DE102009058905A1 - Robot for transporting workpiece between two machine tools used in press line in manufacturing of motor vehicle, has robot arm and manipulator tool for handling workpiece - Google Patents

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Ralf Dipl.-Ing. 28832 Kurpjuweit
Frank Dr. Ing. 28832 Boinski
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Abstract

The robot (32) has a robot arm and a manipulator tool (24) for handling the workpiece (12). The workpiece is connected by multiple movable axles (22,34) with a base of the robot. The robot arm is extended and shortened. Independent claims are also included for the following: (1) a method for transporting workpiece between two machine tools; (2) a tool, particularly a pressing tool for transporting a workpiece; and (3) a method for operating multiple workpieces by the tool, particularly pressing tool.

Description

Die Erfindung betrifft einen Roboter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Transportieren eines Werkstücks zwischen zumindest zwei Werkzeugmaschinen mittels eines Roboters, ein Werkzeug zum Umformen eines Werkstücks nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 6 sowie ein Verfahren zum Bearbeiten einer Mehrzahl von Werkstücken mittels eines Werkzeugs.The invention relates to a robot according to the preamble of claim 1, a method for transporting a workpiece between at least two machine tools by means of a robot, a tool for forming a workpiece according to the preamble of claim 6 and a method for processing a plurality of workpieces by means of a tool ,

Bei der Fertigung von Kraftwagenbauteilen werden häufig vollautomatisierte Fertigungsstraßen eingesetzt. Diese umfassen beispielsweise Pressenstraßen, in welchen Blechhalbzeuge in einer Mehrzahl von Umformwerkzeugen mehreren aufeinanderfolgenden Umformschritten unterzogen werden. Die Halbzeuge bzw. Werkstücke werden von Robotern in die Werkzeuge eingelegt und aus diesen entnommen, sowie zwischen den Werkzeugen transportiert, die aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte an den Werkstücken durchführen.Automobile production lines often use fully automated production lines. These include, for example, press lines in which sheet metal semi-finished products are subjected to a plurality of successive forming steps in a plurality of forming tools. The semi-finished products or workpieces are inserted by robots in the tools and removed from these, and transported between the tools that perform successive processing steps on the workpieces.

Die Taktzahl solcher Pressenstraßen, also die Zahl der bearbeitbaren Werkstücke pro Zeiteinheit, wird im Wesentlichen durch die Zeitdauer des Einlegens der Werkstücke in die Werkzeuge, die Zeitdauer des Entnehmens der Werkstücke aus den Werkzeugen sowie die Zeitdauer des Transports eines Werkstückes zwischen zwei Werkzeugen limitiert. Um ein Werkstück zwischen zwei Werkzeugen zu bewegen, muss das Werkstück durch einen Roboter über einen relativ großen Winkel, meist 180° verschwenkt werden. Das Gewicht des Werkstücks limitiert dabei die maximale Schwenkrate des Roboters, da mit zunehmender Schwenkrate höhere Zentrifugalkräfte auf den Roboter wirken.The number of cycles of such press lines, ie the number of workpieces that can be processed per unit of time, is essentially limited by the length of time the workpieces are inserted into the tools, the time taken to remove the workpieces from the tools, and the length of time a workpiece is transported between two tools. To move a workpiece between two tools, the workpiece must be swiveled by a robot over a relatively large angle, usually 180 °. The weight of the workpiece thereby limits the maximum slew rate of the robot, since with increasing slew rate higher centrifugal forces act on the robot.

An Stelle eines reinen Verschwenkens des Werkstücks zwischen zwei Werkzeugmaschinen kann der Roboter nach Aufnahme des Werkstückes auch linear zwischen den Werkzeugmaschinen verfahren werden, um so den Schwenkradius zu begrenzen. Eine solche Roboteranordnung ist aus der DE 3 817 117 C2 bekannt. Dies setzt jedoch aufwendige Maßnahmen zum Verfahren des Roboters voraus. Eine derartige Beweglichkeit des Roboters vermindert zudem seine Präzision, so dass zusätzliche Maßnahmen zur Einhaltung der erwünschten Bewegungsgenauigkeit getroffen werden müssen.Instead of a pure pivoting of the workpiece between two machine tools, the robot can also be moved linearly between the machine tools after receiving the workpiece, so as to limit the pivot radius. Such a robot arrangement is known from DE 3 817 117 C2 known. However, this requires complex measures for moving the robot. Such mobility of the robot also reduces its precision, so that additional measures to comply with the desired movement accuracy must be taken.

Ein weiterer limitierender Faktor ist das Einlegen und Entnehmen von Werkstücken in die bzw. aus den Werkzeugen. Presswerkzeuge weisen üblicherweise eine obere und untere Werkzeughälfte auf, die sich zum Umformen eines eingelegten Werkstückes schließen, so dass die gewünschten Presskräfte auf das Werkstück ausgeübt werden. Nach dem Umformen des Werkstücks öffnen sich die Werkzeughälften wieder. Bevor ein neues Werkstück in das Werkzeug eingelegt werden kann muss dann zunächst das umgeformte Werkstück aus dem Werkzeug entnommen werden. Dies führt zu einer Totzeit, in der keine neuen Werkstücke nachgeführt werden können.Another limiting factor is the insertion and removal of workpieces in or out of the tools. Crimping tools usually have upper and lower mold halves that close to reshape an inserted workpiece so that the desired pressing forces are applied to the workpiece. After forming the workpiece, the tool halves open again. Before a new workpiece can be inserted into the tool, the formed workpiece must first be removed from the tool. This leads to a dead time in which no new workpieces can be tracked.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Roboter sowie ein Werkzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen sowie Verfahren zu schaffen, mittels welcher die Taktzahl automatisierte Fertigungsstraßen erhöht werden kann.The present invention is therefore based on the object to provide a robot and a tool of the type mentioned above and to provide methods by which the cycle number automated production lines can be increased.

Diese Aufgabe wird durch einen Roboter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3, ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.This object is achieved by a robot having the features of patent claim 1, a method having the features of patent claim 3, a tool having the features of patent claim 6 and by a method having the features of patent claim 8.

Ein Roboter zum Transportieren eines Werkstücks zwischen zumindest zwei Werkzeugmaschinen weist wenigstens einen Roboterarm sowie ein Manipulatorwerkzeug zum Handhaben des Werkstücks auf. Dieses ist über eine Mehrzahl beweglicher Achsen mit einem Basisteil des Roboters verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Roboterarm translatorisch verlängerbar bzw. verkürzbar ist. Der Roboter weist also eine als Arm ausgebildete translatorische Achse auf. Dies ist vorzugsweise die manipulatorwerkzeugseitig letzte Achse. Durch Ausfahren dieser translatorischen Achse kann die Griffreichweite des Roboters erhöht werden. Sobald ein solcher Roboter bei ausgefahrener translatorischer Achse ein Werkstück aufgenommen hat, kann die translatorische Achse wieder eingefahren werden. Dies kann erfolgen, bevor der Roboter das Werkstück in eine neue Position verschwenkt. Oder es ist auch denkbar, die Einfahrbewegung mit der Verschwenkung zu überlagern, was die Taktzeit sehr stark verkürzt. Durch die Einfahrbewegung wird der Schwenkradius reduziert, was auch die auf den Roboter bzw. das Werkstück einwirkenden Zentrifugalkräfte während des Verschwenkens vermindert. Damit ist eine erhöhte Schwenkrate möglich, ohne das eine maximale Kraftbeanspruchung des Roboters durch die Zentrifugalkräfte überschritten wird. Dies ermöglicht ein besonders schnelles Verschwenken eines aufgenommenen Werkstücks zwischen zwei Positionen, insbesondere zwischen einer Entnahmeposition aus einer ersten Werkzeugmaschine und einer Ablageposition des Werkstücks in einer zweiten Werkzeugmaschine. Der Verfahrweg der translatorischen Achse beträgt hierbei vorzugsweise zwischen 400 mm und 600 mm.A robot for transporting a workpiece between at least two machine tools has at least one robot arm and a manipulator tool for handling the workpiece. This is connected via a plurality of movable axes with a base part of the robot. According to the invention, it is provided that the at least one robot arm can be extended or shortened translationally. The robot therefore has a translatory axis embodied as an arm. This is preferably the manipulator tool last axis. By extending this translational axis, the reach of the robot can be increased. As soon as such a robot has picked up a workpiece when the translatory axis is extended, the translatory axis can be retracted again. This can be done before the robot pivots the workpiece to a new position. Or it is also conceivable to superimpose the retraction movement with the pivoting, which greatly shortens the cycle time. As a result of the retraction movement, the swivel radius is reduced, which also reduces the centrifugal forces acting on the robot or the workpiece during swiveling. Thus, an increased swing rate is possible without a maximum force stress of the robot is exceeded by the centrifugal forces. This allows a particularly fast pivoting of a picked workpiece between two positions, in particular between a removal position from a first machine tool and a storage position of the workpiece in a second machine tool. The travel of the translatory axis is preferably between 400 mm and 600 mm.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Transportieren eines Werkstücks zwischen zumindest zwei Werkzeugmaschinen mittels eines derartigen Roboters. Bei einem solchen Verfahren wird zunächst das Werkstück durch das Manipulatorwerkzeug des Roboters aus einer Entnahmeposition der ersten Werkzeugmaschine bei zumindest im Wesentlichen vollausgefahrener translatorischer Achse aufgenommen. Anschließend wird die translatorische Achse über einen zumindest im Wesentlichen überwiegenden Teil ihres Verfahrwegs eingefahren, um so einen Schwenkradius des Werkstücks zu reduzieren. Das Werkstück wird anschließend oder währenddessen um einen vorgegebenen Schwenkwinkel verschwenkt, woraufhin die translatorische Achse wieder ausgefahren wird, bis das Werkstück in einer Ablageposition in der zweiten Werkzeugmaschine zu liegen kommt. In dieser Position wird das Werkstück schließlich durch das Manipulatorwerkzeug freigegeben. Durch das Einfahren der translatorischen Achse vor dem Verschwenken wird der Schwenkradius reduziert, was eine erhöhte Schwenkrate ermöglicht, wie bereits oben näher geschildert. Das Ausfahren kann ebenfalls in einer Überlagerung mit der Schwenkbewegung, also in der letzten Phase der Verschwenkung, erfolgen, so dass auch damit die Taktzeit zusätzlich verkürzt werden kann.The invention further relates to a method for transporting a workpiece between at least two machine tools by means of such a robot. In such a method, the workpiece is first by the Manipulator tool of the robot taken from a removal position of the first machine tool at least substantially fully extended translational axis. Subsequently, the translational axis is retracted over an at least substantially predominant part of its travel, so as to reduce a pivot radius of the workpiece. The workpiece is then or in the meantime pivoted by a predetermined pivot angle, whereupon the translatory axis is extended again until the workpiece comes to lie in a storage position in the second machine tool. In this position, the workpiece is finally released by the manipulator tool. By retracting the translational axis before pivoting the swivel radius is reduced, which allows an increased swivel rate, as already described in more detail above. The extension can also be done in an overlay with the pivoting movement, ie in the last phase of pivoting, so that even with it the cycle time can be further shortened.

Vorzugsweise ist ein Freigeben des Werkstücks durch das Manipulatorwerkzeug mit einer Ausfahrbewegung der translatorischen Achse gekoppelt. Dies beschleunigt die Handhabung des Werkstücks weiter, indem das Werkstück automatisch freigegeben wird, wenn die translatorische Achse einen bestimmten Ausfahrweg überschreitet.Preferably, a release of the workpiece is coupled by the manipulator tool with an extension movement of the translational axis. This further speeds up the handling of the workpiece by automatically releasing the workpiece when the translational axis exceeds a certain extension distance.

Es ist weiterhin zweckmäßig, eine Aufnahme des Werkstücks durch das Manipulationswerkzeug mit einer Einfahrbewegung der translatorischen Achse zu koppeln. Analog zur Koppelung des Freigebens mit der Ausfahrbewegung kann so die Handhabung des Werkstücks weiter beschleunigt werden. Sobald die translatorische Achse aus einer ausgefahrenen Position eingefahren wird und einen gewissen Einfahrweg überschreitet, greift das Manipulationswerkzeug automatisch das Werkstück, wobei durch andere Achsen des Roboters gegebenenfalls noch ein Anheben des Werkstückes nach vollendetem Greifen realisiert werden kann.It is also appropriate to couple a recording of the workpiece by the manipulation tool with a retraction of the translational axis. Analogous to the coupling of the release with the extension movement so the handling of the workpiece can be further accelerated. Once the translatory axis is retracted from an extended position and exceeds a certain Einfahrweg, the manipulation tool automatically engages the workpiece, which may still be realized by other axes of the robot lifting the workpiece after completion of gripping.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Werkzeug, insbesondere ein Presswerkzeug zum Umformen eines Werkstücks. Ein solches Werkzeug weist eine obere und untere Werkzeughälfte auf, welche zueinander zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar sind. Erfindungsgemäß ist hier vorgesehen, dass die obere Werkzeughälfte Mittel zum Halten des Werkstücks an der oberen Werkzeughälfte in der Öffnungsstellung aufweist. Beim Öffnen der Werkzeughälften bewegt sich also das bearbeitete Werkstück zusammen mit der oberen Werkzeughälfte entgegen der Schwerkraft nach oben, wodurch die untere Werkzeughälfte vollständig freigegeben wird. Dies ermöglicht ein gleichzeitiges Entnehmen des Werkstücks aus der oberen Werkzeughälfte, während in der unteren Werkzeughälfte bereits ein neues, zu bearbeitendes Werkstück oder Halbzeug eingelegt werden kann. Die Totzeit des Werkzeugs zwischen zwei Umformschritten wird dadurch verkürzt, wodurch beim Einsatz solcher Werkzeuge in automatisierten Werkzeugstraßen der Durchsatz der Werkzeugstraße verbessert wird. Als Mittel zum Halten des Werkstücks an der oberen Werkzeughälfte werden zweckmäßigerweise Magnete, Spannzangen oder Ansaugkanäle verwendet.The invention further relates to a tool, in particular a pressing tool for forming a workpiece. Such a tool has an upper and lower mold half, which are movable relative to each other between an open position and a closed position. According to the invention, it is provided here that the upper mold half has means for holding the workpiece on the upper mold half in the open position. When the mold halves are opened, therefore, the machined workpiece, together with the upper mold half, moves upwards against gravity, whereby the lower mold half is completely released. This allows a simultaneous removal of the workpiece from the upper mold half, while in the lower mold half already a new, to be machined workpiece or semi-finished can be inserted. The dead time of the tool between two forming steps is thereby shortened, whereby the throughput of the tool path is improved when such tools are used in automated tool paths. As a means for holding the workpiece on the upper mold half expediently magnets, collets or suction channels are used.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bearbeiten einer Mehrzahl von Werkstücken mittels eines Werkzeugs, insbesondere eines Presswerkzeugs mit einer oberen und unteren Werkzeughälfte. Hierbei wird zunächst ein erstes Werkstück mittels des Presswerkzeugs umgeformt, wobei sich während des Umformens die Werkzeughälften in einer geschlossenen Stellung befinden. Nach erfolgtem Umformen des Werkstücks werden die Werkzeughälften geöffnet und das erste Werkstück an der oberen Werkzeughälfte gehalten. Im folgenden Verfahrensschritt wird gleichzeitig das erste Werkstück mittels eines ersten Roboters der oberen Werkzeughälfte entnommen und ein zweites Werkstück mittels eines zweiten Roboters in die untere Werkzeughälfte eingelegt. Anschließend können die Werkzeughälften zum Umformen des zweiten Werkstücks wieder geschlossen werden, worauf das Verfahren wieder von vorne beginnt und ein weiteres Werkstück zugeführt wird.The invention further relates to a method for processing a plurality of workpieces by means of a tool, in particular a pressing tool with an upper and lower mold half. Here, first, a first workpiece is formed by means of the pressing tool, wherein the mold halves are in a closed position during the forming. After reshaping of the workpiece, the tool halves are opened and the first workpiece held on the upper mold half. In the following method step, the first workpiece is simultaneously removed by means of a first robot of the upper mold half and inserted a second workpiece by means of a second robot in the lower mold half. Subsequently, the tool halves for forming the second workpiece can be closed again, after which the process starts again from the beginning and another workpiece is supplied.

Vorzugsweise wird das Werkstück magnetisch, pneumatisch oder mechanisch an der oberen Werkzeughälfte gehalten. Der Zeitaufwand zum Bestücken des Werkzeuges bzw. zum Entnehmen eines bearbeiteten Werkstück aus dem Werkzeug wird durch ein derartiges Verfahren im Wesentlichen halbiert, da beim Bestücken des Werkzeuges nicht mehr auf die Entnahme des bearbeiteten Werkstückes gewartet werden muss.Preferably, the workpiece is magnetically, pneumatically or mechanically held on the upper mold half. The time required for equipping the tool or for removing a machined workpiece from the tool is substantially halved by such a method, since when loading the tool no longer has to wait for the removal of the machined workpiece.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Hereby show:

1 eine schematische Darstellung einer Pressenstraße mit einem Roboter nach dem Stand der Technik, 1 a schematic representation of a press line with a robot according to the prior art,

2 eine schematische Darstellung einer Pressenstraße mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Roboters, 2 a schematic representation of a press line with an embodiment of a robot according to the invention,

3 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Roboters, 3 a detailed view of an embodiment of a robot according to the invention,

4A, B eine Detailansicht eines Manipulatorwerkzeugs und einer translatorischen Achse eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Roboters im eingefahrenen und ausgefahrenen Zustand der translatorischen Achse, 4A , B is a detailed view of a manipulator tool and a translational axis of an embodiment of an inventive Robot in the retracted and extended state of the translatory axis,

5 eine schematische Ansicht einer Pressenstraße mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Roboters sowie einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs. 5 a schematic view of a press line with an embodiment of a robot according to the invention and an embodiment of a tool according to the invention.

In einer im Ganzen mit 10 bezeichneten Pressenstraßen nach dem Stand der Technik wird ein Werkstück 12 zunächst in einer ersten Presse 14 umgeformt und anschließend mittels eines Roboters 16 in eine zweite Presse 18 überführt. Der Gesamtüberführungsweg des Werkstücks 12 ist in der Zeichnung mit d1 gekennzeichnet. Das Überführen wird durch eine Schwenkbewegung des Roboters 16 entlang des Pfeils 20 bewerkstelligt, wobei der Schwenkdurchmesser d2 gemessen von der letzten rotatorischen Achse 22 des Roboters 16 im Kantenabstand der beiden Pressen 14 entspricht. Der Schwenkdurchmesser d2 limitiert die Schwenkrate des Roboters 16 da mit größerem Schwenkdurchmesser d2 die auf die Achse 22 einwirkenden Fliehkräfte auf Grund des Gewichts des Werkstücks 12 und des Manipulatorwerkzeugs 24 zunehmen. Dies limitiert die Taktzahl der Pressenstraße 10.In a whole with 10 referred to press lines according to the prior art becomes a workpiece 12 first in a first press 14 transformed and then by means of a robot 16 in a second press 18 transferred. The total transfer path of the workpiece 12 is marked d 1 in the drawing. The transfer is made by a pivoting movement of the robot 16 along the arrow 20 accomplished, with the pivot diameter d 2 measured from the last rotational axis 22 of the robot 16 at the edge distance of the two presses 14 equivalent. The swing diameter d 2 limits the slew rate of the robot 16 because with larger pivot diameter d 2 on the axis 22 acting centrifugal forces due to the weight of the workpiece 12 and the manipulator tool 24 increase. This limits the number of cycles of the press line 10 ,

In der in der 2 gezeigten, insgesamt mit 30 bezeichneten Pressenstraße findet ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Roboters 32 Anwendung. Dieser ist dadurch ausgezeichnet, dass zwischen der letzten rotatorischen Achse 22 des Roboters und dessen Manipulatorwerkzeugs 24 eine weitere, translatorische Achse 34 vorgesehen ist, die entlang des Pfeils 36 verfahren werden kann.In the in the 2 shown, in total with 30 designated press line finds an embodiment of a robot according to the invention 32 Application. This is characterized by the fact that between the last rotary axis 22 of the robot and its manipulator tool 24 another, translational axis 34 is provided along the arrow 36 can be moved.

Zum Entnehmen des Werkstücks 12 aus der Presse 14 wird die translatorische Achse 34 voll ausgefahren. Bevor der Roboter um den Pfeil 20 verschwenkt wird, um das Werkstück 12 in die zweite Presse 18 zu überführen, wird die translatorische Achse 34 vollständig eingefahren, so dass sich ein reduzierter Schwenkdurchmesser d3 ergibt. Durch die Reduktion des Schwenkdurchmessers d3 werden auch die auf den Roboter wirkenden Fliehkräfte reduziert, so dass eine höhere Schwenkrate ermöglicht wird.For removing the workpiece 12 from the press 14 becomes the translational axis 34 fully extended. Before the robot around the arrow 20 is pivoted to the workpiece 12 in the second press 18 to translate, the translational axis 34 completely retracted, so that there is a reduced pivot diameter d 3 . By reducing the pivot diameter d 3 , the centrifugal forces acting on the robot are reduced, so that a higher pivoting rate is made possible.

Der Roboter 32 ist in 3 nochmals im Detail dargestellt. Er weist einen Basisbereich 38 auf und besitzt ein Manipulatorwerkzeug 24 mit einer Mehrzahl von Saugelementen 40 zum Ansaugen des Werkstücks 12, der Übersichtlichkeit halber nicht alle bezeichnet sind. Um ein Werkstück 12 zwischen verschiedenen Lage heben zu können, weist der Roboter 38 mehrere rotatorische Achsen 22, 34, 42, 44 und 48 auf, welche das Manipulatorwerkzeug 24 mit dem Basisbereich 38 verbinden. Zwischen der manipulatorwerkzeugseitigen letzten rotatorischen Achse 22 und dem Manipulatorwerkzeug 24 ist schließlich die translatorische Achse 34 angeordnet. Diese ist, wie in den 4A und B gezeigt, zwischen einer ausgefahrenen Position (4A) und einer eingefahrenen Position (4B) beweglich.The robot 32 is in 3 again shown in detail. He has a base area 38 and has a manipulator tool 24 with a plurality of suction elements 40 for sucking the workpiece 12 , for the sake of clarity not all are designated. To a workpiece 12 Being able to lift between different positions, the robot points 38 several rotational axes 22 . 34 . 42 . 44 and 48 on which the manipulator tool 24 with the base area 38 connect. Between the manipulator tool-side last rotary axis 22 and the manipulator tool 24 is finally the translatory axis 34 arranged. This is how in the 4A and B between an extended position (FIG. 4A ) and a retracted position ( 4B ) movable.

Um die Bewegung zu ermöglichen, weist die translatorische Achse 34 ein pneumatisches Stellglied 50 auf. Alternativ kann auch ein elektrischer Stelltrieb Verwendung finden. Der Stelltrieb 50 wirkt über eine Aktuatorstange 52 auf eine Basisplatte 54 des Manipulatorwerkzeugs 24. Positionsgenauigkeit wird durch zwei Führungsstangen 56 erreicht, die in Hülsen 58 der translatorischen Achse 34 geführt sind.To enable the movement, the translational axis points 34 a pneumatic actuator 50 on. Alternatively, an electric actuator can be used. The actuator 50 acts via an actuator rod 52 on a base plate 54 of the manipulator tool 24 , Positional accuracy is achieved by two guide rods 56 reached in pods 58 the translational axis 34 are guided.

Besonders zweckmäßig ist es, das Aufnehmen des Werkstücks 12 durch die Saugeinrichtungen 40 des Manipulatorwerkzeugs 24 mit einer Einfahrbewegung der translatorischen Achse 34 und das Freigeben des Werkstücks 12 durch die Saugelemente 40 des Manipulatorwerkzeugs 24 mit einem Ausfahrend der translatorischen Achse 34 zu koppeln, um ein besonders schnelles Aufnehmen und Ablegens des Werkstücks 12 in der jeweiligen Presse 14, 18 zu ermöglichen.It is particularly useful to pick up the workpiece 12 through the suction devices 40 of the manipulator tool 24 with a retraction movement of the translatory axis 34 and releasing the workpiece 12 through the suction elements 40 of the manipulator tool 24 with an extension of the translational axis 34 to couple, for a particularly quick picking up and dropping the workpiece 12 in the respective press 14 . 18 to enable.

5 zeigt schließlich eine weitere, im Ganzen mit 60 bezeichnete Pressenstraße. Neben einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Roboters 32 finden hier Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 62 Anwendung. Wie eine konventionelle Presse 14, 18 weist das Werkzeug 62 eine Werkzeugoberhälfte 64 und eine Werkzeugunterhälfte 66 auf. Im Gegensatz zu den konventionellen Pressen 14, 18 wird ein Werkstück 12 jedoch nicht aus der Werkzeugunterhälfte 66 entnommen. Vielmehr besitzen die Werkzeugoberhälften 64 Vorrichtungen zum Halten des Werkstücks 12 im geöffneten Zustand des Werkzeugs 62. Beim Auseinanderfahren der Werkzeugoberhälfte 64 und Werkzeugunterhälfte 66 wird also das Werkstück 12 mit der Werkzeugoberhälfte 64 bewegt, so dass die Werkzeugunterhälfte 66 gleichzeitig freigegeben wird. Während ein Roboter 32 das Werkstück 12 aus der Werkzeugoberhälfte 64 entnimmt kann gleichzeitig durch einen weiteren Roboter 32 ein weiteres Werkstück 12 in die Werkzeugunterhälfte 66 eingelegt werden. Hierdurch wird die Taktzeit der Pressenstraße 60 weiter erhöht. In Kombination mit dem erfindungsgemäßen Roboter 32, welcher einen besonders schnelles verschwenken eines Werkstückes 12 zwischen zwei Pressen 14, 18 ermöglicht, lässt sich so eine besonders hohe Stückzahl pro Zeiteinheit in der Pressenstraße 60 bearbeiten. 5 finally shows another, as a whole with 60 designated press line. In addition to an embodiment of a robot according to the invention 32 find here embodiments of a tool according to the invention 62 Application. Like a conventional press 14 . 18 has the tool 62 a tool top half 64 and a tool half 66 on. In contrast to the conventional presses 14 . 18 becomes a workpiece 12 but not from the tool half 66 taken. Rather, the tool top halves own 64 Devices for holding the workpiece 12 in the opened state of the tool 62 , When moving apart the upper half of the tool 64 and tool half 66 So will the workpiece 12 with the tool top half 64 moves, leaving the tool half 66 is released at the same time. While a robot 32 the workpiece 12 from the tool top half 64 can be removed simultaneously by another robot 32 another workpiece 12 into the tool half 66 be inserted. As a result, the cycle time of the press line 60 further increased. In combination with the robot according to the invention 32 which makes a particularly fast pivoting of a workpiece 12 between two presses 14 . 18 allows a particularly high number of pieces per unit time in the press line 60 to edit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3817117 C2 [0004] DE 3817117 C2 [0004]

Claims (9)

Roboter (32) zum Transportieren eines Werkstücks (12) zwischen zumindest zwei Werkzeugmaschinen (62), welcher wenigstens einen Roboterarm (34) sowie ein Manipulatorwerkzeug (24) zum Handhaben des Werkstücks (12) aufweist, das über eine Mehrzahl beweglicher Achsen (22, 34, 42, 44, 48) mit einem Basisteil (38) des Roboters (32) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Roboterarm (34) translatorisch verlängerbar bzw. verkürzbar ist.Robot ( 32 ) for transporting a workpiece ( 12 ) between at least two machine tools ( 62 ), which has at least one robot arm ( 34 ) as well as a manipulator tool ( 24 ) for handling the workpiece ( 12 ), which has a plurality of movable axes ( 22 . 34 . 42 . 44 . 48 ) with a base part ( 38 ) of the robot ( 32 ), characterized in that the at least one robot arm ( 34 ) translationally extensible or shortened. Roboter (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahrweg (36) des Roboterarms (34) zwischen 400 mm und 600 mm beträgt.Robot ( 32 ) according to claim 1, characterized in that a travel path ( 36 ) of the robot arm ( 34 ) is between 400 mm and 600 mm. Verfahren zum Transportieren eines Werkstücks (12) zwischen zumindest zwei Werkzeugmaschinen (62) mittels eines Roboters (32) mit einem Manipulatorwerkzeug (24) zum Handhaben des Werkstücks (12), das über eine Mehrzahl beweglicher Achsen (22, 34, 42, 44, 48) mit einem Basisteil (38) des Roboters (32) verbunden ist wobei die manipulatorwerkzeugseitig letzte Achse (22) eine translatorische Achse (34) ist, mit den Schritten: a) Aufnehmen des Werkstücks (12) durch das Manipulatorwerkzeug (24) aus einer Entnahmeposition in der ersten Werkzeugmaschine bei zumindest im Wesentlichen voll ausgefahrener translatorischer Achse (34); b) Einfahren der translatorischen Achse (34) über einen zumindest im Wesentlichen überwiegenden Teil ihres Verfahrwegs (36); c) Verschwenken des Werkstücks (12) um einen vorgegebenen Schwenkwinkel; d) Ausfahren der translatorischen Achse (34) bis das Werkstück (12) in einer Ablageposition in der zweiten Werkzeugmaschine (62) zu liegen kommt; e) Freigeben des Werkstücks (12) durch das Manipulatorwerkzeug (24).Method for transporting a workpiece ( 12 ) between at least two machine tools ( 62 ) by means of a robot ( 32 ) with a manipulator tool ( 24 ) for handling the workpiece ( 12 ), which has a plurality of movable axes ( 22 . 34 . 42 . 44 . 48 ) with a base part ( 38 ) of the robot ( 32 ) where the manipulator tool last axis ( 22 ) a translational axis ( 34 ), comprising the steps of: a) picking up the workpiece ( 12 ) by the manipulator tool ( 24 ) from a removal position in the first machine tool in at least substantially fully extended translational axis ( 34 ); b) retraction of the translatory axis ( 34 ) over an at least substantially predominant part of its travel path ( 36 ); c) pivoting the workpiece ( 12 ) by a predetermined pivoting angle; d) extension of the translatory axis ( 34 ) until the workpiece ( 12 ) in a storage position in the second machine tool ( 62 ) comes to rest; e) releasing the workpiece ( 12 ) by the manipulator tool ( 24 ). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass ein Freigeben des Werkstücks (12) durch das Manipulatorwerkzeug (24) mit einer Ausfahrbewegung der translatorischen Achse (34) gekoppelt ist.Method according to claim 3, characterized in that a release of the workpiece ( 12 ) by the manipulator tool ( 24 ) with an extension movement of the translatory axis ( 34 ) is coupled. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet dass ein Aufnehmen des Werkstücks (12) durch das Manipulatorwerkzeug (24) mit einer Einfahrbewegung der translatorischen Achse (34) gekoppelt ist.Method according to claim 3 or 4, characterized in that a picking up of the workpiece ( 12 ) by the manipulator tool ( 24 ) with a retraction movement of the translatory axis ( 34 ) is coupled. Werkzeug (62), insbesondere Presswerkzeug, zum Umformen eines Werkstücks, mit einer oberen (64) und einer unteren Werkzeughälfte (66), welche relativ zueinander zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Werkzeughälfte (66) Mittel zum Halten des Werkstücks (12) an der oberen Werkzeughälfte (66) in der Öffnungsstellung aufweist.Tool ( 62 ), in particular pressing tool, for forming a workpiece, with an upper ( 64 ) and a lower mold half ( 66 ), which are movable relative to each other between an open position and a closed position, characterized in that the upper mold half ( 66 ) Means for holding the workpiece ( 12 ) on the upper mold half ( 66 ) in the open position. Werkzeug (62) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten als Magnete und/oder Spannzangen und/oder Ansaugkanäle ausgebildet sind.Tool ( 62 ) according to claim 7, characterized in that the means for holding are designed as magnets and / or collets and / or suction channels. Verfahren zum Bearbeiten einer Mehrzahl von Werkstücken (12) mittels eines Werkzeugs (62), insbesondere eines Presswerkzeugs, mit einer oberen (64) und einer unteren Werkzeughälfte (66), mit den Schritten: a) Umformen eines ersten Werkstücks (12) mittels des Presswerkzeugs, wobei sich die Werkzeughälften (64, 66) in einer geschlossenen Stellung befinden; b) Öffnen der Werkzeughälften (64, 66) und Halten des ersten Werkstücks (12) an der oberen Werkzeughälfte (66); c) Entnehmen des ersten Werkstücks (12) aus der oberen Werkzeughälfte (66) mittels eines ersten Roboters (32) und gleichzeitiges Einlegen eines zweiten Werkstücks (12) in die untere Werkzeughälfte (64) mittels eines zweiten Roboters (32).Method for processing a plurality of workpieces ( 12 ) by means of a tool ( 62 ), in particular a pressing tool, with an upper ( 64 ) and a lower mold half ( 66 ), comprising the steps of: a) reshaping a first workpiece ( 12 ) by means of the pressing tool, wherein the tool halves ( 64 . 66 ) are in a closed position; b) opening the tool halves ( 64 . 66 ) and holding the first workpiece ( 12 ) on the upper mold half ( 66 ); c) removing the first workpiece ( 12 ) from the upper mold half ( 66 ) by means of a first robot ( 32 ) and simultaneous insertion of a second workpiece ( 12 ) in the lower mold half ( 64 ) by means of a second robot ( 32 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Werkstück (12) magnetisch, pneumatisch oder mechanisch an der oberen Werkzeughälfte (66) gehalten wird.A method according to claim 8, characterized in that in step b) the workpiece ( 12 ) magnetically, pneumatically or mechanically on the upper mold half ( 66 ) is held.
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