DE102004015675B4 - Handling device for handling a workpiece during a forming process - Google Patents
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Abstract
Handhabungsgerät (2) zum Handhaben eines Werkstücks während eines Umformprozesses, insbesondere eines Schmiedevorgangs, umfassend a) wenigstens eine Greifeinrichtung (3) mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Greifelementen (30, 31) zum Greifen des Werkstücks (10), b) wenigstens eine Transporteinrichtung (16) zum Transportieren der Greifeinrichtung (3) oder wenigstens einer Trägereinrichtung (4), an der die Greifeinrichtung (3) befestigt oder befestigbar ist, c) wenigstens einen Rotationsantrieb (8) zum Drehen der Greifeinrichtung (3) um eine durch die Greifeinrichtung (3) verlaufende Drehachse (R) und/oder zum Drehen wenigstens eines der Greifelemente um eine durch das Greifelement (30, 31) verlaufende Drehachse, d) wobei die Greifeinrichtung (3) oder die wenigstens eine Trägereinrichtung (4), an der die Greifeinrichtung (3) befestigt oder befestigbar ist, einerseits und die Transporteinrichtung (16) andererseits in einem flexiblen Zustand miteinander flexibel verbunden sind und in einem starren Zustand, zumindest in einer Raumrichtung und/oder in jeder Drehstellung der Greifeinrichtung (3) und/oder des oder der Greifelemente (30, 31), im Wesentlichen miteinander starr verbunden sind oder zueinander starr gestellt sind, e) wobei die Greifeinrichtung (3) oder die Trägereinrichtung (4) einerseits und die Transporteinrichtung (16) andererseits über wenigstens ein flexibles Element (7, 71 bis 74) miteinander verbunden sind und in dem flexiblen Zustand nur über das flexible Element (7, 71 bis 74) verbunden sind und in dem starren Zustand über wenigstens eine Stützeinrichtung (5) unter Überbrückung des flexiblen Elements (7) im Wesentlichen aneinander oder gegeneinander abgestützt sind, f) wobei der wenigstens eine Rotationsantrieb (8) zum Drehen der Greifeinrichtung (3) auf der von der Greifeinrichtung (3) und/oder der Trägereinrichtung (4) abgewandten Seite des flexiblen Elements (7, 71 bis 74) und zwischen dem flexiblen Element (7, 71 bis 74) und der Transporteinrichtung (16) angeordnet ist und g) wobei die Greifeinrichtung (3) und/oder die Trägereinrichtung (4) im gestützten Zustand in einem Stützlager (54) der Stützeinrichtung (5) abgestützt ist.Handling device (2) for handling a workpiece during a forming process, in particular a forging process, comprising a) at least one gripping device (3) with at least two gripping elements (30, 31) movable relative to one another for gripping the workpiece (10), b) at least one transport device (16) for transporting the gripping device (3) or at least one support device (4) to which the gripping device (3) is fastened or fastened, c) at least one rotary drive (8) for rotating the gripping device (3) about one by the gripping device (3) extending axis of rotation (R) and / or for rotating at least one of the gripping elements about a by the gripping element (30, 31) extending axis of rotation, d) wherein the gripping device (3) or the at least one support means (4) on which Gripping device (3) is fastened or fastened, on the one hand and the transport device (16) on the other hand in a flexible state flexibly connected together are in a rigid state, at least in one spatial direction and / or in each rotational position of the gripping device (3) and / or the one or more gripping elements (30, 31) are substantially rigidly connected to each other or are rigidly connected to each other, e) wherein the gripping device (3) or the carrier device (4) on the one hand and the transport device (16) on the other hand via at least one flexible element (7, 71 to 74) are interconnected and in the flexible state only via the flexible element (7, 71 to 74) are connected and in the rigid state via at least one support means (5) while bridging the flexible element (7) substantially against each other or against each other, f) wherein the at least one rotary drive (8) for rotating the gripping device (3) the side of the flexible element (7, 71 to 74) facing away from the gripping device (3) and / or the carrier device (4) and between the flexible element (7, 71 to 74) and the transport device (16) is arranged, and g) wherein the gripping device (3) and / or the carrier device (4) in the supported state is supported in a support bearing (54) of the support device (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät zum Handhaben eines Werkstücks während eines Umformprozesses.The invention relates to a handling device for handling a workpiece during a forming process.
Die
Aus
Durch die Flexibilität des Blockstücks ist der den Greiferarm, die Klemmzange und die Zangenbetätigungseinrichtung umfassende vordere Bereich dieses bekannten Greifers gegenüber dem hinteren Bereich mit dem Armbereich und den Antriebsmotoren flexibel oder schwenkbar, wobei das Blockstück als eine Art Gelenk oder Schwenklager dient. Wenn nun der Greifer ein Schmiedewerkstück auf ein Gesenk eines Schmiedehammers legt und der Schlagbär auf das Werkstück schlägt, können dadurch erzeugte Vibrationen oder Stöße, die sich auf die Klemmzange und den Greifer übertragen, in dem elastischen Blockstück gedämpft und abgefangen werden, so dass die Antriebe entlastet werden. Dies ermöglicht eine Automatisierung des Schmiedeprozesses, der in der Praxis immer noch von Menschen durchgeführt wird, die das Werkstück in den Schmiedehammer halten.Due to the flexibility of the block piece, the front portion of this known gripper, comprising the gripper arm, gripping pliers and tong actuator, is flexible or pivotable with respect to the rear portion with the arm portion and the drive motors, with the block piece serving as a kind of hinge or pivot bearing. Now, when the gripper places a forging workpiece on a die of a forging hammer and the striker strikes the workpiece, vibrations or shocks generated thereon, which are transmitted to the gripper and the gripper, can be damped and trapped in the elastic block piece, so that the drives be relieved. This allows automation of the forging process, which in practice is still performed by people holding the workpiece in the forging hammer.
Bei diesem aus
Zum Lösen dieser Starrstellung wird beim Auflegen des Werkstücks auf das Gesenk des Schmiedehammers der hintere Armbereich nach oben angehoben, so dass er unter einem Winkel zur Längsrichtung des vorderen Greiferbereichs mit der Klemmzange gerichtet ist und sich das Blockstück entsprechend verformt oder verbiegt. Dadurch wird die Fixierung der Starrstellstange am Greiferarm gelöst, da der Zapfen aus der Höhlung herausgeschwenkt wird und die Starrstellstange dann nicht mehr mit dem vorderen Greiferarm verbunden ist. Bei gelöster Starrstellstange kann nun das Blockstück seine Funktion als Dämpfungselement für die Schlagstöße und Vibrationen infolge seiner Nachgiebigkeit erfüllen. Um den Greifer wieder starr zu stellen, wird einfach der hintere Armbereich wieder nach unten gesenkt in eine koaxiale Lage zum vorderen Arm und die Starrstellstange wieder am vorderen Greiferarm fixiert, indem der Zapfen wieder in die Höhlung eingreift.To release this rigidity, when the workpiece is placed on the die of the forge, the rearward portion of the arm is raised upward so that it is directed at an angle to the longitudinal direction of the forward gripper portion with the gripper and the block piece deforms or bends accordingly. As a result, the fixation of the Starrstellstange is solved on the gripper arm, since the pin is pivoted out of the cavity and the Starrstellstange is then no longer connected to the front gripper arm. When dissolved Starrstellstange now the block piece can fulfill its function as a damping element for the impact shocks and vibrations due to its compliance. To re-set the gripper, the rear arm portion is simply lowered back into a coaxial position with the front arm and the rigid rod is again fixed to the front gripper arm by re-engaging the pin in the cavity.
Die Bewegung dieses bekannten Handhabungsroboters gemäß
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, komplexere Bewegungen des Werkstückes beim Umformprozess, insbesondere vor einem Umformschritt oder zwischen zwei Umformschritten, zu ermöglichen. Insbesondere soll eine Drehung des Werkstücks ermöglicht werden. Außerdem soll vorzugsweise das aus
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention with the features of claim 1.
Das Handhabungsgerät zum Handhaben eines Werkstücks während eines Umformprozesses, insbesondere eines Schmiedeprozesses, umfasst
- a) wenigstens eine Greifeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Greifelementen zum Greifen des Werkstücks,
- b) wenigstens eine Transporteinrichtung (oder: Bewegungseinrichtung) zum Transportieren (oder: Bewegen) der Greifeinrichtung oder wenigstens einer Trägereinrichtung, an der die Greifeinrichtung befestigt oder befestigbar ist,
- c) wenigstens einen Rotationsantrieb zum Drehen der Greifeinrichtung um eine durch die Greifeinrichtung verlaufende Drehachse und/oder zum Drehen wenigstens eines der Greifelemente um eine durch das Greifelement verlaufende Drehachse,
- d) wobei die Greifeinrichtung oder die wenigstens eine Trägereinrichtung, an der die Greifeinrichtung befestigt oder befestigbar ist, einerseits und die Transporteinrichtung andererseits in einem flexiblen Zustand miteinander flexibel verbunden sind und in einem starren Zustand, zumindest in einer Raumrichtung und/oder in jeder Drehstellung der Greifeinrichtung und/oder des oder der Greifelemente, im Wesentlichen miteinander starr verbunden sind oder zueinander starr gestellt sind.
- a) at least one gripping device with at least two gripping elements movable relative to one another for gripping the workpiece,
- b) at least one transport device (or: moving device) for transporting (or moving) the gripper device or at least one carrier device to which the gripper device is fastened or attachable,
- c) at least one rotary drive for rotating the gripping device about an axis of rotation extending through the gripping device and / or for rotating at least one of the gripping elements about an axis of rotation extending through the gripping element,
- d) wherein the gripping device or the at least one carrier device to which the gripping device is attached or fastened, on the one hand and the transport device on the other hand are flexibly connected to each other in a flexible state and in a rigid state, at least in one spatial direction and / or in each rotational position of Gripping device and / or the one or more of the gripping elements are substantially rigidly connected to each other or are mutually rigid.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Dreh- oder Schwenkbarkeit der Greifmittel, nämlich der Greifeinrichtung insgesamt und/oder der Greifelemente, ermöglicht eine Handhabung der ergriffenen Werkstücke mit größeren Freiheitsgraden, insbesondere ein Drehen oder Schwenken der ergriffenen Werkstücke, vorzugsweise um deren eigene oder durch die Werkstücke verlaufende Drehachsen, beispielsweise zur Materialvorverteilung beim Schmieden. Die flexible Verbindung von Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung im flexiblen Zustand zeitigt die zumindest teilweise Absorption oder Dämpfung von Stößen oder Schwingungen, die beim Umformvorgang vom Werkstück in der Umformmaschine auf die Greifeinrichtung übertragen werden, und damit den Schutz der Transporteinrichtung vor diesen mechanischen Belastungen. Die starre Verbindung oder Stellung von Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung im starren Zustand wird dagegen beim Handhaben des Werkstücks beim Transport oder beim Drehen oder Schwenken vor oder nach Umformschritten eingesetzt.The provided according to the invention rotation or pivoting of the gripping means, namely the gripping device and / or the gripping elements, allows handling of the gripped workpieces with greater degrees of freedom, in particular a rotation or pivoting of the gripped workpieces, preferably to their own or extending through the workpieces Rotary axes, for example for material pre-distribution during forging. The flexible connection of gripping device and / or carrier device and transport device in the flexible state causes the at least partial absorption or damping of shocks or vibrations that are transmitted during the forming process from the workpiece in the forming machine to the gripping device, and thus the protection of the transport device against these mechanical loads , The rigid connection or position of gripping device and / or carrier device and transport device in the rigid state, however, is used during handling of the workpiece during transport or during rotation or pivoting before or after forming steps.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Handhabungsgerätes sowie ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks unter Verwendung eines Handhabungsgerät gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments and further developments of the handling device and a method for forming a workpiece using a handling device according to the invention will become apparent from the dependent claims of claim 1.
In einer ersten Ausführungsform zur Realisierung des flexiblen Zustandes und des starren Zustandes der Stellung oder Verbindung von Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung ist wenigstens ein, insbesondere durch, insbesondere hydraulische, Beaufschlagung mit unterschiedlichen Innendrücken, flexibel oder starr stellbares Verbindungselement zwischen Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung vorgesehen, beispielsweise eine Manschette gemäß der eingangs genannten
In einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform zur Realisierung des flexiblen Zustandes und des starren Zustandes ist wenigstens ein flexibles Element zwischen Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung vorgesehen, im Allgemeinen ein (dauerhaft) elastisches Element, über das Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung in dem flexiblen Zustand praktisch ausschließlich miteinander verbunden sind. In dem starren Zustand ist oder wird das flexible Elements über wenigstens eine Stützeinrichtung überbrückt (oder: ein Bypass hergestellt), die Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung und Transporteinrichtung im Wesentlichen aneinander oder gegeneinander abstützt und dadurch deren gewünschte Starrstellung herbeiführt. Für diese Ausführungsform kann beispielsweise eine Starrstellungseinrichtung nach Art der eingangs genanten
Im Allgemeinen umfasst der oder jeder Rotationsantrieb wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise ein Servomotor oder ein ähnlich kontinuierlich ansteuerbarer Motor zum Einstellen jeder beliebigen Winkel(zwischen)position. Dadurch ist die Drehwinkelposition jederzeit bekannt und es kann während eines translatorischen Bewegens des Handhabungsgerätes dieses gleichzeitig gedreht werden und die Handhabungsgeschwindigkeit erhöht werden. Andernfalls wird eine Drehwinkel- oder Anschlagserfassungseinrichtung vorgesehen, die einen Anschlag an der vorgesehenen Drehwinkel(end)position erfasst und an die Steuerung des Handhabungsgerätes weitergibt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Vorsehen eines pneumatischen oder hydraulischen Rotationsantriebs.In general, the or each rotary drive comprises at least one electric drive motor. The drive motor is preferably a servomotor or a similar continuous controllable motor for setting any angle (between) position. As a result, the rotational angle position is known at any time and it can be simultaneously rotated during a translational movement of the handling device and the handling speed can be increased. Otherwise, a rotation angle or stop detection device is provided, which detects a stop at the intended rotation angle (end) position and passes it on to the control of the handling device. This is particularly advantageous in providing a pneumatic or hydraulic rotary drive.
Der oder die Rotationsantrieb(e) zum Drehen der Greifeinrichtung insgesamt ist bzw. sind in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform auf der von der Greifeinrichtung und/oder der Trägereinrichtung abgewandten Seite des flexiblen Elements oder Verbindungselements angeordnet, insbesondere zwischen dem flexiblen Element oder Verbindungselement und der Transporteinrichtung. Diese Ausführungsform entkoppelt auch den Rotationsantrieb von den Umformschlägen. Es wird dann vorzugsweise das flexible Element oder Verbindungselement auch zum Übertragen des Drehmoments des Rotationsantriebs zur Greifeinrichtung hin eingesetzt, also praktisch als Drehkupplung. Dazu kann eine Abtriebswelle des Antriebsmotors über einen Flansch mit dem flexiblen Element oder Verbindungselement drehfest verbunden sein. Alternativ kann aber auch eine flexible Welle zum Übertragen der Drehung vom Rotationsantrieb zur Greifeinrichtung vorgesehen sein.The one or more rotary drive (s) for rotating the gripping device as a whole is or are arranged in a particularly advantageous embodiment on the side facing away from the gripping device and / or the carrier device side of the flexible element or connecting element, in particular between the flexible element or connecting element and the transport device , This embodiment also decouples the rotary drive from the forming strokes. It is then preferably used the flexible element or connecting element for transmitting the torque of the rotary drive to the gripping device out, so practically as a rotary joint. For this purpose, an output shaft of the drive motor can be rotatably connected via a flange with the flexible element or connecting element. Alternatively, however, it is also possible to provide a flexible shaft for transmitting the rotation from the rotary drive to the gripping device.
Ferner kann in einer alternativen Ausführungsform der Rotationsantrieb zum Drehen der Greifeinrichtung auch auf der von der Transporteinrichtung abgewandten Seite des flexiblen Elements oder Verbindungselements, also auf derselben Seite wie die Greifeinrichtung und/oder deren Trägereinrichtung, angeordnet sein, insbesondere zwischen flexiblem Element oder Verbindungselement und Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung.Furthermore, in an alternative embodiment, the rotary drive for rotating the gripping device can also be arranged on the side of the flexible element or connecting element facing away from the transport device, ie on the same side as the gripping device and / or its carrier device, in particular between flexible element or connecting element and gripping device and / or carrier device.
Die Trägereinrichtung ist in der Regel als mit der Greifeinrichtung beim Drehen der Greifeinrichtung mitrotierend ausgebildet, also drehfest mit der Greifeinrichtung verbunden.As a rule, the carrier device is designed as rotating with the gripping device during rotation of the gripping device, that is to say in a rotationally fixed manner to the gripping device.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Handhabungsgerätes ist die Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung im gestützten Zustand in einem Stützlager der Stützeinrichtung abgestützt, wobei vorzugsweise dieses Stützlager der Stützeinrichtung ein Drehlager für die Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung bildet, in dem die Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung beim Drehen der Greifeinrichtung sich dreht oder drehbar ist. Die Greifeinrichtung ist dadurch auf einfache Weise auch im gestützten Zustand frei drehbar. Das Stützlager und die Greifeinrichtung und/oder Trägereinrichtung weisen insbesondere im Wesentlichen zylindrische Kontakt- oder Lagerflächen auf. Die Trägereinrichtung weist vorzugsweise eine Trägerwelle auf, die in der Stützeinrichtung, insbesondere im Stützlager, abstützbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the handling device, the gripping device and / or support device is supported in the supported state in a support bearing of the support device, wherein preferably this support bearing of the support means forms a pivot bearing for the gripping device and / or support means in which the gripping device and / or support device Turning the gripper rotates or is rotatable. The gripping device is thereby freely rotatable in a simple manner, even in the supported state. The support bearing and the gripping device and / or support device in particular have substantially cylindrical contact or bearing surfaces. The carrier device preferably has a carrier shaft, which can be supported in the support device, in particular in the support bearing.
In einer besonderen Ausführungsform ist wenigstens eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die in dem starren Zustand die wenigstens eine Stützeinrichtung mit der Greifeinrichtung oder der Trägereinrichtung und/oder der Transporteinrichtung verriegelt (oder: koppelt) und in dem flexiblen Zustand wieder frei gibt oder nicht verriegelt. Die Verriegelungseinrichtung ist vorzugsweise am Stützlager der Stützeinrichtung angeordnet und bildet vorzugsweise zusammen mit dem Stützlager eine umlaufende Begrenzungs- und/oder Lagereinrichtung für die Greifeinrichtung oder die Trägereinrichtung, so dass diese auch bei einer Drehung um 360° nicht herausfallen kann.In a particular embodiment, at least one locking device is provided which, in the rigid state, locks (or: couples) the at least one support device with the gripping device or the carrier device and / or the transport device and releases it again in the flexible state or does not lock it. The locking device is preferably arranged on the support bearing of the support means and preferably forms together with the support bearing a circumferential limiting and / or storage device for the gripping device or the support means, so that they can not fall out even with a rotation of 360 °.
Die Greifeinrichtung weist im Allgemeinen eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Greifelemente zueinander auf. Die Betätigungseinrichtung ist insbesondere in oder an einem Trageteil der Trägereinrichtung gelagert, das vorzugsweise zwischen der Trägerwelle und dem flexiblem Element angeordnet ist. Ferner weist die Greifeinrichtung in einer bevorzugten Ausbildung, beispielsweise nach Art einer Zange, wenigstens zwei in einem Schwenklager zueinander verschwenkbare Greifhebel auf, von denen jeder wenigstens ein Greifelement trägt. Einer der beiden Greifhebel ist nun vorzugsweise unmittelbar mit der Trägereinrichtung verbunden und der andere Greifhebel mit der Betätigungseinrichtung gekoppelt. Die Betätigungseinrichtung schwenkt den zweiten Greifhebel gegenüber dem ersten Greifhebel in dem Schwenklager.The gripping device generally has an actuating device for moving the gripper elements relative to one another. The actuating device is mounted in particular in or on a supporting part of the carrier device, which is preferably arranged between the carrier shaft and the flexible element. Further, the gripping device in a preferred embodiment, for example in the manner of a pair of pliers, at least two gripping levers pivotable relative to one another in a pivot bearing, each of which carries at least one gripping element. One of the two gripping levers is now preferably connected directly to the carrier device and the other gripping lever is coupled to the actuating device. The actuator pivots the second gripping lever relative to the first gripping lever in the pivot bearing.
Die Stützeinrichtung ist vorzugsweise an der Transporteinrichtung und/oder am Antriebsgehäuse des Rotationsantriebs befestigt.The support device is preferably fastened to the transport device and / or to the drive housing of the rotary drive.
Die Greifelemente der Greifeinrichtung sind im Allgemeinen passiv drehbar gelagert, insbesondere selbsteinstellend, wobei Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung vorgesehen sein können. Durch die Schwenkung der Greifbacken kann ein Verdrehen, Verformen oder Verspringen der Enden des Werkstücks beim Umformen, insbesondere beim Biegen, wenigstens teilweise kompensiert werden. Auch zum Drehen der Greifelemente der Greifeinrichtung um jeweils eine zugehörige Drehachse kann in einer besonderen Ausführungsform wenigstens ein oder jeweils ein Rotationsantrieb vorgesehen sein.The gripping elements of the gripping device are generally passively rotatably mounted, in particular self-adjusting, wherein stops for limiting the pivoting movement can be provided. By the pivoting of the gripping jaws, twisting, deforming or swerving of the ends of the workpiece during forming, in particular during bending, can be at least partially compensated. Also for rotating the gripping elements of the gripping device about an associated axis of rotation can be provided in a particular embodiment, at least one or in each case a rotary drive.
Die Drehbewegung der Greifeinrichtung und/oder des oder der Greifelemente ist in einer Ausführungsform auf einen vorgegebenen Winkelbereich beschränkt, insbesondere durch entsprechende Begrenzungsmittel, Anschläge oder dergleichen oder die Ansteuerung der Antriebe. Dieser vorgegebene Winkelbereich liegt im Allgemeinen bei wenigstens 90°, insbesondere 45° nach beiden Seiten von einer Ausgangslage, und vorzugsweise bei wenigstens 180°, insbesondere 90° nach beiden Seiten von einer Ausgangslage. In one embodiment, the rotational movement of the gripping device and / or of the gripping element or elements is limited to a predetermined angular range, in particular by means of corresponding limiting means, stops or the like or the activation of the drives. This predetermined angular range is generally at least 90 °, in particular 45 ° to either side of a starting position, and preferably at least 180 °, in particular 90 ° to both sides of a starting position.
Es ist aber auch eine volle Rotation möglich, beispielsweise um 360° oder sogar mehrere oder beliebig viele Umläufe. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise kombiniert mit der Ausführungsform einer Verschließeinrichtung für die Stützeinrichtung, so dass die Trägereinrichtung oder die Greifeinrichtung während der vollen Rotation unterstützt oder umschlossen bleiben und nicht herausfallen kann bzw. können.But it is also a full rotation possible, for example, 360 ° or even several or any number of rounds. This embodiment is preferably combined with the embodiment of a closure device for the support device, so that the support device or the gripping device remain supported or enclosed during the full rotation and can not fall out.
Die Drehbarkeit der Greifmittel (Greifeinrichtung und/oder Greifelemente) im Handhabungsgerät gemäß der Erfindung ermöglicht nun die Automatisierung eines Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, bei dem das Werkstück in einem Prozessschritt gedreht werden muss, beispielsweise bei Kombination eines Biegeschritts mit einem eigentlichen Schmiedeschritt, Plätten, beim Vor- und Fertigschmieden und/oder beim Schmieden in verschiedenen Gravuren.The rotatability of the gripping means (gripping device and / or gripping elements) in the handling device according to the invention now enables the automation of a method for forming a workpiece, in which the workpiece must be rotated in one process step, for example, when combining a bending step with an actual forging step, Plätten, during pre-and forging and / or forging in different engravings.
Das Umformverfahren gemäß der Erfindung umfasst die Verfahrensschritte
- a) Bereitstellen wenigstens eines Werkstücks,
- b) Greifen des Werkstücks, Transport des Werkstücks zu einer Umformmaschine sowie Positionieren des Werkstücks in eine vorgegebene Umformposition (in der Umformmaschine) mittels wenigstens eines Handhabungsgeräts gemäß der Erfindung,
- c) Umformen des Werkstücks in wenigstens einem Umformschritt in der Umformmaschine,
- d) Drehen oder Schwenken des Werkstücks vor oder nach einem Umformschritt oder zwischen zwei Umformschritten mittels des Handhabungsgeräts durch Drehen von dessen Greifeinrichtung und/oder dessen Greifelement(en), vorzugsweise auch den weiteren Verfahrenschritt
- e) Transport des umgeformten Werkstücks mittels des wenigstens einen Handhabungsgeräts zu einer Werkstückablage (oder: Aufnahmebereich für die umgeformten Werktücke).
- a) providing at least one workpiece,
- b) gripping the workpiece, transporting the workpiece to a forming machine and positioning the workpiece in a predetermined forming position (in the forming machine) by means of at least one handling device according to the invention,
- c) forming the workpiece in at least one forming step in the forming machine,
- d) turning or pivoting of the workpiece before or after a forming step or between two forming steps by means of the handling device by rotating its gripping device and / or its gripping element (s), preferably also the further process step
- e) transport of the formed workpiece by means of the at least one handling device to a workpiece tray (or: receiving area for the formed work piece).
Für die Dreh- oder Schwenkbewegung des Werkstücks wird in vielen Fällen ein Schwenkwinkel von wenigstens 90°, insbesondere wenigstens 180° oder wenigstens 360°, gewählt und/oder eine stufenlose oder quasi stufenlose Drehung und/oder eine Einstellung in praktisch jeder beliebigen Drehstellung. Ein Dreh- oder Schwenkwinkel von etwa 90° wird oft gewählt, um das Werkstück in einer Richtung biegen und in einer dazu orthogonalen Richtung in seinem Querschnitt verändern zu können und/oder eine Materialvorverteilung zur besseren Anpassung an eine Schmiedegravur zu erreichen.For the rotational or pivoting movement of the workpiece is in many cases a pivot angle of at least 90 °, in particular at least 180 ° or at least 360 °, selected and / or stepless or quasi-continuous rotation and / or a setting in virtually any rotational position. A rotational or pivoting angle of about 90 ° is often chosen to bend the workpiece in one direction and to change in an orthogonal direction in its cross section and / or to achieve a material predistribution for better adaptation to a forging engraving.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Werkstück während des Umformens oder des Umformschritts von dem wenigstens einen Handhabungsgerät gemäß der Erfindung festgehalten, vorzugsweise von wenigstens zwei Handhabungsgeräten gemäß der Erfindung an verschiedenen Enden. Damit kann ein Prellen des Werkstücks beim Auftreffen des Umformwerkzeugs vermieden werden und das Werkstück in seiner Umformposition gehalten werden.In a particularly advantageous embodiment, the workpiece is held during the forming or the forming step of the at least one handling device according to the invention, preferably of at least two handling devices according to the invention at different ends. This bouncing of the workpiece when hitting the forming tool can be avoided and the workpiece can be kept in its forming position.
Eine bevorzugte Anwendung findet das Handhabungsgerät in einem Umformverfahren mit einem Schmiedehammer oder einer Spindelpresse als Umformmaschine, auch wenn natürlich auch andere Umformmaschinen möglich sind wie beispielsweise hydraulische Pressen.A preferred application is the handling device in a forming process with a forging hammer or a screw press as a forming machine, although of course other forming machines are possible such as hydraulic presses.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in derenThe invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. Reference is made to the drawing, in whose
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Größen und Teile sind in den
are each shown schematically. Corresponding sizes and parts are in the
Es sind ein Handhabungsgerät (oder: Manipulator, Roboter) mit
Die Greifeinrichtung
Zum Verschwenken des Greifhebels
Das Trageteil
An der von der Trägerwelle
Der Schwenkantrieb
Die Stützeinrichtung
Im in
Über einen Verbindungsflansch
Die Drehbewegung über den Rotationsantrieb
Eine Drehbewegung des Rotationsantriebs
Das mit dem Verbindungsflansch
Die Drehbewegung überträgt sich ferner über die Trägerwelle
In
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, das Stützlager
Anstelle eines einzigen massiven flexiblen Elements
In den
In
In
Über die Abstände d1 und d2 sowie auch die Ausgestaltung und Materialwahl der flexiblen Elemente
In dem Ausführungsbeispiel oder der Drehstellung gemäß
In der Ausführungsform oder Drehstellung gemäß
Es sind anstelle von zwei flexiblen Elementen auch Anordnungen beliebig vieler flexibler Elemente möglich, die je nach Anwendungsfall optimiert werden können.Arrangements of any number of flexible elements are possible instead of two flexible elements, which can be optimized depending on the application.
Vorteilhaft ist zum Beispiel die Verwendung eines zylindrischen massiven oder mit Höhlungen versehenen Körpers aus einem elastischen Polymerwerkstoff, beispielsweise einem vulkanisierten Naturkautschuk oder auch einem anderen Elastomer, an dessen Stirnseiten jeweils eine zylindrische Platte aus Metall, beispielsweise Stahl, angeordnet ist als flexibles Element
Die Funktion des Drehens der Greifeinrichtung
In
Nun schlägt der Schlagbär oder Hammer mit dem oberen Werkzeug
Abhängig vom Werkstück
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Handhabungsgeräthandling device
- 33
- Greifeinrichtunggripper
- 44
- Trägerwellecarrier wave
- 55
- Stützeinrichtungsupport means
- 66
- Trageteilsupporting part
- 77
- flexibles Elementflexible element
- 88th
- Rotationsantriebrotary drive
- 99
- Gelenkjoint
- 1010
- Werkstückworkpiece
- 1111
- Betätigungsvorrichtungactuator
- 1212
- Gesenkdie
- 1313
- SchlagbärSchlagbär
- 1414
- Schwenklagerpivot bearing
- 1515
- Hubzylinderlifting cylinder
- 1616
- Transporteinrichtungtransport means
- 30, 3130, 31
- Greifbackejaw
- 32, 3332, 33
- Greifhebelgripping levers
- 3434
- Schwenklagerpivot bearing
- 3535
- AngreiflagerAngreiflager
- 5050
- Stützteilsupporting part
- 51, 5251, 52
- Befestigungsteilattachment portion
- 5353
- Verbindungsstangeconnecting rod
- 5454
- Stützlagersupport bearings
- 6060
- Zwischenteilintermediate part
- 6161
- Halteteilholding part
- 6767
- Verbindungsflanschconnection flange
- 71, 7271, 72
- flexibles Elementflexible element
- 73, 7473, 74
- flexibles Elementflexible element
- 8080
- Antriebsgehäusedrive housing
- 8787
- Antriebsflanschdrive flange
- MM
- vordere Achsefront axle
- NN
- hintere Achserear axle
- AA
- Schlagrichtungimpact direction
- B, CB, C
- Achseaxis
- D, ED, E
- Schwenkachseswivel axis
- FF
- Schwenkachseswivel axis
- GG
- Schwerkraftgravity
- RR
- Rotationsachseaxis of rotation
- d1, d2d1, d2
- Abstanddistance
- B1, B2B1, B2
- Biegerichtungbending direction
Claims (30)
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