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Die Erfindung betrifft ein Einspannsystem mit wenigstens einer Einspanneinrichtung zur Aufnahme eines Bauteiles sowie ein Justiermittel für dieses und ein automatisches Bauteilausrichtungs- und -spannsystem.
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Im Karosseriebau werden beim Fügen von Karosserieteilen diese in einem Einspannsystem gehaltert, das aus wenigstens einem, zumeist aber mehreren, Einspanneinrichtungen besteht. Aufgrund von Maßtoleranzen der einzelnen Karosserieteile ist ein Nachjustieren für ein präzises Fügen notwendig, um diese Abweichungen auszugleichen.
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Aus dem bekannten Stand der Technik ist eine Justiermöglichkeit bekannt, bei der die Einspanneinrichtungen händisch nachjustiert werden. Die Einspanneinrichtungen sind für gewöhnlich auf einer Konsole angeordnet, die wiederum an einem Vorrichtungstisch angelenkt ist, wobei ein solcher Vorrichtungstisch für gewöhnlich mehrere Konsolen und damit auch Einspanneinrichtungen aufweist. Die Einspanneinrichtungen sind auf der Konsole festgeschraubt, wobei zwischen Einspanneinrichtung und Konsole Unterlegescheiben angeordnet sind, die auch Shimmbleche genannt werden.
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Zur Justierung der einzelnen Einspanneinrichtungen auf den jeweiligen Konsolen müssen die Einspanneinrichtungen aufwändig gelöst werden und je nach Anforderung Shimmbleche hinzugefügt oder entnommen werden. Dieses Verfahren der Justierung nimmt einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand in Anspruch, der je nach Justage einer Vorrichtungskomponente 10 bis 20 Minuten beträgt. Aufgrund des hohen Zeitaufwands wird deshalb in der Regel nur in Produktionspausen nachjustiert, womit nicht jede Bauteilabweichung hinsichtlich von Geometrieabweichungen berücksichtigt werden kann.
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In Anbetracht der beschriebenen Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Einspannsystem weiterzuentwickeln und eine einfache und zeitsparende Justierung von Spannstellen für ein Bauteil, insbesondere im Rahmen ununterbrochener Fertigung zu ermöglichen und das Erfordernis manuellen Eingriffs weitgehend auszuschließen. Ferner soll ein zugehöriges Justiermittel und ein automatisches Bauteilausrichtungs- und -spannsystem angegeben werden.
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Die vorgenannten Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10, 11 und 14 gelöst.
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Danach wird ein Einspannsystem vorgeschlagen, mit wenigstens einer Einspanneinrichtung zur Aufnahme eines Bauteils, wobei wenigstens die Einspanneinrichtung ein Justiermittel aufweist. Mit der Integration des Justiermittels in die Einspanneinrichtung sind die Einspanneinrichtungen unabhängig von Konsolen oder anderen Auflageeinrichtungen, die gebraucht wurden, um zwischen der Einspanneinrichtung und der Auflageeinrichtung die Shimmbleche zu platzieren. Der vorliegenden Erfindung ist das Justiermittel nun Bestandteil der Einspanneinrichtung, wobei die Einspanneinrichtung fest mit der Konsole oder Auflageeinrichtung verbindbar ist. Das Justiermittel kann in der Einspanneinrichtung unterschiedlich angeordnet sein, so dass nicht die gesamte Einspanneinrichtung, sondern nur Teile durch das Justiermittel justierbar sind und somit mittelbar auch die eingespannten Bauteile. In Abhängigkeit der Größe des Justiermittels kann das Justiermittel auch direkt in Nachbarschaft zu den bei Einspanneinrichtungen üblichen Konturstücken angeordnet werden, womit dann im wesentlichen die Konturstücke allein justierbar sind und die Einspanneinrichtung beim Justieren im wesentlichen nicht bewegt wird. Aufgrund der häufig gegebenen engen Platzverhältnisse im Karosseriebau kann mit der Aufnahme eines Justiermittels in die Einspanneinrichtung Raum zum Justieren eingespart werden, da beispielsweise nicht mehr die gesamte Einspanneinrichtung von der Konsole beim Justieren entfernt werden muss, was einen größeren Platzbedarf bedeutet.
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Ebenso ist mit dem vorgeschlagenen System eine Einspanneinrichtung mit umfasst, bei der die Einspanneinrichtung ein Justiermittel aufweist, das zwischen Konsole und Einspanneinrichtung angeordnet ist. Die Einspanneinrichtung ist demnach derart mit dem Justiermittel (Verstellkinematik) verbunden, dass dieses leicht zum Austauschen bei eventuell auftretenden Defekten entfernt werden kann. Ebenso kann auch nur die Einspanneinrichtung von dem Justiermittel abgenommen werden, so dass die Konsole nur noch das Justiermittel aufweist und die Einspanneinrichtung beispielsweise gewechselt werden kann. Es ist weiterhin vorgesehen, dass ausschließlich die Einspanneinrichtung selbst mit dem Justiermittel bewegt werden kann, die Einspanneinrichtung also relativ zu einer Konsole oder anderen festen Auflageeinrichtung durch das Justiermittel beweglich ist.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Einspannsystem mehr als eine Einspanneinrichtung auf, wobei wenigstens eine Einspanneinrichtung ein Justiermittel aufweist oder mehrere Einspanneinrichtungen jeweils ein Justiermittel aufweisen. In Abhängigkeit der Größe der zu verarbeitenden Karosserieteile können mehrere Einspanneinrichtungen zur präzisen Halterung notwendig werden. Die Bauteile werden dabei zwischen auf dem Vorrichtungstisch befindlichen Entspanneinrichtungen eingespannt. Je nach Bedarf zur Justierung weist wenigstens eine Einspanneinrichtung ein Justiermittel auf. Zur noch genaueren Justage der Einspanneinrichtung können auch mehrere Justiermittel notwendig sein, die jeweils an und/oder in einer Einspanneinrichtung angeordnet sind.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einspanneinrichtung mittels des Justiermittels in einer, zwei und/oder drei Raumachsen justierbar. Diese Dreidimensionalität erlaubt eine einfache und präzise Justierung der Einspanneinrichtung und damit einer Bewegung des Bauteils im Raum, wodurch jegliche Abweichungen des Bauteils von der Norm begegnet werden können.
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Weiterhin ermöglicht das Justiermittel des Einspannsystems eine lineare und/oder rotatorische Justierung, wobei insbesondere eine Justierung um serielle kombinierbare oder parallele Linear- und/oder Rotationsachsen möglich ist. Durch diese komplexen Bewegungsschemata sind leicht alle möglichen Justagen einstellbar.
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Weiterhin, nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, ist das Einspannsystem derart ausgelegt, dass das Justiermittel hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder dergleichen steuerbar ist. Je nach Aufgabe oder gegebenen Möglichkeiten am Einsatzort des Justiermittels kann die Justierung hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder dergleichen durchgeführt werden.
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Es ist hierfür vorteilhaft vorgesehen, wenn die jeweilige Einspanneinrichtung des Einspannsystems ein Stellglied als Justiermittel aufweist, das insbesondere einen Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Elektromotor oder dergleichen ist. Aufgrund der Gegebenheiten des Stellgliedes, also insbesondere bei Hydraulik- unter Pneumatikzylindern, ist die räumliche Justierung eingeschränkt, wodurch mehrere für jede Raumachse notwendige Zylinder vorgesehen sind. Je nach Feinheit des Justiermittels sind demnach eine, zwei oder drei Zylinder vorgesehen, mit deren Hilfe unterschiedliche Bewegungen ausgeführt werden können, so dass das die Einspanneinrichtung präzise justiert werden kann. Bei der Verwendung von Elektromotoren zur Justierung können ebenfalls mehrere Motoren vorgesehen werden, die die gesamte Bandbreite einer räumlichen Justierung abdecken. Insbesondere ist mit Elektromotoren die rotatorische Justierung leicht möglich, wobei auch eine Kombination unterschiedliche Stellgliedertypen denkbar ist. Beispielsweise können mehrere Hydraulikzylinder derart mit einem oder mehreren Elektromotoren kombiniert werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das jeweilige Justiermittel im Einspannsystem durch eine zentrale Steuerung steuerbar. Mit der Auslagerung eines Steuermoduls aus dem Justiermittel und somit aus der Einspanneinrichtung lässt sich weiterhin Platz sparen, da beispielsweise im Falle von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern Versorgungseinrichtungen entfernt von dem Justiermittel angeordnet werden können. Die jeweiligen Justiermittel werden durch ein elektrohydraulisches Antriebssystem gesteuert, wobei das Antriebssystem einen Linearmotor aufweist. Das elektrohydraulische Antriebssystem ist erfindungsgemäß zentral angeordnet und steuert die jeweiligen Justiermittel gemeinsam. Es ist ebenfalls denkbar, dass mit dem Antriebssystem mehrere Gruppen von Einspanneinrichtungen mit Justiermitteln gesteuert werden, wobei hierfür die sogenannten Ventilinseln zwischengeschaltet sind. Eine Gruppe Einspanneinrichtungen kann ein Einspannsystem bilden oder mehrere Gruppen bilden zusammen ein Einspannsystem.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Justiermittel im Bereich von Konturstücken der Einspanneinrichtung angeordnet, womit nicht die gesamte Einspanneinrichtung justiert werden muss, sondern nur Teile. Es kann hierbei von großem Vorteil sein, wenn die Justiermittel nur in eine Raumachse beweglich ist und beispielsweise die direkte justierbaren Konturstücke nur in einer Raumachse justiert werden, vornehmlich in der y-Achse. Komplexere Justiermittel mit einer Justierung in einzelne andere und mehrere Raumachsen sind aber ebenfalls möglich.
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Vorteilhafterweise wird das zu fügende Bauteil zwischen mehreren Einspanneinrichtungen eingespannt, wodurch es mittels der Justiermittel in einer durch Geometrieabweichungen des Bauteils notwendige Position bewegt werden kann.
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Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe durch ein Einspannsystem mit den Merkmalen des Anspruches 10, hinsichtlich des Justiermittels durch Anspruch 11, und hinsichtlich des automatischen Bauteilausrichtungs- und -spannsystems durch die Merkmale des Anspruches 14 gelöst.
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Danach ist ein Justiermittel für eine Einspanneinrichtung eines Einspannsystems vorgeschlagen, wobei das Justiermittel wenigstens ein Stellglied für eine Raumachse aufweist und das Justiermittel ein Wegmesssystem und ein Druckmesssystem aufweist. Aufgrund der Einfachheit der Stellglieder ist mit jedem Stellglied nur eine eindimensionale Bewegung möglich, so dass bei einer notwendigen dreidimensionalen Justierung mehrere Stellglieder notwendig sind. Zur Rückkopplung des Justiermittels mit einer zentralen Steuereinheit, über die die Justierung gesteuert wird, weist das Justiermittel ein Wegmesssystem und/oder ein Druckmesssystem auf, mit deren Hilfe die genaue Wegstrecke des Stellgliedes bemessen werden kann.
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Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Stellglied ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder, ein Elektromotor oder dergleichen ist. Im Falle der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder sind die vorgenannten Druckmesssysteme für eine präzise Ansteuerung notwendig. Darüber hinaus können die Druckmesssysteme auch zur Steuerung von anliegenden Belastungskräften oder -momenten benutzt werden, da die auf die Aufspanneinrichtungen einwirkenden Kräfte durch die Karosserieteile hoch sind. Die Bauteile weisen regelmäßig eine hohe Steifigkeit auf, wodurch hohe Kräfte beim Justieren auftreten können, die unerwünschte Auswirkungen auf das Bauteil selbst oder das Einspannsystem haben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Justiermittel ein Stellglied für jede Raumachse auf. Mit einem nach allen Seiten beweglichen Justiermittel kann die Einspanneinrichtung an unterschiedlichen Gegebenheiten und Vorgaben angepasst werden. Überdies kann so ein halb- oder vollautomatisches Spann- oder Justagesystem für Bauteile, insbesondere großflächige Blech-Werkstücke, vorzugsweise für die Automobilfertigung geschaffen werden.
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In Verbindung mit Soll-Ist-Wert-Vergleichen kann ein automatisches, selbsttätiges Bauteilausrichtungs- und -spannsystem geschaffen werden (vgl. Ansprüche 14 bis 19), das die Effizienz der Fertigung wesentlich erhöht sowie Rüstzeiten und andere Nebenzeiten verringert.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Einspannsystems (eine Vorrichtung) nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Prinzipdarstellung unterschiedlicher Justiermittel für Spanner einer Vorrichtung, die über ein zentrales Antriebssystem steuerbar sind,
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3 eine schematische Prinzipdarstellung für ein Werkstückausrichtungs- und Spannsystem mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen mit Gruppen von Einspannsystemen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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4 eine detailliertere Darstellung der Vorrichtung 1 nach 3 mit einer beispielsweisen Darstellung eines Spanners (Spannvorrichtung) und der Verknüpfung mit weiteren Vorrichtungen und deren Antrieb,
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5 ein System für eine hydraulische Ansteuerung der Spannelementen nach 4,
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6 eine Regeleinrichtung für einen Spanner nach 4 (vereinfacht), und
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7 eine schematische Darstellung einer aus fünf Vorrichtungen mit jeweils zehn Spannelementen versehene Bauteilpositionierungs- und -spannsystem mit einer Steuerung und einem elektrohydraulischen Antriebssystem, ähnlich der Darstellung in 2, jedoch für fünf Vorrichtungen zum Spannen eines Werkstückes (Bauteiles) in unterschiedlichen Raumrichtungen.
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In der 1 ist eine perspektivische Prinzipskizze des erfinderischen Einspannsystems 20 dargestellt, mit einem Vorrichtungstisch 21 und mehreren Konsolen 22. Auf den Konsolen sind jeweils Einspanneinrichtungen 23 angeordnet. Zwischen der Konsole 22 und einer jeweiligen Einspanneinrichtung 23 ist schematisch ein Justiermittel 24 (24a bis c) dargestellt, wobei die vier dargestellten Justiermittel 24 unterschiedliche Justiermöglichkeiten aufweisen.
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Im einfachsten Fall des Justiermittels 24a ist nur eine Verstellachse des Justiermittels 24a möglich. Die dargestellte Richtungsachse z stellt exemplarisch eine Raumachse dar, wobei jeweils auch Justiermittel 24 mit den anderen Raumachsen y und z denkbar sind. Die Justiermittel 24b und 24c weisen jeweils zwei Justierrichtungen auf, nämlich einerseits Raumachsen z und x und andererseits Raumachsen y und x. Hierbei ist ebenfalls noch eine andere Möglichkeit denkbar, nämlich eine Kombination der Raumachsen z und y. Schließlich ist das Justiermittel 24d in allen drei Raumachsen justierbar, was durch z, y und x dargestellt ist.
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In der 1 sind die Justierachsen unterschiedlich hinsichtlich ihrer Beweglichkeit ausgestaltet, wobei darauf verwiesen wird, dass auch gleiche Justiermittel 24 in einem Einspannsystem 22 vorgesehen sein können. Im Idealfall wäre das ein Justiermittel 24 nach dem Beispiel des Justiermittels 24d. Damit könnte eine Einspanneinrichtungen 23, auch mit einem bereits eingespannten nicht dargestellten Bauteil, in alle drei Raumachsen justiert werden.
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Die Justiermittel 24 der jeweiligen Einspanneinrichtungen 23 sind über einen zentral angeordneten Antrieb, beispielsweise einem Linearmotor, ansteuerbar. Durch die zentrale Ansteuerung kann das Justiermittel 24 selbst nur von geringer Baugröße ausgeführt werden, womit es sich leicht in die Einspanneinrichtung 23 integrieren lässt.
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In der Schemazeichnung der 2 werden Einspanneinrichtungen 23 mit unterschiedlichen Justiermitteln 24 hinsichtlich der Justierung im Raum dargestellt. Allen drei Justiermitteln 24 gemein ist wenigstens ein Hydraulikzylinder 25, die für die Verschiebung eines eingespannten Bauteils in der Einspanneinrichtung 23 sorgen. Hydraulikzylinder 25 haben gegenüber anderen Systemen den Vorteil, große Kräfte zu generieren, die bei den zu verarbeitenden Bauteilen gefordert sind. Zur dreidimensionalen Justierung der Bauteile weisen die Justiermittel 24 insgesamt drei Zylinder 25 auf, für jede Raumachse einen.
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Mit den erfindungsgemäßen Justiermitteln 24 ist eine schnelle und einfache Justierung im Produktionsablauf möglich. Es ist möglich, für unterschiedliche Bauteilqualitäten unterschiedliche Einstellparametersätze zu speichern und per Knopfdruck verfügbar zu machen, ohne händisch die Einspanneinrichtungen 23 nachzujustieren. Ebenso kann durch die Eingabe von Korrekturwerten in die zentrale Steuerung eine durch die Qualitätskontrolle festgestellte geometrische Baugruppenabweichung sehr genau begegnet werden. Darüber hinaus sind die Linearachsen, die durch die Stellglieder beschrieben werden, an die geforderten Verstellwege anpassbar und auf anliegende Maximalbelastungen auslegbar. Zusätzlich kann das System derart ausgeführt werden, dass ein Ausfall von Medien, wie Strom, Druckluft oder dergleichen, zu keinem Produktionsstillstand führt, da mit der Verwendung von Hydraulikzylindern 25 als Stellglied das Justiermittel ausfallsicher ausgelegt ist.
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Mit dem beschriebenen System ist eine Justierung einer oder mehrerer Einspanneinrichtungen in kürzester Zeit möglich. Dies erzeugt nicht nur einen Arbeitszeitvorteil gegenüber der bisherigen Praxis, sondern auch eine Verbesserung der Fügequalität aufgrund der schnelleren Anpassung an Bauteilabweichungen im Produktionsprozess.
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In 3 ist in einem anderen Ausführungsbeispiel die Zusammenfassung der Steuerventile für die Ansteuerung der Hydraulikzylinder 25 (Justiermittel), in 4 auch mit 4a, 4b bezeichnet, in Ventilinseln dargestellt, die der betreffenden, eine Mehrzahl von Spannern oder Einspanneinrichtungen enthaltenden Vorrichtungen 1, 2....n zugeordnet sind (vgl. auch 7). Auf diese Weise wird ein modularer Aufbau erreicht, der auch für Reparatur- und Wartungszwecken vorteilhaft ist.
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4 zeigt für die Anwendung, besonders für die Ausrichtung und für das Spannen von Karosserieblechen bei der Herstellung von Automobilen, ein Werkstückausrichtungs- und Spannsystem, wobei hier als Beispiel eine erste Spannvorrichtung dargestellt ist, die, als „Vorrichtung 1 bezeichnet” praktisch dem Einspannsystem nach 1 entspricht, wobei eine Einspanneinrichtung 23, hier als „Spanner 1” bezeichnet, mit Spannelement 2 und Spannstelle 3 zusammen mit den zugehörigen Justierzylindern 4a (für das Spannelement 1) und 4b (für die Spannstelle 3) dargestellt ist. Eine Vielzahl solcher Vorrichtungen kann von einem gemeinsamen elektrohydraulischen Antrieb 5 angesteuert werden, wobei dieser Teil eines halb- oder vollautomatischen Regelungskreises sein kann und in Abhängigkeit vom Ergebnis von Ist-Soll-Wert-Vergleichen zwischen momentaner Spannposition (der Spannstelle 3) und einer Soll-Position derselben in Verbindung mit Vermessungen am zu spannenden Werkstück oder der Spannstelle selbst sein kann.
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Eine serielle Steuerung der Position der Spannstelle 3 ermöglicht eine unmittelbare Anpassung an den Stellweg und führt zu einer reaktionsschnellen Positionierung der Spannstelle 3 in der Spann-Soll-Position. Diese Ansteuerung kann, wie 4 verdeutlicht, jeweils auch in Abhängigkeit von einem Soll-Ist-Wert-Vergleich der Position der Spannstelle auch jeweils einzeln nur für die Spannstelle 3 oder das Spannelemente 2 erfolgen.
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Durch die Justierzylinder 4a kann das Spannelement 2 in drei Raumachsen x, y, z verstellt werden und vorzugsweise in zwei Raumachsen kann die Spannstelle 3 positioniert werden. Selbstverständlich kann sowohl das Spannelement 2 mit weniger Justierzylindern und Einstellmöglichkeiten versehen sein, wie auch die Spannstelle 3 mit nur einem Justierzylinder 4b oder mit 3 Justierzylinder 4b für alle Raumachsen ausgerüstet sein, in Kombination mit den Justierzylindern 4a für das Spannelement 2.
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Verstellleistungen und -wege der Justierzylinder 4a sind im Allgemeinen größer als diejenigen der Justierzylinder 4b, die für die Spannstelle eine Präzisions- und Feineinstellung der Spannstelle 3 im Rahmen des Spannelementes 2 vornehmen.
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Insgesamt dauert das Justieren eines Spanners aus Spannelement 2 und Spannstelle 3 ca. 1 Sekunde, so dass bei Qualitätsabweichung eine sofortige Justage der Spannposition des Werkstückes erfolgen kann und ein in situ Eingriff in den Fertigungsprozess zur Vermeidung der Fertigung fehlerbehafteter Werkstücke nach Feststellung einer Lageabweichung möglich ist.
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Auf diese Weise können Produktionsunterbrechungen ebenso vermieden werden, wie andererseits eine hohe Reproduzierbarkeit der Spannposition, wie auch des Verstellweges möglich ist. Diese Werte werden vorzugsweise in zugeordneten Speichereinrichtungen gespeichert, so dass für nachfolgende Produktionszyklen die entsprechenden Sollwerte zur Verfügung stehen, die wiederum einer Korrektur durch die Werkstückverhältnisse zugänglich sind.
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Auf diese Weise ist auch eine sehr gute Dokumentation der Spann- und Justageverhältnisse in Verbindung mit dem jeweiligen Werkstück (Bauteil) möglich.
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Die Spannelemente 2 sind vorzugsweise über die Verstellmodule, d. h. die Justiermittel 24 bzw. die diesen entsprechenden Justierzylinder 4a vorzugsweise automatisch und sehr schnell verstellbar.
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Die einzelnen Spanner 1 bzw. Einspanneinrichtungen 23 sind variabel miteinander kombinierbar, was auch für die Vorrichtungen 1 insgesamt gilt.
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5 zeigt ein Beispiel einer hydraulischen Ansteuerung eines Spannelementes 2 in drei Achsen von einem elektrohydraulischen Antrieb 5 aus, in Verbindung mit den zugehörigen Steuerventilen 7, die auch, wie in der Ausführungsform nach 2 direkt an den Verstell- oder Justagezylindern angeordnet sein können, so dass sich eine sehr reaktionsschnelle Anordnung durch ein kurze statische Drucksäule ergibt. Vorzugsweise sind die Justierzylinder 4a, 4b einseitig wirkende Hydraulikzylinder mit Federrückstellung, wobei ein serieller Aufbau beliebige Kombinationen mehrerer Verstellachsen zulässt. Alternativ können die Steuerventile 7 auch zu Ventilinseln für jede Vorrichtung zusammengefasst werden, wie dies z. B. in 7 dargestellt ist.
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Ein vereinfachter Regelkreis für eine Einspanneinrichtung 23 ist in 6 gezeigt, wobei von einer Vermessung eines zu fertigenden und zu spannenden Werkstückes ausgegangen wird und Soll-Positionen mit einer Ist-Position des Spannelementes 2 verglichen und dieses bei unzulässiger Abweichung unter Ansteuerung der entsprechenden Verstellachse nachgestellt wird. Hierbei kann auch auf Sollwertvorgaben durch eine Datenbank oder auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. Ggf. geht die Justage mit einer elastischen Formung des Werkstückes einher, um dieses in Übereinstimmung mit der erforderlichen Spannstelle bzw. mit der Soll-Position der Spannstelle 3 zu bringen. In bestimmten Anwendungsfällen kann auch eine plastische Verformung des Werkstückes in Verbindung mit der Lagekorrektur in eine Soll-Spannlage tolerabel sein, wenn die Präzision an der Bearbeitungs- oder Fügestelle dies erfordert und hierdurch der Einsatzzweck des Werkstückes nicht gefährdet wird.
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7 verdeutlicht nochmals ein halb-automatisches Werkstückpositionierungs- und -spannsystem, das durch entsprechende Rückkoppelungen zwischen Ist- und Soll-Werten sowohl der Spannelemente 2 als auch der Spannstellen 3 und Lagedaten des Werkstückes zu einem vollautomatischen Justage- und Spannsystem weitergebildet sein kann.
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Vorzugsweise kann, ausgehend von der Messung von Bauteilabweichungen oder Bauteillageabweichungen über die Berechnung der entsprechenden Justagepositionen und Spannstellen sowie der entsprechenden Justagewerte für die einzelnen Achsen in Verbindung auch mit intelligenter, trainierbarer Steuersoftware, z. B. unter Verwendung neuronaler Netzwerke, eine selbständige Einstellung der Spannstellen 3 erfolgen. Vorzugsweise ist auch eine integrierte Belastungsmessung für die Spannelemente und/oder Spannstellen sowie eine Bildüberwachung der Spannstellen möglich, um sofortige Justageprozesse und Korrekturen der Position der Spannstellen in Bezug auf das Werkstück bzw. Korrekturen der Raumposition des Werkstückes einzuleiten.
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Die Überwachung der Spannelemente und Spannstellen sowie des Werkstückes kann vorzugsweise über fotometrische oder andere Bildgebungsverfahren erfolgen, deren Bilder mit vorgegebenen Bildern oder Bildwerten bildanalytisch verglichen und unmittelbar zur Ableitung von Steuerungssignalen für die Ansteuerung der entsprechenden Justierzylinder verwendet werden.
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Durch die Erfindung ist eine drastische Verbesserung von Werkstückspann- und Justagesituationen für z. B. Montageprozesse, insbesondere für die rasche Lagekorrektur von großflächigen Blechwerkstücken, wie sie als Karosseriebleche im Automobilbau eine besondere Rolle spielen, und eine deutliche Erhöhung der Fertigungsproduktivität erreichbar.
