erfasst gleichzeitig das zweite Referenzmittels 10 mit dem darauf projizierten Kreuz. Hierbei ist das Referenzmittel 10 als Vertiefung ausgebildet. Ausgehend von der Raumposition Mx2, My2, Mz2, welche das Messmittel 7 in der zweiten Messposition MP2 aufweist, wird von dem in den 2 bis 4 nicht dargestellten Auswertmittel 15 eine Raumposition Rx2, Ry2, Rz2 des zweiten Referenzmittels 10 berechnet und werden hieraus die Raumkoordinaten Wx, Wy, Wz des Werkzeugs 4 bzw. der in den 2 bis 4 nicht gezeigten Gravur des Werkzeugs 4 ermittelt. Sofern die an beiden Referenzmitteln 9, 10 ermittelten Raumkoordinaten Wx, Wy, Wz des Werkzeugs 4 übereinstimmen wird die Messeinrichtung 7 von dem Handhabungsroboter 6 abgelegt und wird ein nicht dargestelltes Werkstück gegriffen, welches dann von dem Handhabungsroboter 6 auf der Basis der ermittelten Raumposition Wx, Wy, Wz des Werkzeugs 4 entsprechend den fertigungstechnischen Vorgaben auf das Werkzeug 4 und dessen Gravur 5 ausgerichtet wird, um dann zielgerichtet geschmiedet zu werden.The 4 shows a further schematic representation of the in the 1 shown forging system 1 , wherein the handling robot 6 the measuring device 7 carries and with the measuring device 7 is in a second measuring position MP2. The lasers project from this second measuring position MP2 12a and 12b their lines on the workpiece 4 in the range of a second reference agent 10 , The 2D camera 13a simultaneously detects the second reference means 10 with the cross projected on it. Here is the reference means 10 formed as a recess. Starting from the spatial position Mx2, My2, Mz2, which is the measuring means 7 in the second measuring position MP2, is of the in the 2 to 4 not shown evaluation 15 a spatial position Rx2, Ry2, Rz2 of the second reference means 10 calculates and from this the space coordinates Wx, Wy, Wz of the tool 4 or in the 2 to 4 not shown engraving of the tool 4 determined. Provided that at both reference means 9 . 10 determined spatial coordinates Wx, Wy, Wz of the tool 4 match the measuring device 7 from the handling robot 6 stored and a non-illustrated workpiece is gripped, which then from the handling robot 6 on the basis of the determined spatial position Wx, Wy, Wz of the tool 4 according to the manufacturing specifications on the tool 4 and its engraving 5 is aligned, then forged purposefully.

Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.The invention is not limited to illustrated or described embodiments. Rather, it includes developments of the invention within the scope of the patent claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SchmiedesystemBlacksmith Shop
22: Schmiedehammersledgehammer
33: Gesenkdie
44: WerkzeugTool
55: Gravur von 4 Engraving from 4
66: Handhabungsroboterhandling robots
77: Messeinrichtungmeasuring device
88th: Werkzeughaltertoolholder
99: erstes Referenzmittel an 4 first reference means 4
1010: zweites Referenzmittel an 4 second reference means 4
1111: Referenzmarkereference mark
1212: Messmittelmeasuring Equipment
12a, 12b12a, 12b: Laserlaser
1313: Messmittelmeasuring Equipment
13a13a: 2D-Kamera2D camera
1414: Messkopfprobe
1515: Auswertmittelevaluation means
1616: Schnittstelleinterface
1717: Steuerung 17 control 17
1818: LaserlichtschnitteinrichtungLaser cutting device
MP1, MP2MP1, MP2: erste bzw. zweite Messpositionfirst or second measuring position
Mx1, My1, Mz1Mx1, My1, Mz1: erste Raumposition der Messmittelfirst spatial position of the measuring means
Mx2, My2, Mz2Mx2, My2, Mz2: zweite Raumposition der Messmittelsecond spatial position of the measuring means
PSPS: Parkstellungparking position
Rx1, Ry1, Rz1Rx1, Ry1, Rz1: Koordinaten des 1. ReferenzmittelsCoordinates of the 1st reference means
Rx2, Ry2, Rz2Rx2, Ry2, Rz2: Koordinaten des 2. ReferenzmittelsCoordinates of the 2nd reference means
Wx, Wy, WzWx, Wy, Wz: Raumposition des WerkzeugsSpace position of the tool

Claims

Forging system ( 1 ) comprising - a forging hammer ( 2 ), at least one as a die ( 3 ) trained tool ( 4 ) with an engraving ( 5 ), a handling robot ( 6 ) and a measuring device ( 7 ), - the forging hammer ( 2 ) at least one tool holder ( 8th ) for receiving the tool ( 4 ), wherein the tool ( 4 ) at least one reference means ( 9 . 10 ), the measuring device ( 7 ) Measuring means ( 12 . 13 ) and an evaluation means ( 15 ), - wherein the evaluation means ( 15 ) of the measuring device ( 7 ) after a first measurement, in which the measuring means ( 12 . 13 ) in a first measuring position (MP1), on the basis of measured data and starting from a known spatial position (Mx1, My1, Mz1) of the measuring means ( 12 . 13 ) a first coordinate (Rx) of the reference ( 9 . 10 ) of the tool ( 4 ), wherein during a subsequent forging the workpiece is handled by the handling robot ( 6 ) on the basis of a determined spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ) in accordance with the tool ( 4 ) and to its engraving ( 5 ), - characterized in that - the measuring means ( 12 . 13 ) a laser light slitting device ( 18 ), - wherein the evaluation means ( 15 ) of the measuring device ( 7 ) after the first measurement on the basis of the known, first spatial position (Mx1, My1, Mz1) of the measuring means ( 12 . 13 ) and on the basis of coordinates (Rx1, Ry1, Rz1) of the first reference means determined by the first measurement ( 9 ) of the tool ( 4 ) the spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ).

Forging system according to claim 1, characterized in that the evaluation means ( 15 ) of the measuring device ( 7 ) after a second measurement, in which the measuring means ( 12 . 13 ) in a second position (MP2), on the basis of the starting from a known second spatial position (Mx2, My2, Mz2) of the measuring means ( 12 . 13 ) determined coordinates (Rx2, Ry2, Rz2) of the second reference means ( 10 ) of the tool ( 4 ) again the spatial position (Wx4, Wy4, Wz4) of the tool ( 4 ).

Forging system according to claim 2, characterized in that the evaluation means ( 15 ) of the measuring device ( 7 ) after a third measurement, in which the measuring means ( 12 . 13 ) are in a third position, on the basis of starting from a known third spatial position of the measuring means ( 12 . 13 ) determined coordinates of the third reference means of the tool ( 4 ) again the spatial position (Wx4, Wy4, Wz4) of the tool ( 4 ).

Forging system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the workpiece is handled by the handling robot ( 6 ) depending on the determined spatial position (Wx, Wy, Wz) according to the tool ( 4 ) and to its engraving ( 5 ) is positionable.

Forging system according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring means ( 12 . 13 ) at least one laser projecting a line ( 12a . 12b ) and a 2D camera ( 13a ), wherein the measurement data is detected using a laser light intersection method.

Forging system according to claim 1, characterized in that the acquisition of the measured data from an arbitrary position (MP1, MP2) of the measuring means ( 12 . 13 ), from which a clear view of the reference means ( 9 . 10 ) given is.

Forging system according to claim 1, 2 or 6, characterized in that the reference means ( 9 . 10 ) is designed such that it is suitable for detecting a spatial position (Rx1, Ry1, Rz1) on the basis of the laser light section method and in particular has a three-dimensional and at least partially diffusely reflecting surface.

Forging system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the measuring means ( 12 . 13 ) while performing a measurement of the handling robot ( 6 ) are worn.

Forging system according to at least one of claims 1, 2, 5 or 6, characterized in that the measuring means ( 12 . 13 ) while performing a measurement of one in addition to the handling robot ( 6 ) existing second robot to be worn.

Forging system according to at least one of claims 1, 2, 5 or 6, characterized in that the measuring means ( 12 . 13 ) while performing a measurement in an environment of the forge ( 2 ) are arranged stationary.

Forging system according to at least one preceding claim, characterized in that the measuring means ( 12 . 13 ) in particular comprise a separate energy source and that the measuring means are connected to the evaluation means via a wireless data link.

Method for positioning a workpiece in a forging system, characterized in that - a spatial position (Wx, Wy, Wz) of a tool ( 4 ) is determined by measuring means ( 12 . 13 ), which a laser light-sectioning device ( 18 ), coordinates (Rx1, Ry1, Rz1) of a first reference means ( 9 ) of the tool ( 4 ) from a first, known measuring position (MP1) out and from the determined coordinates (Rx1, Ry1, Rz1) of the first reference means ( 9 ) the spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ) and that - the spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ) is determined again by the fact that the measuring means ( 12 . 13 ) Coordinates (Rx2, Ry2, Rz2) of a second reference means ( 10 ) of the tool ( 4 ) from a known, second measuring position (MP2) and from the determined coordinates (Rx2, Ry2, Rz2) of the second reference means ( 10 ) the spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ) and - that the workpiece is based on the twice determined spatial position (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ) from a handling robot ( 6 ) in the correct position relative to the tool ( 4 ) is positioned.

A method according to claim 12, characterized in that in an intermediate step before the handling of the workpiece with the handling robot ( 6 ) of an evaluation means ( 15 ), it is checked whether the two determined spatial positions (Wx, Wy, Wz) of the tool ( 4 ), wherein in a differentiation of the determined spatial positions (Wx, Wy, Wz) either renewed measurements are carried out and / or an error is reported.