DE102014226655A1

DE102014226655A1 - Method and system for calibrating the forceps force of an automatic controllable manufacturing tongs

Info

Publication number: DE102014226655A1
Application number: DE102014226655.6A
Authority: DE
Inventors: Franz Pecher
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-23
Also published as: WO2016096469A1; EP3233359A1; CN107249829A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren der Zangenpresskraft einer automatisch ansteuerbaren Fertigungszange (11) im Reversierbetrieb, die zum Erzeugen einer Zangenpresskraft zwei gegeneinander verstellbar gelagerte, jeweils eine Zangenspitze (13a, 13b) umfassende Zangenhälften (14, 16) aufweist, und die einen Antrieb (20) aufweist, der ausgebildet ist, wenigstens eine der Zangenhälften (14, 16) zu bewegen, um zwischen den beiden Zangenspitzen (13a, 13b) eine Zangenpresskraft aufzubauen, wobei der Antrieb (20) sich positionsgesteuert automatisch antreiben lässt, derart, dass eine Soll-Zangenpresskraft durch automatisches Einstellen einer der Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs (20) durch eine Schließbewegung der Zangenhälften (14, 16) angesteuert wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges Verfahren zum automatischen Ansteuern einer Fertigungszange (11) im Reversierbetrieb und ein System einer Schweißzange, einer Clinchzange, einer Crimpzange, und/oder eines Greifwerkzeugs mit einer Steuervorrichtung (10).The invention relates to a method for calibrating the forceps force of an automatically actuable manufacturing pliers (11) in reversing operation, the two mutually adjustable adjustable, each having a pliers tip (13a, 13b) comprising pliers halves (14, 16) for generating a forceps pressing force, and having a drive (20) adapted to move at least one of the tong halves (14, 16) to build a forceps force between the two forceps tips (13a, 13b), the drive (20) being automatically position controlled to drive such that a desired pliers pressing force is controlled by automatically setting a desired driving position of the drive (20) associated with the desired plier pressing force by a closing movement of the pliers halves (14, 16). The invention also relates to an associated method for automatically controlling a production tongs (11) in reversing operation and a system of welding tongs, a clinching tongs, a crimping tool, and / or a gripping tool with a control device (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren der Zangenpresskraft einer automatisch ansteuerbaren Fertigungszange im Reversierbetrieb, die zum Erzeugen einer Zangenpresskraft zwei gegeneinander verstellbar gelagerte, jeweils eine Zangenspitze umfassende Zangenhälften aufweist, und die einen Antrieb aufweist, der ausgebildet ist, wenigstens eine der Zangenhälften zu bewegen, um zwischen den beiden Zangenspitzen eine Zangenpresskraft aufzubauen, wobei der Antrieb sich positionsgesteuert automatisch antreiben lässt, derart, dass eine Soll-Zangenpresskraft durch automatisches Einstellen einer der Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs durch eine Schließbewegung der Zangenhälften angesteuert wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges Verfahren zum automatischen Ansteuern einer Fertigungszange im Reversierbetrieb und ein System einer Schweißzange, einer Clinchzange, einer Crimpzange, und/oder eines Greifwerkzeugs mit einer Steuervorrichtung.The invention relates to a method for calibrating the forceps force of an automatically controllable production tool in the reversing operation, which has two mutually adjustable mounted, each having a pair of pliers tip pliers halves for generating a pliers pressing force, and having a drive which is adapted to move at least one of the pliers halves, in order to build a pincer pressing force between the two pliers tips, wherein the drive can be driven position-controlled automatically, such that a desired pliers pressing force is controlled by automatically setting a desired drive position of the drive associated with the desired pliers pressing force by a closing movement of the pliers halves. The invention also relates to an associated method for automatically controlling a production tongs in reversing operation and a system of welding tongs, a clinching tongs, a crimping tool, and / or a gripping tool with a control device.

Die DE 44 32 573 C2 offenbart ein Verfahren zum Steuern der Presskraft einer Widerstandsschweißmaschine, die mit einem numerisch gesteuerten Elektromotor und einem Schraubtrieb ausgestattet ist, bei welchem es erforderlich sein kann, in bestimmten Phasen des Schweißprozesses sicherzustellen, dass die Schweißelektroden auf die zu verschweißenden Werkstücke eine vorbestimmte Kraft ausüben, wobei vor einem Schweißprozess der Elektromotor über den Schraubtrieb und die Schweißelektroden nacheinander zwei verschiedene Kräfte auf die Werkstücke ausübt, die dazugehörenden Drehwinkel aufgezeichnet werden, und aus diesen Werten die Federkonstante des Kraftübertragungsaufbaus der Schweißmaschine bestimmt wird, mittels derer während jeder Phase des nachfolgenden Schweißprozesses eine eindeutige Beziehung zwischen jeder gewünschten Kraft und dem entsprechenden Drehwinkel herstellbar ist, der von dem Elektromotor ausgeführt werden soll.The DE 44 32 573 C2 discloses a method for controlling the pressing force of a resistance welding machine equipped with a numerically controlled electric motor and a helical drive, which may be required to ensure that the welding electrodes exert a predetermined force on the workpieces to be welded at certain stages of the welding process before a welding process, the electric motor via the helical drive and the welding electrodes successively exerts two different forces on the workpieces, the associated rotation angle are recorded, and from these values the spring constant of the power train of the welding machine is determined by means of which during each phase of the subsequent welding process a unique relationship can be produced between each desired force and the corresponding angle of rotation to be performed by the electric motor.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Fertigungszange, die zwei gegeneinander verstellbar gelagerte Zangenhälften aufweist, die durch einen positionsgesteuerten Antrieb gegeneinander zu verstellen sind, die Zangenpresskraft in einem Reversierbetrieb genauer einstellen zu können.The object of the invention is to be able to adjust more accurately in a reversing operation in a manufacturing pliers having two mutually adjustable mounted pliers halves, which are to be adjusted by a position-controlled drive against each other.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren der Zangenpresskraft einer automatisch ansteuerbaren Fertigungszange im Reversierbetrieb, die zum Erzeugen einer Zangenpresskraft zwei gegeneinander verstellbar gelagerte, jeweils eine Zangenspitze umfassende Zangenhälften aufweist, und die einen Antrieb aufweist, der ausgebildet ist, wenigstens eine der Zangenhälften zu bewegen, um zwischen den beiden Zangenspitzen eine Zangenpresskraft aufzubauen, wobei der Antrieb sich positionsgesteuert automatisch antreiben lässt, derart, dass eine Soll-Zangenpresskraft durch automatisches Einstellen einer der Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs durch eine Schließbewegung der Zangenhälften angesteuert wird, aufweisend die Schritte:

– Positionieren einer Druckkraftmessvorrichtung zwischen den beiden geöffneten Zangenhälften als ein Kraftmessnormal zur Messung der Zangenpresskraft zwischen den beiden Zangenspitzen;
– Schließen der geöffneten Zangenhälften durch positionsgesteuertes Bewegen des Antriebs in eine Start-Antriebsposition des Antriebs, in der die Zangenspitzen der beiden Zangenhälften eine der Start-Antriebsposition zugeordnete Start-Soll-Zangenpresskraft auf die Druckkraftmessvorrichtung aufbringen;
– Reversieren der geschlossenen Zangenhälften durch positionsgesteuertes Bewegen des Antriebs in eine gegenüber der Start-Soll-Zangenpresskraft kraftreduzierte Ziel-Antriebsposition des Antriebs, in der die Zangenspitzen der beiden Zangenhälften eine der Ziel-Antriebsposition des Antriebs zugeordnete, gegenüber der Start-Soll-Zangenpresskraft kraftreduzierte Ziel-Soll-Zangenpresskraft auf die Druckkraftmessvorrichtung aufbringen soll;
– Messen einer Ziel-Ist-Zangenpresskraft in der kraftreduzierten Ziel-Antriebsposition des Antriebs durch die Druckkraftmessvorrichtung;
– Speichern der Ziel-Ist-Zangenpresskraft zugeordnet zur kraftreduzierten Ziel-Antriebsposition des Antriebs.

The object of the invention is achieved by a method for calibrating the forceps force of an automatically controlled manufacturing pliers in reversing, which has two mutually adjustable mounted, each having a pair of pliers tip pliers halves for generating a pliers pressing force, and having a drive which is formed at least one of To move pliers halves to build a forceps force between the two pliers tips, the drive can be controlled position-driven automatically, such that a desired pliers pressing force is automatically controlled by setting the desired pliers pressing force associated target drive position of the drive by a closing movement of the pliers halves comprising the steps:

- positioning a pressure force measuring device between the two open tong halves as a force measuring standard for measuring the force of the forceps force between the two tong tips;
Closing the opened pliers halves by position-controlled movement of the drive into a start drive position of the drive, in which the plier tips of the two pliers halves apply a start-target plier pressing force associated with the starting drive position to the pressure force measuring device;
- Reversing the closed pliers halves by position-controlled movement of the drive in a relation to the start-target forceps force force-reduced target drive position of the drive, in which the pliers tips of the two pliers halves one of the target drive position of the drive associated, compared to the start-desired forceps press force force-reduced Target target forceps press force to apply to the pressure force measuring device;
- Measuring a target-actual forceps press force in the force-reduced target drive position of the drive by the pressure force measuring device;
- Saving the target-actual forceps pressing force associated with the force-reduced target drive position of the drive.

Unter einem Reversierbetrieb wird ein Ansteuern des Antriebs verstanden, welches einer Öffnungsbewegung der Zangenhälften entspricht, wobei die Zangenhälften nicht vollständig geöffnet werden, sondern die Zangenhälften nur derart verstellt werden, dass die Zangenspitzen auf ein zwischengefügtes, zu pressendes Teil, wie beispielsweise zwei unter Presskraft zu verschweißende Bleche, ausgehend von einer momentan ausgeübten hohen Presskraft in einen Zustand gebracht werden, in dem die Zangenhälften eine gegenüber der hohen Presskraft verringerte Presskraft auf das Teil ausüben.A reversing operation is understood as a driving of the drive which corresponds to an opening movement of the pliers halves, wherein the pliers halves are not fully opened, but the pliers halves are only adjusted such that the plier tips on an intermediate, to be pressed part, such as two under pressing force welding plates, are brought from a momentarily exerted high pressing force in a state in which exert the pliers halves a relation to the high pressing force reduced pressing force on the part.

Der Antrieb kann insbesondere ein elektrischer Antrieb sein. Dieser kann wenigstens einen elektrischen Motor und wenigstens eine zugehörige Leistungselektronik aufweisen. Der Motor und die Leistungselektronik können dabei Komponenten eines positionsgesteuerten elektrischen Antriebs sein. Der positionsgesteuerte Antrieb kann eine Antriebssteuerung aufweisen, die ausgebildet ist, aufgrund einer Eingangsgröße, wie eines vorgegebenen Positionswertes, eines Winkelwertes und/oder eines Inkrementalwertes, den Motor entsprechend anzusteuern, so dass dessen Motorwelle die entsprechende Position (Anzahl der Umdrehungen und Winkelstellung) einnimmt. Die Motorwelle kann mit einer Spindel eines der Fertigungszange zugeordneten Getriebes verbunden sein, welches die Drehungen der Motorwelle in eine Öffnungsbewegung oder eine Schließbewegung der Zangenhälften der Fertigungszange umsetzt.The drive can be in particular an electric drive. This can have at least one electric motor and at least one associated power electronics. The engine and the power electronics can be components of a position-controlled electric drive. The position-controlled drive may include a drive controller that is configured based on an input, such as a given one Position value, an angle value and / or an incremental value to control the motor accordingly, so that the motor shaft assumes the appropriate position (number of revolutions and angular position). The motor shaft may be connected to a spindle of a gear associated with the production tongs, which converts the rotations of the motor shaft into an opening movement or a closing movement of the tongs halves of the production tongs.

Bei dem an sich, bspw. aus der DE 44 32 573 C2 , bekannten Verfahren, eine Presskraft auf ein Bauteil zwischen den Zangenspitzen der Zangenhälften aufzubauen, wird eine vollständig geöffnete Fertigungszange um das Bauteil geschlossen und allmählich eine zunehmende Presskraft aufgebaut, indem der Antrieb in einem Vorwärtsbetrieb auf eine der Presskraft zugeordnete Antriebsposition gebracht wird. Zwischen Antriebsposition und Presskraft kann bspw. gemäß der DE 44 32 573 C2 ein linearer Zusammenhang bestehen. Dieser Zusammenhang kann jedoch fehlerbehaftet sein. Insoweit ist erfindungsgemäß unter der Soll-Zangenpresskraft diejenige Presskraft zu verstehen, die gemäß des angenommenen linearen Zusammenhangs mit einer zugehörigen Antriebsposition, der Soll-Antriebsposition, durch Ansteuern des Antriebs mit dem Zielwert der Soll-Antriebsposition in einem nicht reversierenden, d.h. schließenden Betrieb der Fertigungszange aufgebaut werden soll.In the itself, for example, from the DE 44 32 573 C2 Known methods to build a pressing force on a component between the pliers tips of the pliers halves, a fully open manufacturing gun is closed around the component and gradually increasing an pressing force built by the drive is brought in a forward operation to a pressing force associated drive position. Between drive position and pressing force can, for example. According to the DE 44 32 573 C2 a linear relationship exist. However, this relationship can be faulty. In that regard, according to the invention, the target forceps press force is to be understood as the pressing force which, according to the assumed linear relationship with an associated drive position, the desired drive position, by driving the drive with the target value of the desired drive position in a non-reversing, ie closing operation of the production gun should be built.

Die Druckkraftmessvorrichtung kann beispielsweise eine Kraftmessdose, ein Piezoelement, eine Wägezelle oder ähnliches sein. Die Druckkraftmessvorrichtung kann zur Bildung eines möglichst genauen Kraftmessnormals eine geeichte Druckkraftmessvorrichtung, insbesondere geeichte Kraftmessdose sein.The pressure force measuring device may be, for example, a load cell, a piezoelectric element, a load cell or the like. The pressure force measuring device can be a calibrated pressure force measuring device, in particular a calibrated load cell, to form the most accurate force measuring standard possible.

In einem erfindungsgemäßen Reversierbetrieb wird eine hohe Presskraft auf eine niedrigere Presskraft reduziert, ohne dass die Zangenhälften dabei vollständig geöffnet und erneut geschlossen werden. Es wird lediglich die Antriebsposition des Antriebs aus einer Start-Antriebsposition, in welcher die Fertigungszange die hohe Presskraft, d.h. die Start-Soll-Zangenpresskraft ausübt, in eine kraftreduzierte Ziel-Antriebsposition des Antriebs gebracht, in der die Fertigungszange die niedrigere Presskraft, d.h. die Ziel-Soll-Zangenpresskraft aufweisen soll. Die Erfindung befasst sich nun mit dem Problem, dass bei Anwendung der aus einem Vorwärtsbetrieb der Fertigungszange, d.h. einem nicht reversierenden, d.h. schließenden Betrieb der Fertigungszange bekannte lineare Zusammenhang von Antriebsposition und Zangenpresskraft in einem Reversierbetrieb deutliche Abweichungen der tatsächlich ausgeübten Ziel-Ist-Zangenpresskraft von der gewünschten Ziel-Soll-Zangenpresskraft liefert. Erfindungsgemäß wird deshalb die tatsächliche Ziel-Ist-Zangenpresskraft gemessen und daraus ein neuer Zusammenhang abgleitet, auf dessen Grundlage in einem Reversierbetrieb bei Vorgabe lediglich einer Ziel-Antriebsposition am Antrieb eine verbesserte, d.h. mit einem geringeren Zangenpresskraft-Abweichungswert behaftete Ziel-Ist-Zangenpresskraft an der Fertigungszange eingestellt werden kann.In a reversing operation according to the invention, a high pressing force is reduced to a lower pressing force, without the pliers halves being completely opened and closed again. It only becomes the driving position of the drive from a start driving position in which the manufacturing tongs produce the high pressing force, i. the start-set gun force exerted in a force-reduced target drive position of the drive, in which the manufacturing tongs the lower pressing force, i. should have the target set-pliers pressing force. The invention now addresses the problem that when using the forward pliers, i. a non-reversing, i. closing operation of the production tool known linear relationship of drive position and forceps pressing force in a Reversierbetrieb significant deviations of the actual applied target-actual forceps press force of the desired target-force pliers pressing force delivers. According to the invention, therefore, the actual target-actual nipper force is measured and derived therefrom a new relationship, on the basis of which, in a reversing operation given only a target drive position on the drive an improved, i. target-actual forceps pressing force associated with a lower force Zangenpresskraft deviation value can be set on the production tongs.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Zangenpresskraft-Abweichung, d.h. der Fehler der tatsächlich eingestellten Ziel-Ist-Zangenpresskraft zur gewünschten Ziel-Soll-Zangenpresskraft umso größer wird, je höher die Ausgangspresskraft, d.h. eine Start-Ist-Zangenpresskraft ist, aus der heraus die Zangenpresskraft reduziert wird. Der Fehler zeigt sich an einer gegenüber der gewünschten bzw. angenommenen Soll-Zangenpresskraft zu niedrigen Ziel-Ist-Zangenpresskraft. Es kann außerdem gesagt werden, dass die Zangenpresskraft-Abweichung, d.h. der Fehler der tatsächlich eingestellten Ziel-Ist-Zangenpresskraft zur gewünschten Ziel-Soll-Zangenpresskraft umso größer wird, je höher die Reduktion der Ausgangspresskraft, d.h. der betragsmäßige Sprung aus der Start-Ist-Zangenpresskraft in die kraftreduzierte Ziel-Soll-Zangenpresskraft ist. Mit anderen Worten, je höher die Ausgangspresskraft und/oder umso größer der Kraftreduktionsbetrag ist, umso mehr bewirkt die durch die Zangenpresskraft gespeicherte potentielle Energie in der Fertigungszange, dass die Zangenhälften mehr als gewünscht geöffnet werden und sich in Folge eine zu geringe reduzierte Ziel-Ist-Zangenpresskraft einstellt.In summary, it can be said that the force of the forceps force, i. the higher the original compression force, i.e., the greater the error of the actual target-to-target force applied to the desired target force of forceps, the greater the initial compression force. is a start-actual forceps press force, from which the forceps force is reduced. The error manifests itself in a target-to-gun force that is too low compared to the desired or assumed target force of the forceps. It can also be said that the force of the forceps force, i. the higher the reduction in the initial compression force, i.e. the greater the error of the actual target-to-target force applied to the desired target force of forceps, becomes greater. the amount jump from the start-actual forceps press force is in the force-reduced target target forceps force. In other words, the higher the initial compression force and / or the greater the amount of force reduction, the more the potential energy stored in the gun by the forceps force causes the forceps halves to open more than desired, resulting in too small a reduced target Pliers press force sets.

Die Fertigungszange kann beispielsweise ein Schweißzange, eine Clinchzange oder Crimpzange sein. Als Fertigungszange kann jedoch auch ein Greifwerkzeug bzw. ein Greifer, insbesondere zur Montage im Rahmen der Fertigung eines Produktes verstanden werden. Jede Zangenhälfte weist eine Zangenspitze auf. Die beiden Zangenspitzen können durch Bewegen entweder einer einzelnen oder beider Zangenhälften aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Um die eine oder beide Zangenhälften zu bewegen, kann der positionsgesteuerte Antrieb vorgesehen sein, der beispielsweise einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist. Der Elektromotor kann mittels einer Antriebssteuerung angesteuert bzw. geregelt sein.The manufacturing tongs may be, for example, a welding tongs, clinching tongs or crimping pliers. As a production tool, however, a gripping tool or a gripper, in particular for assembly in the context of the production of a product can be understood. Each pliers half has a pliers tip. The two forceps tips can be moved toward and away from each other by moving either a single or both forceps halves. In order to move the one or both tong halves, the position-controlled drive can be provided, which has, for example, an electric motor and a transmission. The electric motor can be controlled or regulated by means of a drive control.

Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Kalibrieren und/oder ein automatisiertes Ansteuern der Fertigungszange im Reversierbetrieb insbesondere kraftsensorlos, d.h. ohne Verwendung eines separaten Kraftsensors. Das heißt die Fertigungszange kann ohne einen separaten Kraftsensor ausgebildet sein, der sonst üblicher Weise zum Detektieren einer Zangenpresskraft benötigt würde.By means of a method according to the invention, a calibration and / or an automated control of the production tongs in reversing operation is effected, in particular, by a force sensor, i. without the use of a separate force sensor. That is, the manufacturing gun may be formed without a separate force sensor, which would otherwise be required for detecting a gun pressing force.

Diese und weitere Aspekte der Erfindung sind im Folgenden, mitunter auch anders ausgedrückt, weiter beschrieben. These and other aspects of the invention are further described below, sometimes also in other words.

Servomotorische Fertigungszangen, insbesondere Schweißzangen verwenden fast ausschließlich rotatorische Motoren deren Drehbewegung mit Hilfe eines Getriebes in eine Linearbewegung der beweglichen Zangenspitzen, insbesondere von Elektroden transformiert wird. In den dabei verwendeten Spindel-Getrieben treten die für Getriebe üblichen Stick-Slip-Effekte sowie ein Getriebespiel auf. Diese Effekte lassen sich beherrschen wenn die Fertigungszange oder der Antrieb bzw. der Motor einen eigenen Kraft- oder Momenten-Sensor besitzt. Soll jedoch bspw. aus Kostengründen eine sensorlose Fertigungszange zum Einsatz kommen, so muss man diese Effekte eliminieren oder beherrschen, um keine unzulässig hohen Kraft-Schwankungen zu bekommen.Servo-motor manufacturing tools, in particular welding tongs, use almost exclusively rotary motors whose rotary motion is transformed by means of a gear into a linear movement of the movable nipper tips, in particular of electrodes. In the spindle gearboxes used in this case, the usual gear stick-slip effects and a gear play occur. These effects can be mastered if the production tongs or the drive or the motor has its own force or torque sensor. However, if, for example, for cost reasons, a sensorless manufacturing tongs are used, then you have to eliminate or control these effects in order not to get inadmissibly high force fluctuations.

Der Einfluss von Stick-Slip-Effekten ist minimiert wenn die Fertigungszange positionsgeregelt betrieben wird, d.h. es wird eine der gewünschten Zielkraft entsprechende Position der des Motors angefahren. Versucht man nun allerdings mit diesem Verfahren Kraftprofile zu fahren, bei denen die Bewegung des Motors mindestens einmal signifikant reversiert wird, es wird zuerst eine bestimmte Kraft aufgebaut und danach die Kraft um eine definiertes Delta reduziert etc., so macht sich das Getriebespiel und ähnliche Effekte bspw. in den Lagern der Fertigungszange, sowie in den Befestigungen des Motors dadurch bemerkbar, dass die reduzierten Kräfte eine deutlich höhere Abweichung von der Sollkraft aufweisen als zulässig ist. Typischerweise stellen sich dabei kleinere Kräfte ein, als erwartet, sprich die Fertigungszange wird zu weit entspannt.The influence of stick-slip effects is minimized when the manufacturing gun is operated position-controlled, i. It is approached a desired target force corresponding position of the engine. However, if one tries to use this method to drive force profiles in which the movement of the motor is reversed significantly at least once, first a certain force is built up and then the force is reduced by a defined delta, etc., then the gear play and similar effects For example, in the bearings of manufacturing tongs, as well as in the mounts of the engine noticeable that the reduced forces have a significantly higher deviation from the desired force than is allowed. Typically, smaller forces set in than expected, that is, the manufacturing tongs are too relaxed.

Diesem Effekt kann mit einer Getriebespiel-Kompensation begegnet werden, die beim Reversieren ein zuvor, z.T. maschinen-individuell, bestimmtes Positions-Delta, das Spiel, in die Ziel-Position nach dem Reversieren als Korrektur-Offset eingerechnet wird. Dies funktioniert für unbelastete Getriebe sehr gut, bei Getrieben die gegen äußere Kräfte und/oder Momente arbeiten, skaliert der zu korrigierende Offset aber noch mit diesen Kräften und/oder Momenten mit, so dass der Spiel-Offset noch in einer linearen Beziehung zur gewünschten Zielkraft angepasst werden muss.This effect can be countered with a backlash compensation, the reversing a previously, z.T. Machine-specific, specific position delta, the game is included in the target position after reversing as a correction offset. This works very well for unloaded transmissions, but for transmissions operating against external forces and / or torques, the offset to be corrected still scales with these forces and / or moments, so that the game offset still has a linear relationship to the desired target force must be adjusted.

Für die Kalibrierung der Spiel-Korrektur wird verglichen welche Kraftwerte sich bei einem kalibrierten Kraftmesser zwischen den Zangenspitzen der Fertigungszange einstellen, wenn ein und dieselbe Sollkraft einmal direkt und einmal nach Reduktion von einer höheren Kraft aus angefahren wird. Diese beiden Kraftwerte werden von einander abgezogen und das Delta der Kraft dann mit Hilfe der bekannten Federkonstante, auch Durchbiegung genannt, in einen Positionswert umgerechnet, der dann das Getriebespiel beschreiben soll. Positions-Offset = ((Kraft_direkt – Kraft_nach_Reduktion)·Weg_pro_Kraft For the calibration of the clearance correction, it is compared which force values are set with a calibrated force meter between the nipper tips of the production tongs, if one and the same target force is approached once directly and once after reduction from a higher force. These two force values are subtracted from each other and the delta of the force is then converted with the help of the known spring constant, also called deflection, into a position value which is then to describe the gear play. Position offset = ((force_direct - force_after_reduction) · path_pro_force

Erfindungsgemäße Messungen zeigten, dass es einen linearen Zusammenhang zwischen dem für die Spiel-Korrektur notwendigen Positions-Offset und der angestrebten Zielkraft der Schweißzange gibt. Weitere, detailliertere Messungen zeigten, dass dies nicht ausreicht, um alle beim Reversieren auftretenden Effekte zu beschreiben bzw. zu kompensieren.Measurements according to the invention showed that there is a linear relationship between the position offset required for the game correction and the desired target force of the welding tongs. Further, more detailed measurements showed that this is not sufficient to describe or compensate for all effects occurring during reversing.

Erfindungsgemäß ist festzustellen, dass die Abweichung der Kraft ebenfalls mit dem Kraft-Delta zwischen einer ersten und zweiten Kraftstufe skaliert. Trägt man die zu diesen Kraft-Abweichungen korrelierenden Positions-Offsets, das Spiel, über den Sollkräften auf und legt durch die Punkte Regressionsgeraden, so erhält man eine Kurvenschar die mit dem Kraft-Delta ansteigt. Dabei zeigt sich, dass die Regressions-Geraden mit hinreichender Genauigkeit durch den Nullpunkt gelegt werden können, ohne dass sich die Steigungen der Geraden zu stark verändern. Dies vereinfacht erfindungsgemäß die weitere Modellierung des Effekts erheblich.According to the invention, it should be noted that the deviation of the force also scales with the force delta between a first and a second power stage. If one plots the position offsets correlating to these force deviations, the game, over the set forces and places regression lines through the points, one obtains a set of curves which increases with the force delta. This shows that the regression lines can be laid with sufficient accuracy through the zero point without the slopes of the lines changing too much. This considerably simplifies the further modeling of the effect according to the invention.

Trägt man nun die Steigungen der Kurvenschar über den Kraft-Deltas auf, so erkennt man ebenfalls wieder eine lineare Abhängigkeit. Diese lässt sich allerdings nur durch Steigung und Offset hinreichend genau beschreiben, da der Offset schon 20% des Effekts ausmachen kann.If one now plots the slopes of the group of curves over the force deltas, one recognizes again a linear dependency. However, this can only be described sufficiently accurately by the slope and offset, since the offset can already account for 20% of the effect.

Die Steigungen der Kurvenschar und die Parameter der Regression-Geraden zur Beschreibung der Steigungen der Kurvenschar lassen sich mit den üblichen mathematischen Methoden ermitteln.The gradients of the family of curves and the parameters of the regression line for describing the gradients of the family of curves can be determined with the usual mathematical methods.

Auf Basis dieser Erkenntnis lässt sich der Korrektur-Offset, der auf die Ziel-Position der Zange für die reduzierte Kraftstufe aufgeschlagen werden muss, vollständig mathematisch beschreiben: Positions-Korrektur = ((Spiel-Faktor·Kraft-Reduktion) + Spiel-Offset)·Zielkraft On the basis of this finding, the correction offset, which must be added to the target position of the pliers for the reduced power level, can be described completely mathematically: Position Correction = ((Game Factor · Power Reduction) + Game Offset) · Target Force

Dieses Verfahren beschreibt die an einer Fertigungszange auftretenden Effekte, ohne sie im Detail zu modellieren, da es sich um überlagerte Setz-, Spiel- und Elastizitäts-Effekte in der gesamten Mechanik der Fertigungszange und des Zangenmotors handelt. This method describes the effects that occur on a manufacturing tongs, without modeling them in detail, because it is superimposed setting, play and elasticity effects in the entire mechanics of the production tongs and the gun motor.

Wird für die Fertigungszange keine reine Positionsregelung verwendet, sondern die Kraft der Zange über das Delta zwischen aktueller Position und erkanntem Kontakt der Elektroden mit dem Bauteil oder untereinander anhand der Federkonstanten der Mechanik simuliert, so ist darauf zu achten, dass man für die Berechnung des Positions-Offsets noch die Kontakt-Positions-Werte berücksichtigen muss.Is not used for the manufacturing tongs no pure position control, but the force of the pliers over the delta between actual position and detected contact of the electrodes with the component or simulated with each other on the basis of the spring constants of the mechanics, it must be ensured that the contact position values must be taken into account for the calculation of the position offset.

Damit ergibt sich folgende Formel: Positions-Offset = (((Istkraft_1·Weg_pro_Kraft) + Null_Position) – Kontakt-Position_1) – (((Istkraft_2·Weg_pro_Kraft) + Null_Position) – Kontakt-Position_2)

Istkraft_1: = Mit externem Kraftmesser gemessene Kraft (Kraft direkt angefahren)
Istkraft_2: = Mit externem Kraftmesser gemessene Kraft (nach Kraftreduktion)
Weg_pro_Kraft: = Linearfaktor aus der Weg/Kraft Zangenkalibrierung
Null_Position: = Offset-Positionswert aus der Weg/Kraft Zangenkalibrierung

This results in the following formula:

Position Offset = (((Istkraft_1 · Weg_pro_Kraft) + Null_Position) - Kontakt_position_1) - (((Istkraft_2 · Weg_pro_Kraft) + Null_Position) - Kontakt_position_2)

Istkraft_1: = Force measured with external dynamometer (force applied directly)
Istkraft_2: = Force measured by external force gauge (after force reduction)
Weg_pro_Kraft: = Linear factor from the path / force caliper calibration
Null_Position: = Offset position value from the path / force caliper calibration

Verfahren, aufweisend den Schritt des Bestimmens eines Zangenpresskraft-Abweichungswertes aus der Differenz zwischen der Ziel-Soll-Zangenpresskraft und der gemessenen Ziel-Ist-Zangenpresskraft.A method comprising the step of determining a caliper force deviation value from the difference between the target caliper force and the measured target force force.

Verfahren, aufweisend den Schritt des mehrfachen Ausführens des Verfahrensablaufs, wie beschrieben, mit verschiedenen Start-Soll-Zangenpresskraftwerten, insbesondere mit verschiedenen Start-Soll-Zangenpresskraftwerten in Stufen gleichen Stufenabstands und des Speicherns jeweils eines dem jeweiligen Start-Soll-Zangenpresskraftwert zugeordneten Zangenpresskraft-Abweichungswertes je Start-Soll-Zangenpresskraftwert.A method comprising the step of executing the procedure a plurality of times as described, with different start-to-target forceps force values, in particular different start-to-target forceps force values in equal pitch stages, and storing each forceps force deviation value associated with the respective start-target forceps force value per start-set gun force value.

Verfahren, aufweisend den Schritt des mehrfachen Ausführens des Verfahrensablaufs, wie beschrieben, mit verschiedenen kraftreduzierten Ziel-Antriebspositionswerten des Antriebs, bei denen die Zangenspitzen der beiden Zangenhälften eine der jeweiligen Ziel-Antriebsposition des Antriebs zugeordnete, gegenüber der Start-Soll-Zangenpresskraft kraftreduzierte Ziel-Soll-Zangenpresskraft auf die Druckkraftmessvorrichtung aufbringen soll, insbesondere mit verschiedenen kraftreduzierten Ziel-Antriebspositionswerten des Antriebs in Stufen gleichen Stufenabstands und des Speicherns jeweils eines dem jeweiligen Ziel-Antriebspositionswert zugeordneten Zangenpresskraft-Abweichungswertes je Ziel-Antriebspositionswert.A method, comprising the step of executing the method multiple times as described, with different force-reduced target drive position values of the drive, in which the tong tips of the two tong halves have a target force assigned to the respective target drive position of the drive and reduced in force relative to the start-target forceps force. To apply setpoint gun force to the pressure force measuring device, in particular with different force-reduced target drive position values of the drive in steps of equal step spacing and storing respectively one of the respective target drive position value associated Zangenpresskraft deviation value per target drive position value.

Verfahren, aufweisend den Schritt des Bestimmens jeweils eines dem jeweiligen Zangenpresskraft-Abweichungswertes zugeordneten Antriebspositions-Abweichungswertes, insbesondere auf Grundlage eines linearen Zusammenhangs von verschiedenen Antriebspositionen des Antriebs und der zugeordneten Soll-Zangenpresskräfte beim Schließen der Zangenhälften.A method comprising the step of respectively determining a drive position deviation value associated with the respective nipper force deviation value, in particular based on a linear relationship between different drive positions of the drive and the associated desired nipper forces upon closure of the nipper halves.

Verfahren, aufweisend den Schritt des linearen Interpolierens zwischen mehreren Stützpunkten der in Abhängigkeit der mehreren verschiedenen Start-Soll-Zangenpresskraftwerten sich ergebenden Antriebspositions-Abweichungswerten und/oder des Speicherns linear interpolierter Zwischenwerte, insbesondere in Form einer Tabelle oder einer Funktion, aus welcher zum reversierenden Ansteuerung der Fertigungszange ein benötigter, dem gewünschten Start-Soll-Zangenpresskraftwert zugeordneter Antriebspositions-Abweichungswert zu entnehmen ist.A method comprising the step of linearly interpolating between a plurality of vertices of the drive position deviation values resulting from the plurality of different target pressure force values and / or storing linearly interpolated intermediate values, in particular in the form of a table or function, for reversing drive the manufacturing tongs a required, the desired start-set Zangenpresskraftwert assigned drive position deviation value is shown.

Verfahren zum automatischen Ansteuern einer Fertigungszange im Reversierbetrieb, die zum Erzeugen einer Zangenpresskraft zwei gegeneinander verstellbar gelagerte, jeweils eine Zangenspitze umfassende Zangenhälften aufweist, und die einen Antrieb aufweist, der ausgebildet ist, wenigstens eine der Zangenhälften zu bewegen, um zwischen den beiden Zangenspitzen eine Zangenpresskraft aufzubauen, wobei der Antrieb sich positionsgesteuert automatisch antreiben lässt, derart, dass eine Soll-Zangenpresskraft durch automatisches Einstellen einer der Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs durch eine Schließbewegung der Zangenhälften angesteuert wird, aufweisend die Schritte:

– Vorgeben einer Ziel-Soll-Zangenpresskraft, die geringer ist, als eine momentan von der Fertigungszange ausgeübte Ist-Zangenpresskraft;
– Bestimmen einer der Ziel-Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Ziel-Antriebsposition des Antriebs unter Berücksichtigung von Antriebspositions-Abweichungswerten, die nach einem Verfahren zum Kalibrieren der Zangenpresskraft, wie beschrieben, erhalten sind, insbesondere von Zwischenwerten aus einer Tabelle oder gemäß einer Funktion, die auf Grundlage von Antriebspositions-Abweichungswerten eines Verfahrens zum Kalibrieren der Zangenpresskraft, wie beschrieben, erzeugt sind;
– Reversieren der geschlossenen Zangenhälften durch positionsgesteuertes Bewegen des Antriebs in die bestimmte Ziel-Antriebsposition.

Method for automatically controlling a production gun in reversing operation, which has two mutually adjustable mounted, each having a pair of pliers tip pliers halves for generating a pliers press force, and having a drive which is adapted to move at least one of the pliers halves to between the two pliers tips a pliers pressing force wherein the drive can be driven automatically position-controlled, such that a desired forceps force is controlled by automatically setting a desired drive position of the drive associated with the desired forceps force by a closing movement of the forceps halves, comprising the steps:

- Specifying a target target force pressing force, which is lower than a current force applied by the manufacturing tongs force pliers force;
Determining a target drive input position of the drive associated with the target set gun force, taking into account drive position deviation values obtained according to a method of calibrating the press force as described, in particular intermediate values from a table or a function based on Based on drive position deviation values of a method of calibrating the forceps force as described;
- Reversing the closed pliers halves by position-controlled movement of the drive in the specific target drive position.

Verfahren, bei dem zum Bestimmen der Ziel-Antriebsposition des Antriebs ein zum Ansteuern einer Schließbewegung der Zangenhälften bekannter Zusammenhang zwischen der Soll-Zangenpresskraft und der zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs herangezogen wird und aus diesem Zusammenhang eine der Ziel-Soll-Zangenpresskraft zugeordnete Ziel-Soll-Antriebsposition ermittelt und durch den bestimmten Antriebspositions-Abweichungswert korrigiert wird, und auf dessen Grundlage eine Reversierbewegung der Zangenhälften angesteuert wird, um die Ziel-Soll-Zangenpresskraft einzustellen.Method in which, for determining the target drive position of the drive, a relationship between the setpoint gun pressing force and the associated setpoint drive position of the drive is used for activating a closing movement of the tong halves, and from this context, an objective assigned to the target setpoint gun force Target drive position determined and by the determined drive position deviation value is corrected, and on the basis of which a reversing movement of the tong halves is controlled to set the target target tong pressing force.

System einer Schweißzange, einer Clinchzange, einer Crimpzange, und/oder eines Greifwerkzeugs und einer Steuervorrichtung zum automatischen Bewegen der Schweißzange, der Clinchzange, der Crimpzange, und/oder des Greifwerkzeugs, welche Steuervorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren, wie beschrieben, durchzuführen.A system of welding tongs, a clinching tongs, a crimping tool, and / or a gripping tool and a control device for automatically moving the welding tongs, the clinching tongs, the crimping tool, and / or the gripping tool, which control device is set up to carry out a method as described.

System, bei dem die Steuervorrichtung einen Speicher aufweist, in dem Antriebspositions-Abweichungswerte, insbesondere Zwischenwerte gemäß einer Tabelle oder gemäß einer Funktion, die nach einem Verfahren zum Kalibrieren der Zangenpresskraft, wie beschrieben, erhalten sind, abgespeichert sind und diese Antriebspositions-Abweichungswerte, insbesondere Zwischenwerte aus dem Speicher zur Durchführung eines Verfahrens zum automatischen Ansteuern einer Fertigungszange, wie beschrieben, abrufbar sind.System in which the control device has a memory in which drive position deviation values, in particular intermediate values according to a table or according to a function, which are obtained according to a method for calibrating the forceps press force as described, and these drive position deviation values, in particular Intermediate values from the memory for carrying out a method for the automatic activation of a production tongs, as described, are retrievable.

Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in Kombination betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Concrete embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying figures. Concrete features of these exemplary embodiments, regardless of the specific context in which they are mentioned, if appropriate also individually or in combination, may represent general features of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Schweißzange als eine beispielshafte Ausführung einer Fertigungszange, 1 a schematic representation of a welding gun as an exemplary embodiment of a manufacturing gun,

2 einen Industrieroboter mit einem mehrere Glieder und Gelenke aufweisenden Roboterarm, 2 an industrial robot with a robot arm having multiple links and joints,

3 eine schematische Diagrammdarstellung von gemessenen Ziel-Ist-Zangenpresskräften erreicht in einem Reversierbetrieb aus zugeordneten Start-Soll-Zangenpresskräften in jeweils vier verschiedene Ziel-Soll-Zangenpresskräften, 3 a schematic diagram representation of measured target-actual forceps press forces achieved in a reversing from associated start-target forceps press forces in each case four different target-target forceps press forces,

4 eine schematische Diagrammdarstellung von Antriebspositions-Abweichungswerten in Abhängigkeit verschiedener Start-Soll-Zangenpresskräften und kraftreduzierten Ziel-Soll-Zangenpresskräften, und 4 a schematic diagram representation of drive position deviation values depending on various start-target forceps press forces and force-reduced target target forceps forces, and

5 eine schematische Diagrammdarstellung von Verstärkungsfaktoren der Antriebspositions-Abweichungswerten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kraftreduktionswerten aus den Start-Soll-Zangenpresskräften in die Ziel-Soll-Zangenpresskräfte. 5 a schematic diagram representation of gain factors of the drive position deviation values as a function of different Kraftreduktionswerten from the start-target-Zangenpresskräften in the target target-Zangenpresskräfte.

1 zeigt als Beispiel für eine Fertigungszange 11 eine Schweißzange 12 mit zwei Zangenhälften 14, 16. An ihrem vorderen Ende weisen die Zangenhälften 14, 16 beispielsweise jeweils eine Elektrode als ein Beispiel für eine Zangenspitze 13a, 13b auf. Wie in 1 gezeigt, ist die erste Zangenhälfte 14 beweglich um eine Schwenkachse 18 gelagert. Die zweite Zangenhälfte 16 kann fest oder beweglich sein. Zum Verschwenken der ersten Zangenhälfte 14 um die Schwenkachse 18 relativ zu der zweiten Zangenhälfte 16 ist ein positionsgesteuerter Antrieb 20 vorgesehen. Der Antrieb 20 ist beispielsweise ein elektrischer Antrieb, z.B. ein Elektromotor. 1 shows as an example of a production tongs 11 a welding tongs 12 with two pliers halves 14 . 16 , At its front end, the pliers halves 14 . 16 For example, in each case one electrode as an example of a pliers tip 13a . 13b on. As in 1 shown is the first half pliers 14 movable about a pivot axis 18 stored. The second pliers half 16 can be firm or mobile. For pivoting the first half of the pliers 14 around the pivot axis 18 relative to the second pliers half 16 is a position-controlled drive 20 intended. The drive 20 is for example an electric drive, for example an electric motor.

Mittels des Antriebs 20 kann die erste Zangenhälfte 14 relativ zu der zweiten Zangenhälfte 16 zwischen einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position bewegt werden. In der geschlossenen Position sind die beiden Zangenhälften 14, 16 dabei soweit einander angenähert, dass sie auf unterschiedlichen Seiten mit beispielsweise zwei zu verschweißenden Blechen 15a, 15b oder beispielsweise einer Druckkraftmessvorrichtung 17 in pressendem Kontakt sind.By means of the drive 20 can be the first pliers half 14 relative to the second pliers half 16 be moved between a closed position and an open position. In the closed position are the two pliers halves 14 . 16 as far as approaching each other that they on different sides with, for example, two sheets to be welded 15a . 15b or for example a pressure force measuring device 17 are in pressing contact.

Die Fertigungszange 11, wie die in 1 gezeigte Schweißzange 12, kann stationär angeordnet sein oder kann von einem Industrieroboter 1, wie beispielhaft in nachfolgender 2 gezeigt bewegt werden. The manufacturing tongs 11 like the ones in 1 shown welding tongs 12 , may be stationary or may be from an industrial robot 1 as exemplified in the following 2 shown to be moved.

Die 2 zeigt einen beispielhaften Industrieroboter 1, der einen Roboterarm 2 aufweist. Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke L1 bis L6 verbundene Glieder G1 bis G7. Bei den Gliedern handelt es sich insbesondere um ein Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 5, ein Armausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit einer als Flansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs, wie der Fertigungszange 11. Die Schwinge 5 ist am unteren Ende, d.h. an dem Gelenk L2 der Schwinge 5, das auch als Schwingenlagerkopf bezeichnet werden kann, auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Drehachse A2 schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 5 ist an dem ersten Gelenk L3 der Schwinge 5 wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Armausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Drehachsen A4, A5, A6. Die Gelenke L1 bis L6 sind durch jeweils einen elektromotorischen Antrieb M1 bis M6 über eine Robotersteuerung 10 programmgesteuert antreibbar.The 2 shows an exemplary industrial robot 1 who has a robotic arm 2 having. The robot arm 2 comprises in the case of the present embodiment, a plurality of successively arranged and connected by joints L1 to L6 members G1 to G7. The limbs are in particular a frame 3 and a relative to the frame 3 about a vertically extending axis A1 rotatably mounted carousel 4 , Further links of the robot arm 2 are in the case of the present embodiment, a rocker 5 , a jib 6 and a preferably multi-axis robotic hand 7 with a flange 8th executed fastening device for attaching a tool, such as the manufacturing tongs 11 , The swingarm 5 is at the lower end, ie at the joint L2 of the rocker 5 , which can also be referred to as swingarm head, on the carousel 4 pivotally mounted about a preferably horizontal axis of rotation A2. At the upper end of the swingarm 5 is at the first joint L3 of the rocker 5 again about a likewise preferably horizontal axis A3 of the arm boom 6 pivoted. This carries the end of the robot hand 7 with its preferably three axes of rotation A4, A5, A6. The joints L1 to L6 are each connected by an electric motor drive M1 to M6 a robot controller 10 Programmable driven.

An dem Flansch 8 des Roboterarms 2 kann eine Fertigungszange 11, wie beispielsweise die Schweißzange 12 gemäß 1, befestigt sein und gemäß dem nachfolgend mit Bezug auf 3 beschriebenen Verfahren kalibriert und/oder betrieben werden.At the flange 8th of the robot arm 2 can a manufacturing tongs 11 , such as the welding gun 12 according to 1 , be attached and according to the below with reference to 3 calibrated and / or operated procedures described.

Das in 3 schematisch dargestellte Diagramm zeigt mehrere Ergebnisse aus mehreren Durchführungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren der Zangenpresskraft der automatisch ansteuerbaren Fertigungszange 11 im Reversierbetrieb, die zum Erzeugen einer Zangenpresskraft die zwei gegeneinander verstellbar gelagerten, jeweils eine Zangenspitze 13a, 13b umfassende Zangenhälften 14, 16 aufweist. Die Fertigungszange 11 weist außerdem den Antrieb 20 auf, der ausgebildet ist, wenigstens eine der Zangenhälften 14, 16 zu bewegen, um zwischen den beiden Zangenspitzen 13a, 13b eine Zangenpresskraft aufzubauen, wobei der Antrieb 20 sich positionsgesteuert automatisch antreiben lässt, derart, dass eine Soll-Zangenpresskraft durch automatisches Einstellen einer der Soll-Zangenpresskraft zugeordneten Soll-Antriebsposition des Antriebs 20 durch eine Schließbewegung der Zangenhälften 14, 16 angesteuert wird.This in 3 Diagram shown schematically shows several results from several implementations of a method according to the invention for calibrating the forceps force of the automatically controllable manufacturing tongs 11 in Reversierbetrieb, the two mutually adjustable mounted to generate a forceps pressing force, each a pliers tip 13a . 13b comprehensive pliers halves 14 . 16 having. The manufacturing tongs 11 also has the drive 20 on, which is formed, at least one of the pliers halves 14 . 16 to move around between the two plier tips 13a . 13b to build a forceps force, the drive 20 can be driven automatically position-controlled, such that a desired forceps press force by automatically setting a target drive position of the drive associated with the desired forceps force 20 by a closing movement of the pliers halves 14 . 16 is controlled.

Das mehrfache Ausführen des Verfahrensablaufs erfolgt einerseits aus verschiedenen Start-Soll-Zangenpresskraftwerten von 2000 N (Newton), 2500 N, 3000 N, 3500 N und 4000 N, insbesondere im dargestellten Beispiel in Stufen gleichen Stufenabstands von 500 N.The multiple execution of the procedure is carried out on the one hand from different start / end gun force values of 2000 N (Newton), 2500 N, 3000 N, 3500 N and 4000 N, in particular in the example shown in steps of equal step spacing of 500 N.

Das mehrfache Ausführen des Verfahrensablaufs erfolgt andererseits mit verschiedenen kraftreduzierten Ziel-Antriebspositionswerten des Antriebs 20, insbesondere mit verschiedenen kraftreduzierten Ziel-Antriebspositionswerten des Antriebs 20 in Stufen gleichen Stufenabstands von 250 N. So wird in einem ersten Zyklus von einem Start-Soll-Zangenpresskraftwert von 2000 N ausgegangen und von dort aus auf vier verschiedene Ziel-Soll-Zangenpresskräfte reduziert. Bei der ersten Ziel-Soll-Zangenpresskraft wird um 250 N, d.h. auf 1750 N reduziert. Bei der zweiten Ziel-Soll-Zangenpresskraft wird um 500 N, d.h. auf 1500 N reduziert. Bei der dritten Ziel-Soll-Zangenpresskraft wird um 750 N, d.h. auf 1250 N reduziert. Bei der vierten Ziel-Soll-Zangenpresskraft wird um 1000 N, d.h. auf 1000 N reduziert.On the other hand, the multiple execution of the method sequence takes place with different force-reduced target drive position values of the drive 20 , in particular with different power-reduced target drive position values of the drive 20 in steps of equal step spacing of 250 N. Thus, in a first cycle, a start-to-set forceps force force value of 2000 N is assumed, and from there reduced to four different target target forceps forces. At the first target caliper force, the force is reduced by 250 N, ie to 1750 N. The second target setpoint gun force is reduced by 500 N, ie to 1500 N. At the third target setpoint gun force is reduced by 750 N, ie to 1250 N. At the fourth target target nip force is reduced by 1000 N, ie to 1000 N.

Wie dargestellt stellen sich jedoch nicht die gewünschten Ziel-Ist-Zangenpresskräfte von 1750 N, 1500 N, 1250 N und 1000 N ein, sondern tatsächlich in etwa 1700 N, 1490 N, 1200 N und 900 N ein.However, as illustrated, the desired actual target gun forces of 1750 N, 1500 N, 1250 N and 1000 N do not set, but in fact about 1700 N, 1490 N, 1200 N and 900 N.

In den weiteren Zyklen wird von einem Start-Soll-Zangenpresskraftwert von 2500 N, 3000 N, 3500 N und 4000 N ausgegangen und von dort aus auf vier verschiedene Ziel-Soll-Zangenpresskräfte, d.h. jeweils um 250 N, 500 N, 750 N und 1000 N reduziert.In the remaining cycles, a start-to-set forceps force value of 2500 N, 3000 N, 3500 N, and 4000 N is assumed, and from there to four different target target nip forces, i. reduced by 250 N, 500 N, 750 N and 1000 N respectively.

Jedes Mal erfolgt ein Schließen der geöffneten Zangenhälften 14, 16 durch positionsgesteuertes Bewegen des Antriebs 20 in eine Start-Antriebsposition des Antriebs 20, in der die Zangenspitzen 13a, 13b der beiden Zangenhälften 14, 16 eine der Start-Antriebsposition zugeordnete Start-Soll-Zangenpresskraft auf die Druckkraftmessvorrichtung 17 aufbringen.Each time, the open halves of the pliers are closed 14 . 16 by position-controlled movement of the drive 20 in a start drive position of the drive 20 in which the pliers tips 13a . 13b the two pliers halves 14 . 16 a start-target forceps pressing force associated with the starting drive position on the pressure force measuring device 17 muster.

Danach erfolgt jedes Mal ein Reversieren der geschlossenen Zangenhälften 14, 16 durch positionsgesteuertes Bewegen des Antriebs 20 in eine gegenüber der Start-Soll-Zangenpresskraft kraftreduzierte Ziel-Antriebsposition des Antriebs 20, in der die Zangenspitzen 13a, 13b der beiden Zangenhälften 14, 16 eine der Ziel-Antriebsposition des Antriebs 20 zugeordnete, gegenüber der Start-Soll-Zangenpresskraft kraftreduzierte Ziel-Soll-Zangenpresskraft auf die Druckkraftmessvorrichtung 17 aufbringen soll.Thereafter, each time reversing the closed pliers halves takes place 14 . 16 by position-controlled movement of the drive 20 in a relation to the start-target forceps force force-reduced target drive position of the drive 20 in which the pliers tips 13a . 13b the two pliers halves 14 . 16 one of the target drive position of the drive 20 assigned, compared to the start-target forceps press force force-reduced target-target-forceps press force on the pressure force measuring device 17 should apply.

Dann wird eine Ziel-Ist-Zangenpresskraft in der kraftreduzierten Ziel-Antriebsposition des Antriebs 20 durch die Druckkraftmessvorrichtung 17 gemessen. Außerdem erfolgt ein Speichern der Ziel-Ist-Zangenpresskraft zugeordnet zur kraftreduzierten Ziel-Antriebsposition des Antriebs 20.Then, a target actual gun pressing force in the power reduced target drive position of the drive becomes 20 by the pressure force measuring device 17 measured. In addition, a saving of the target-actual forceps pressing force is assigned to the force-reduced target drive position of the drive 20 ,

In der 4 sind die erhaltenen Zangenpresskraft-Abweichungen aus der Differenz zwischen der Ziel-Soll-Zangenpresskraft und der gemessenen Ziel-Ist-Zangenpresskraft in Form von Antriebspositions-Abweichungswerten (0-2-4-6-8-10-12-14) aufgetragen. Diese Antriebspositions-Abweichungswerte sind erhalten durch ein Verfahren, aufweisend den Schritt des Bestimmens jeweils eines dem jeweiligen Zangenpresskraft-Abweichungswertes zugeordneten Antriebspositions-Abweichungswertes, insbesondere auf Grundlage eines linearen Zusammenhangs von verschiedenen Antriebspositionen des Antriebs 20 und der zugeordneten Soll-Zangenpresskräfte beim Schließen der Zangenhälften 14, 16.In the 4 For example, the obtained plier press force deviations are plotted from the difference between the target set plier press force and the measured target actual plier press force in the form of drive position deviation values (0-2-4-6-8-10-12-14). These drive position deviation values are obtained by a method comprising the step of respectively determining a drive position deviation value associated with the respective tong press force deviation value, in particular based on a linear relationship between different drive positions of the drive 20 and the associated desired forceps pressing forces when closing the forceps halves 14 . 16 ,

Die in 4 dargestellten Stützpunkte von Antriebspositions-Abweichungswerte sind in einer Schar von Geraden S1, S2, S3 und S4 verallgemeinert interpoliert aufgetragen und zwar gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, aufweisend den Schritt des linearen Interpolierens zwischen mehreren Stützpunkten der in Abhängigkeit der mehreren verschiedenen Start-Soll-Zangenpresskraftwerten sich ergebenden Antriebspositions-Abweichungswerten. Die Stützpunkte und/oder interpolierte Zwischenpunkte bzw. die Geraden können in Form einer Tabelle oder einer Funktion, aus welcher zum reversierenden Ansteuerung der Fertigungszange ein benötigter, dem gewünschten Start-Soll-Zangenpresskraftwert zugeordneter Antriebspositions-Abweichungswert zu entnehmen ist, gespeichert werden.In the 4 Propagation points of drive position deviation values shown in general are interpolated in a family of straight lines S1, S2, S3 and S4 according to the inventive method, comprising the step of linear interpolation between a plurality of interpolation points depending on the several different start-target forceps force values resulting drive position deviation values. The interpolation points and / or interpolated intermediate points or the straight lines can be in the form of a table or a function from which to the reversing Triggering of the manufacturing tongs a required, the desired start-target Zangenpresskraftwert assigned drive position deviation value is to be stored stored.

Dabei können die Steigungen Z1, Z2, Z3 und Z4 der interpolierten Geraden S1, S2, S3 und S4 bestimmt und ebenfalls zum späteren Abrufen gespeichert werden. So weist, wie in 4 dargestellt, beispielsweise die Gerade S1 eine Steigung von y = 0,0021x auf. Die Gerade S2 weist eine Steigung von y = 0,0029x auf. Die Gerade S3 weist eine Steigung von y = 0,0040x auf. Die Gerade S4 weist eine Steigung von y = 0,0047x auf.In this case, the slopes Z1, Z2, Z3 and Z4 of the interpolated straight lines S1, S2, S3 and S4 can be determined and likewise stored for later retrieval. So points, as in 4 For example, the straight line S1 has a slope of y = 0.0021x. The straight line S2 has a slope of y = 0.0029x. The straight line S3 has a slope of y = 0.0040x. The straight line S4 has a pitch of y = 0.0047x.

Diese Steigungen Z1, Z2, Z3 und Z4 sind in einem Diagramm der 5 als Stützpunkte aufgetragen. Über diese Stützpunkte der Steigungen Z1, Z2, Z3 und Z4 kann wiederum eine angenäherte Gerade GG gelegt werden, welche somit eine Funktion liefert über die Steigung des Spielfaktors in Abhängigkeit des Kraftunterschieds.These slopes Z1, Z2, Z3 and Z4 are in a diagram of 5 applied as bases. By way of these interpolation points of the gradients Z1, Z2, Z3 and Z4, an approximate straight line GG can again be laid, which thus provides a function of the slope of the game factor as a function of the force difference.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Zangenpresskraft-Abweichung, d.h. der Fehler der tatsächlich eingestellten Ziel-Ist-Zangenpresskraft zur gewünschten Ziel-Soll-Zangenpresskraft umso größer wird, je höher die Ausgangspresskraft, d.h. eine Start-Ist-Zangenpresskraft ist, aus der heraus die Zangenpresskraft reduziert wird. Der Fehler zeigt sich an einer gegenüber der gewünschten bzw. angenommenen Soll-Zangenpresskraft zu niedrigen Ziel-Ist-Zangenpresskraft. Es kann außerdem gesagt werden, dass die Zangenpresskraft-Abweichung, d.h. der Fehler der tatsächlich eingestellten Ziel-Ist-Zangenpresskraft zur gewünschten Ziel-Soll-Zangenpresskraft umso größer wird, je höher die Reduktion der Ausgangspresskraft, d.h. der betragsmäßige Sprung aus der Start-Ist-Zangenpresskraft in die kraftreduzierte Ziel-Soll-Zangenpresskraft ist. Mit anderen Worten, je höher die Ausgangspresskraft und/oder umso größer der Kraftreduktionsbetrag ist, umso mehr bewirkt die durch die Zangenpresskraft gespeicherte potentielle Energie in der Fertigungszange 11, dass die Zangenhälften mehr als gewünscht geöffnet werden und sich in Folge eine zu geringe reduzierte Ziel-Ist-Zangenpresskraft einstellt.In summary, it can be said that the higher the initial pressing force, ie, a starting actual tong pressing force, the larger the tong pressing force deviation, that is, the error of the actually set target actual tong pressing force becomes the desired target target pressing force, becomes larger the forceps force is reduced. The error manifests itself in a target-to-gun force that is too low compared to the desired or assumed target force of the forceps. It can also be said that the higher the reduction of the initial pressing force, that is, the magnitude jump from the start actual, the larger the gun pressing force deviation, ie, the error of the actually set target / actual gun pressing force becomes the desired target gun pressing force -Zangenpresskraft is in the force-reduced target-target-forceps press force. In other words, the higher the initial compression force and / or the greater the amount of force reduction, the more the potential energy stored in the gun by the forceps press force 11 in that the forceps halves are opened more than desired and as a result the setpoint actual forceps force is reduced too low.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4432573 C2 [0002, 0007, 0007]

Claims

Method for calibrating the forceps force of an automatically controllable manufacturing tongs ( 11 ) in Reversierbetrieb, the two mutually adjustable to generate a forceps press force, each a pliers tip ( 13a . 13b ) comprehensive pliers halves ( 14 . 16 ), and a drive ( 20 ), which is formed, at least one of the pliers halves ( 14 . 16 ) to move between the two pliers tips ( 13a . 13b ) to build a forceps force, wherein the drive ( 20 ) can be driven automatically in position-controlled manner, such that a desired plier pressing force is achieved by automatically setting a desired drive position of the drive (assigned to the set plier pressing force). 20 ) by a closing movement of the pliers halves ( 14 . 16 ), comprising the steps of: - positioning a pressure force measuring device ( 17 ) between the two open pliers halves ( 14 . 16 ) as a force measurement standard for measuring the forceps force between the two forceps tips ( 13a . 13b ); - closing the opened pliers halves ( 14 . 16 ) by position-controlled movement of the drive ( 20 ) in a start drive position of the drive ( 20 ), in which the pliers tips ( 13a . 13b ) of the two pliers halves ( 14 16 ) a start-target-forceps pressing force associated with the starting drive position on the pressure force measuring device ( 17 ); - reversing the closed pliers halves ( 14 . 16 ) by position-controlled movement of the drive ( 20 ) in a relation to the start-target forceps press force force-reduced target drive position of the drive ( 20 ), in which the pliers tips ( 13a . 13b ) of the two pliers halves ( 14 . 16 ) one of the target drive position of the drive ( 20 ), with respect to the start-target-forceps press force force-reduced target-target-forceps press force on the pressure force measuring device ( 17 ) should apply; Measuring a target-actual force of the forceps in the force-reduced target drive position of the drive ( 20 ) by the pressure force measuring device ( 17 ); - Saving the target-actual forceps pressing force associated with the force-reduced target drive position of the drive ( 20 ).

The method of claim 1, comprising the step of Determining a forceps force offset value from the difference between the target pressure force and the measured target force force.

Method according to claim 1 or 2, comprising the step of executing the method sequence according to claim 1 or 2 multiple times with different start-target-forceps force values, in particular with different start-set forceps force values in steps of equal step distance, and storing respectively one of the respective start and end force values. Pliers press force deviation value associated with desired pliers press force value per start-set plier press force value.

Method according to claim 1 or 2, comprising the step of executing the method sequence according to claim 1 or 2 with different force-reduced target drive position values of the drive ( 20 ), in which the pliers tips ( 13a . 13b ) of the two pliers halves ( 14 . 16 ) one of the respective target drive position of the drive ( 20 ), with respect to the start-target-forceps press force force-reduced target-target-forceps press force on the pressure force measuring device ( 17 ), in particular with different force-reduced target drive position values of the drive ( 20 ) in steps of equal pitch, and storing each of the respective target driving position value associated with the respective pinion force force deviation value per target driving position value.

Method according to claim 4, comprising the step of determining in each case a drive position deviation value associated with the respective force pressing force deviation value, in particular based on a linear relationship between different drive positions of the drive ( 20 ) and the associated desired forceps pressing forces when closing the forceps halves ( 14 . 16 ).

Method according to one of claims 1 to 5, comprising the step of linear interpolation between a plurality of interpolation points of the drive position deviation values resulting in dependence on the several different start-to-set forceps force values and / or the storage of linearly interpolated intermediate values, in particular in the form of a table or a Function from which for the reversing activation of the production tongs ( 11 ) a required, the desired start-Zangenkraftkraftwert assigned drive position deviation value is shown.

Method for the automatic activation of a production tongs ( 11 ) in Reversierbetrieb, the two mutually adjustable to generate a forceps press force, each a pliers tip ( 13a . 13b ) comprehensive pliers halves ( 14 . 16 ), and a drive ( 20 ), which is formed, at least one of the pliers halves ( 14 . 16 ) to move between the two pliers tips ( 13a . 13b ) to build a forceps force, wherein the drive ( 20 ) can be driven automatically in position-controlled manner, such that a desired plier pressing force is achieved by automatically setting a desired drive position of the drive (assigned to the set plier pressing force). 20 ) by a Closing movement of the pliers halves ( 14 . 16 ), comprising the steps of: - specifying a target target nip force that is less than a momentary of the production tongs ( 11 ) applied actual forceps force; Determining a target drive position of the drive associated with the target setpoint gun force ( 20 taking into account drive position deviation values obtained by a method according to claims 1 to 6, in particular intermediate values from a table or according to a function, which are generated on the basis of drive position deviation values of a method according to claims 1 to 6; - reversing the closed pliers halves ( 14 . 16 ) by position-controlled movement of the drive ( 20 ) into the designated target drive position.

Method according to Claim 7, in which for determining the target drive position of the drive ( 20 ) for actuating a closing movement of the pliers halves ( 14 . 16 ) known relationship between the desired forceps press force and the associated desired drive position of the drive ( 20 and from this context, a target target drive position associated with the target set gun force is determined and corrected by the determined drive position deviation value, and on the basis of which a reversing movement of the tong halves (FIG. 14 . 16 ) is adjusted to set the target set nipper force.

System of welding tongs, a clinching tongs, a crimping tool, and / or a gripping tool and a control device for automatically moving the welding tongs, the clinching tongs, the crimping tool, and / or the gripping tool, which control device ( 10 ) is arranged to perform a method according to any one of claims 1 to 8.

System according to Claim 9, in which the control device ( 10 ) has a memory in which drive position deviation values, in particular intermediate values according to a table or according to a function obtained by a method according to claims 1 to 6, are stored and these drive position deviation values, in particular intermediate values from the memory for performing a method are available according to claim 7 or 8.