-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Kontaktstellen, an denen ein Halteelement und/oder ein Stützelement einer Transfereinrichtung einer Presse an einem in einer Presse bearbeiteten Werkstück angreifen kann. Das Verfahren dient somit zur Bestimmung derjenigen Kontaktstellen, an denen es möglich ist, ein Halteelement und/oder ein Stützelement mit dem Werkstück in Kontakt zu bringen, um das Werkstück in ein Pressenwerkzeug zu transportieren oder aus dem Pressenwerkzeug herauszunehmen. Das Verfahren wird im Rahmen einer Computersimulation durchgeführt, beispielsweise mit Hilfe von 3D-CAD-Programmen, mit denen dreidimensionale Geometrien dargestellt werden können.
-
Bei der Konstruktion von Pressen mit einer oder mehreren Pressenstufen und einer Transfereinrichtung wird bereits heute eine Simulation durchgeführt, um den möglichen Einbauraum für das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug der Presse zu bestimmen. Hierfür wird abhängig vom Volumen der Transfereinrichtung und von der Transferbewegung sowie der Bewegung des Pressenwerkzeugs ein verbleibender Bauraum ermittelt, der für das Oberwerkzeug bzw. das Unterwerkzeug zur Verfügung steht. Die Werkzeuge müssen so gestaltet werden, dass sie innerhalb dieses Bauraums liegen und an keiner Stelle aus dem Bauraum herausragen. Dann kann die Kollisionsfreiheit sichergestellt werden.
-
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in
DE 10 2008 053 081 A1 beschrieben. Dort wird zunächst der maximal mögliche Einbaubereich bestimmt, in dem das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug angeordnet werden können. Anschließend wird innerhalb dieses Einbaubereichs ein Kollisionsraum ermittelt, innerhalb dem es zu Kollisionen zwischen dem Oberwerkzeug oder dem Unterwerkzeug und der Transfereinrichtung oder dem Werkstück kommen kann. Aus der Differenz des maximal möglichen Einbaubereichs und des Kollisionsraums ergibt sich dann der als Konstruktionsraum bezeichnete Bauraum, innerhalb dem das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug der Presse angeordnet werden können.
-
DD 208 928 beschreibt eine Vorrichtung zum Simulieren der Transportbewegung bei Umformwerkzeugen für Einzelpressen oder Pressenstraßen. Die Vorrichtung weist ein Auflageplattenfeld auf, das dem Pressentisch entsprechen soll. Ferner sind verschiebbar angeordnete Einheiten vorhanden, die die Transfereinrichtung der Presse darstellen sollen. Auf das Aufspannplattenfeld werden die Umformwerkzeuge gestellt. Die Transfereinrichtung wird anschließend entsprechend dem vorgesehenen Bewegungszyklus eingestellt. Anschließend wird geprüft, ob beim Werkstücktransport eine Kollision des Werkstücks oder der Transfereinrichtung mit den Umformwerkzeugen erfolgt.
-
Es sind ferner Simulationsprogramme bekannt, um die Transferbewegung für eine Transfereinrichtung zu ermitteln. Dabei kann die Werkstückausbringung optimiert und Kollisionen sicher vermieden werden. Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel in
DE 10 2005 024 822 A1 beschrieben.
-
Aus
DE 41 21 841 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Koordinierung von Achsantrieben für überlagerte Bewegungsabläufe von flexiblen Blechteiltransporteinrichtungen mit Eigenantrieb an Pressen bekannt. Dort erfolgt eine Steuerung der Anlage derart, dass die Ausbringung maximiert und gleichzeitig eine kollisionsfreie Bewegung der einzelnen Einheiten sichergestellt werden kann. Hierzu wird auf Basis eines vorgegebenen Freigängigkeitsmodells für die einzelnen Antriebe Startzeitpunkte und Geschwindigkeits-Zeit-Verläufe für die Bewegungsbahn der Achsantriebe ermittelt.
-
In der Praxis ist es häufig erforderlich, nach der Realisierung einer Presse, die auch mehrere Pressenstufen aufweisen kann, Änderungen durchzuführen. Da die Werkzeuggeometrie des Oberwerkzeugs bzw. des Unterwerkzeugs abhängig von der Bewegung der Transfereinrichtung ermittelt wurde, sind Änderungen im Prozessablauf allerdings im Hinblick auf Freigängigkeit und Kollisionen kritisch und daher nur in engen Grenzen möglich. Beim ersten Anlauf einer Presse muss daher besonders geschultes Personal vor Ort sein, um zu erkennen, welche Änderungen noch möglich sind, die ohne Beschädigung für die Pressenwerkzeuge oder die Transfereinrichtung durchführbar sind.
-
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Möglichkeit zu schaffen, die einer Bedienperson auf einfache Weise Änderungsmöglichkeiten im Hinblick auf den Werkstücktransfer in die Presse bzw. aus der Presse angibt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Simulationsverfahren, das rechner- bzw. computergestützt ausgeführt wird. Das Verfahren kann mithilfe einer Recheneinheit der Presse oder einer separaten, externen Recheneinheit ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren mit Hilfe von verfügbaren dreidimensionalen CAD-Programmen ausgeführt werden. Das Verfahren dient dazu, die möglichen Kontaktstellen am Werkstück zu ermitteln, an denen ein Halteelement und/oder ein Stützelement einer Transfereinrichtung der Presse angreifen kann. Diese Kontaktstellen sind am Werkstück nicht beliebig wählbar, da ansonsten beim Bewegen der Transfereinrichtung eine Kollision mit Teilen des Unterwerkzeugs und gegebenenfalls auch des Oberwerkzeugs auftreten können.
-
Zunächst wird für die Simulation die Werkzeuggeometrie für das Unterwerkzeug der Presse sowie die Werkstückgeometrie des Werkstücks vorgegeben oder ermittelt. Außerdem wird ein erster Transferweg vorgegeben oder ermittelt, der die Bewegungsbahn der Transfereinrichtung in eine Transferposition zur Aufnahme des Werkstücks aus dem Unterwerkzeug beschreibt. Die Transfereinrichtung bewegt sich entlang des ersten Transferwegs daher beim Betrieb der Presse ohne Werkstück in die Transferposition und nimmt dort das in der Presse umgeformte Werkstück aus dem Unterwerkzeug heraus. Anschließend bewegt sich die Transfereinrichtung mit dem Werkstück insbesondere entlang eines zweiten Transferweges aus der Transferposition heraus, beispielsweise in eine weitere Transferposition einer sich anschließenden Pressenstufe oder auch in einer Ablageposition, um das Werkstück abzutransportieren. Die Werkstückgeometrie, die Werkzeuggeometrie und der erste Transferweg sind insbesondere bereits vorgegeben und bleiben vorzugsweise unverändert.
-
Verändert man die Positionen eines Halteelements und/oder eine Stützelements der Transfereinrichtung kann es vorkommen, dass beim Bewegen der Transfereinrichtung entlang des ersten Transferweges eine Kollision mit dem Unterwerkzeug bzw. eines Teils davon auftritt. Deshalb kann ein Bediener bei der Inbetriebnahme einer Pressenanlage nicht beliebig die Position eines der Halteelemente bzw. eines der Stützelemente der Transfereinrichtung ändern. Erfindungsgemäß wird deswegen ein Kontaktbereich an der Oberfläche der das Werkstück beschreibenden Werkstückgeometrie ermittelt, innerhalb dem die Kontaktstellen beliebig gewählt werden können. Zur Ermittlung des Kontaktbereiches wird die Bewegung der Transfereinrichtung entlang des ersten Transferweges mit einem von der Transfereinrichtung getragenen Simulationsteil simuliert. Das Simulationsteil weist eine Kontur auf, die zumindest die Werkstückgeometrie umfasst und zusätzlich wenigstens eine Abstandszone angrenzend an die Werkstückgeometrie enthalten kann, um Sicherheitsabstände gegenüber dem Unterwerkzeug einzuhalten. Bei der Simulation der Bewegung der Transfereinrichtung gemeinsam mit dem Simulationsteil werden die dreidimensionalen Kollisionsbereiche ermittelt werden, in denen eine Überschneidung zwischen den vom Simulationsteil eingenommenen Raum und der Werkzeuggeometrie des Unterwerkzeugs auftritt.
-
Nachdem der wenigstens eine Kollisionsbereich ermittelt wurde, kann dann der wenigstens eine Kontaktbereich berechnet werden. Der wenigstens eine Kontaktbereich darf sich nicht mit dem wenigstens einen Kollisionsbereich überschneiden und befindet sich auf der Oberfläche der Werkstückgeometrie des Werkstücks. Werden die Kontaktstellen der Transfereinrichtung mit dem Werkstück innerhalb des derart ermittelten wenigstens einen Kontaktbereichs definiert, kann bei der Bewegung der Transfereinrichtung ohne Werkstück entlang des ersten Transferweges in die Transferposition keine Kollision mit dem Unterwerkzeug auftreten. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Simulationsverfahrens kann somit beispielsweise grafisch oder auf andere geeignete Art der wenigstens eine ermittelte Kontaktbereich an der Werkstückgeometrie angezeigt werden. Beispielsweise kann als Ergebnis des Verfahrens eine Darstellung des Werkstücks erzeugt und der Kontaktbereich grafisch markiert werden, etwa farblich und/oder durch Maßangaben in der Darstellung. Die Darstellung kann auf einem Monitor angezeigt oder ausgedruckt zur Verfügung gestellt werden. Ein Bediener kann somit bei der Inbetriebnahme der Anlage anhand des angegebenen Kontaktbereichs erkennen, an welchen Stellen des Werkstücks Positionen für Halteelemente, wie insbesondere Sauger oder dergleichen, und/oder Stützelemente zur Minderung oder zum Dämpfen von Schwingungen beim Werkstücktransport vorgesehen werden können.
-
Bei der Durchführung des Verfahrens und insbesondere bei der Ermittlung des Simulationsteils wird die Werkstückgeometrie zugrunde gelegt, die sich nach der Umformung des Werkstücks in der Presse ergibt, also die Werkstückgeometrie, die das Werkstück aufweist, das an der Transferposition aus dem Unterwerkzeug entnommen werden soll.
-
Das erfindungsgemäße Simulationsverfahren zur Ermittlung von Kontaktstellen vereinfacht mithin die Inbetriebnahme einer Presse wesentlich und erlaubt einem Bediener das Durchführen von eventuell erforderlichen Änderungen der Kontaktstellen zwischen der Transfereinrichtung und dem zu transportierenden Werkstück ohne die Gefahr einer Kollision und damit einer Beschädigung an der Transfereinrichtung oder der Presse.
-
Es ist von Vorteil, wenn sich der Kontaktbereich aus der gesamten Oberfläche der Werkstückgeometrie abzüglich des wenigstens einen Kollisionsbereichs ergibt. Somit schließt der Kontaktbereich – gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstandes zum Kollisionsbereich – mit allenfalls geringem Abstand an den Kollisionsbereich an. Dadurch ist die Fläche des Kontaktbereiches so groß wie möglich gewählt. Dies erhöht die Flexibilität beim Auswählen der Kontaktstellen zwischen Transfereinrichtung und Werkstück.
-
Zusätzlich zum Kollisionsbereich kann bei der Ermittlung des Kontaktbereiches auch wenigstens ein Sperrbereich von der gesamten Oberfläche der Werkstückgeometrie abgezogen werden. Ein Sperrbereich ist vorzugsweise dadurch definiert, dass er keine ausreichend große ebene Fläche zum Anlegen eines Halteelementes, insbesondere eines Saugers aufweist. Ein solcher Sperrbereich kann beispielsweise Unebenheiten und/oder eine oder mehrere Durchbrechungen aufweisen.
-
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn zusätzlich die Werkzeuggeometrie für ein Oberwerkzeug der Presse berücksichtigt wird. Dann wird bei der Ermittlung des Kollisionsbereichs die Überschneidung zwischen dem Simulationsteil und der Werkzeuggeometrie des Unterwerkzeugs sowie der Werkzeuggeometrie des Oberwerkzeugs berücksichtigt. Abhängig von Dreh- und/oder Schwenkbewegungen der Transfereinrichtungen im Bereich der Transferposition könnte es auch zu Kollisionen mit dem Oberwerkzeug kommen, die auf diese Weise ausgeschlossen werden.
-
Es ist ferner vorteilhaft, wenn bei der Ermittlung des Kollisionsbereichs die Werkzeugbewegung des Unterwerkzeugs bzw. des Oberwerkzeugs und/oder Bewegungen von Bestandteilen des Unterwerkzeugs bzw. des Oberwerkzeugs berücksichtigt werden, wie etwa Bewegungen von Schiebern, Blechhaltern oder dergleichen. Der Kollisionsbereich beim Bewegen der Transfereinrichtung mit dem Simulationsteil entlang des ersten Transferweges wird nunmehr auch unter Berücksichtigung solcher Bewegungen ermittelt. Es ist insbesondere auch möglich, die zeitliche Koordination der Bewegungen des Unterwerkzeugs und/oder des Oberwerkzeugs und/oder eines Bestandteils von diesen Werkzeugen relativ zur Bewegung der Transfereinrichtung beim Ermitteln des Kollisionsbereichs zu berücksichtigen. Durch diese Maßnahmen kann eine genauere Feststellung der möglichen Kontaktstellen bzw. des wenigstens einen Kontaktbereichs am Werkstück erfolgen, als dies bei statischen Methoden möglich ist.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich zum ersten Transferweg ein zweiter Transferweg vorgegeben oder ermittelt, der die Bewegung der Transfereinrichtung aus der Transferposition heraus beschreibt. Beim realen Betrieb der Presse entspricht der zweite Transferweg der Bewegung der Transfereinrichtung mit dem aus dem Unterwerkzeug entnommenen umgeformten Werkstück. Der wenigstens eine Kollisionsbereich kann zusätzlich auch in Abhängigkeit von der Bewegung der Transfereinrichtung entlang des zweiten Transferweges ermittelt werden.
-
Es ist vorteilhaft, wenn die Kontur des Simulationsteils größer ist als die Werkstückgeometrie und wenigstens eine an die Werkstückgeometrie angrenzende Abstandszone aufweist. Insbesondere kann eine erste Abstandszone an der Unterseite des Werkstücks und eine zweite Abstandszone an der Oberseite des Werkstücks vorhanden sein. Die beiden Abstandszonen können unterschiedliche Dimensionen aufweisen und insbesondere in Hubrichtung der Presse gemessen unterschiedlich dick sein. Mit Hilfe der wenigstens einen Abstandszone können Sicherheitsabstände des Werkstücks bzw. der Transfereinrichtung zum Unterwerkzeug und/oder dem Oberwerkzeug eingehalten werden. Durch eine entsprechend große Abstandszone angrenzend an die Oberseite des Werkstücks kann der wenigstens eine Kontaktbereich und sich daraus ergebenden möglichen Kontaktstellen so gewählt werden, dass relativ zum Oberwerkzeug ausreichend Platz für die betreffenden Halteelemente bzw. Stützelemente der Transfereinrichtung verbleibt.
-
Die Presse kann zwei benachbarte Pressenstationen aufweisen, wobei die Transfereinrichtung für den Werkstücktransfer von der einen Pressenstation in die benachbarte Pressenstation verwendet wird. Die Transfereinrichtung entnimmt das Werkstück aus der einen Pressenstation und legt es in der benachbarten Pressenstation zur weiteren Umformung ab. Bei der Ermittlung des wenigstens einen Kollisionsbereichs wird daher vorzugsweise nicht nur ein Unterwerkzeug, sondern es werden beide Unterwerkzeuge berücksichtigt. Zusätzlich zu dem wenigstens einen Unterwerkzeug kann auch die Werkzeuggeometrie wenigstens eines der beiden Oberwerkzeuge berücksichtigt werden, wie dies auch vorstehend im Zusammenhang mit einer einzigen Pressenstation erläutert wurde.
-
Nach dem Ermitteln des Kontaktbereichs besteht ferner die Möglichkeit, auch konkrete Kontaktstellen innerhalb des Kontaktbereichs zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Anzahl der erforderlichen Kontaktstellen für Halteelemente und/oder Stützelemente ermittelt werden. Hierfür kann dem Simulationsverfahren zusätzlich ein oder mehrere Parameter vorgegeben werden. Als Parameter dient beispielsweise eine das Schwingungsverhalten der Transfereinrichtung und/oder des Werkstücks beschreibende Größe. Während des Transports sollen übermäßige Schwingungen des Werkstücks vermieden werden. Dementsprechend können die Kontaktstellen für die Halteelemente in ihrer Anzahl und ihrer Position ermittelt und angezeigt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Werkstück zusätzlich mit einem oder mehreren Stützelementen an jeweils einer Kontaktstelle zu beaufschlagen, um gegebenenfalls auftretende Schwingungen über das Stützelement zu mindern, insbesondere in Bezug auf die Amplitude der Schwingung.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Presse mit zwei Pressenstationen und einer Transfereinrichtung,
-
2 eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung eines ersten und einen zweiten Transferwegs für die Transfereinrichtung nach 1,
-
3 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung der beiden Unterwerkzeuge der beiden Pressenstationen aus 1 in Draufsicht sowie eines dazwischen angeordneten Simulationsteils in Draufsicht,
-
4a bis 4c jeweils eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung zur Erläuterung des Prinzips bei der Ermittlung von wenigstens einem Kollisionsbereich mit dem ersten Unterwerkzeugs nach 3,
-
5a bis 5c jeweils eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Ermittlung des wenigstens einem Kollisionsbereichs mit dem zweiten Unterwerkzeug aus 3,
-
6 eine schematische Darstellung der anhand des Verfahrens ermittelsten Kollisionsbereiche an dem Simulationsteil und
-
7 eine schematische Darstellung Ergebnisses des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines mit einem Kontaktbereich und/oder einem Kollisionsbereich markierten Werkstück.
-
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Presse 10 mit einer ersten Pressenstation 11 und einer benachbarten zweiten Pressenstation 12. Zwischen den beiden Pressenstationen 11, 12 ist eine Transfereinrichtung 13 angeordnet. Die Transfereinrichtung 13 dient dazu, ein in der ersten Pressenstation 11 umgeformtes Werkstück 14 aufzunehmen und in der zweiten Pressenstation 12 zur weiteren Umformung abzulegen. Bei einer Presse 10 mit nur einer Pressenstation 11 oder 12 oder bei alternativen Ausführungsformen kann die Transfereinrichtung 13 das Werkstück 14 entnehmen und auf eine Ablagefläche ablegen.
-
Die erste Pressenstation 11 weist zur Umformung ein erstes Unterwerkzeug 11a und ein erstes Oberwerkzeug 11b auf. Entsprechend enthält die zweite Pressenstation 12 ein zweites Unterwerkzeug 12a und ein zweites Oberwerkzeug 12b. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden zum Umformen die Oberwerkzeuge 11b, 12b in Hubrichtung H, insbesondere in Vertikalrichtung, zu dem jeweils zugeordneten Unterwerkzeug 11a bzw. 12a hin bewegt, wobei das dazwischen angeordnete Werkstück 14 in die durch die Werkzeuge vorgegebene Form umgeformt wird. Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich auch zumindest eines der Unterwerkzeuge 11a, 12a in Hubrichtung H bewegbar sein könnten.
-
Wie erwähnt führt die Transfereinrichtung 13 den Werkstücktransport durch. Hierfür weist sie einen Greifer 15 auf. Der Greifer 15 weist Halteelemente 17 und/oder Stützelemente 18 (7) auf, die zur Beaufschlagung des Werkstücks während des Transports dienen. Diese Halteelemente 17 und/oder Stützelemente 18 sind beispielsgemäß an einer Traverse 16 angeordnet. Der Greifer 15 ist in mehrere Raumrichtungen drehbar und/oder linear bewegbar an einem Greiferantrieb 19 gelagert. Für die Ausführung des Greiferantriebes 19 gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Wie in 1 schematisch angedeutet können hierbei mehrarmige mit Dreh- oder Schwenkgelenken verbundene Hebelarme 20 und/oder Linearantriebe 21 verwendet werden.
-
Zum Transport des Werkstücks 14 zwischen den beiden Pressenstationen 11, 12 wird der Greifer 15 der Transfereinrichtung 13 entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn bewegt, wobei die Bewegungsbahn beispielsgemäß in einen ersten Transferweg 25 und einen zweiten Transferweg 26 unterteilt ist. Der erste Transferweg 25 endet in einer ersten Transferposition 27 am ersten Unterwerkzeug 11a und beginnt in einer zweiten Transferposition 28 am zweiten Unterwerkzeug 12a. Auf diesem ersten Transferweg 25 bewegt sich der Greifer 15 ohne Werkstück 14 in die erste Transferposition 27. Dort nimmt er das in der ersten Pressenstation 11 umgeformte Werkstück 14 auf und bewegt sich dann entlang des zweiten Transferweges 26 in die zweite Transferposition 28, wo er das Werkstück 14 zur weiteren Bearbeitung durch die zweite Pressenstation 12 ablegt.
-
Bei der Inbetriebnahme einer Presse 10 nach 1 kann es notwendig sein, Korrekturen bei den Einstellungen vorzunehmen. In der vor Inberiebnahme üblicherweise durchgeführten Simulation der Presse 10 werden zwar die Transferwege 25, 26 bestimmt, Freigängigkeiten festgelegt, sowie die Werkzeuggeometrien für die Unterwerkzeuge 11a, 12a und die Oberwerkzeuge 11b, 12b bestimmt, um einen kollisionsfreien Ablauf zu gewährleisten. Allerdings können in einer solchen Simulation in der Regel nicht alle Einflüsse, insbesondere Pressenschwingungen oder ähnliche dynamische Effekte berücksichtigt werden, die dann bei der Inbetriebnahme der Presse 10 noch Korrekturen für einen reibungslosen Ablauf erfordern. Derartige Korrekturen an einer bestehenden Presse 10 erfordern viel Know-How des ausführenden Bedieners. Denn es ist nicht ohne weiteres erkennbar, welche Modifikationen an der Presse 10 möglich sind, ohne den kollisionsfreien Ablauf zu gefährden.
-
Um die Inbetriebnahme oder Korrekturen an einer bestehenden Presse 10 zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß ein Simulationsverfahren vorgeschlagen, das dem Bediener als Ergebnis die Kontaktbereiche und/oder Kontaktstellen an der Oberfläche des Werkstücks 14 anzeigt oder vorgibt, an denen ein Halteelement 17 und/oder eine Stützelement 18 der Transfereinrichtung 13 am Werkstück 14 angreifen kann ohne eine Kollision mit einem Pressenwerkzeug 11a, 12a, 11b, 12b zu verursachen.
-
Dieses Verfahren wird anhand der 2 bis 7 näher erläutert.
-
Wie eingangs bereits erwähnt, bewegt sich der Greifer 15 der Transfereinrichtung 13 entlang des ersten Transferweges 25 in die erste Transferposition 27 zur Aufnahme des Werkstücks 14. In der Simulation wird am Greifer 15 ein virtuelles Simulationsteil 32 angeordnet, dessen Kontur die Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 vollständig enthält. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kontur des Simulationsteils 32 größer als die Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 und weist an der Unterseite des Werkstücks 14 eine erste Abstandszone 33 und an der Oberseite des Werkstücks 14 eine zweite Abstandszone 34 auf. Über diese Abstandszonen 33, 34 können Sicherheitsabstände der Halteelemente 17 bzw. der Stützelemente 18 der Transfereinrichtung 13 von einem der Pressenwerkzeuge 11a, 12a, 11b, 12b definiert werden. Wie erläutert, muss die Dimension des Simulationsteils 32 in allen Raumrichtungen allerdings mindestens der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 entsprechen.
-
Für die Bewegung des Greifers 15 der Transfereinrichtung 13 entlang des ersten Transferweges 25 wird in der Simulation angenommen, dass am Greifer 15 sozusagen ein virtuelles Werkstück mit der Kontur des Simulationsteils 32 vorhanden wäre. Die Bewegung des Greifers 15 entlang des ersten Transferweges 25 wird dann simuliert. Dabei werden die räumlichen Bereiche am Simulationsteil 32 bestimmt, in denen während der Bewegung der Transfereinrichtung 13 bzw. des Greifers 15 eine räumliche Überschneidung mit zumindest der Werkzeuggeometrie eines der beiden Unterwerkzeuge 11a, 12a auftritt, was nachfolgend anhand der 4 und 5 erläutert wird. Treten solche Überschneidungen auf, bilden diese wenigstens einen Kollisionsbereich 35 zwischen dem Simulationsteil 32 und der jeweiligen Werkzeuggeometrie. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden zur Ermittlung des wenigstens einen Kollisionsbereichs 35 lediglich die Unterwerkzeuge 11a und 12a herangezogen. Es versteht sich, dass in Abwandlung zu dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zusätzlich auch die Werkzeuggeometrien der Oberwerkzeuge 11b, 12b berücksichtigt werden können. Es ist zudem auch möglich, die Bewegung des Greifers 15 der Transfereinrichtung 13 entlang des zweiten Transferweges 26 zu simulieren und dabei auftretende Überschneidungen mit zumindest einer der Werkzeuggeometrien bei der Ermittlung des wenigstens einen Kollisionsbereichs 25 zu berücksichtigen.
-
In 3 ist die Ausgangssituation für die Simulation dargestellt. Es sei angenommen, dass sich der Greifer 15 mit dem Simulationsteil 32 entlang des ersten Transferweges 25 zur ersten Transferposition 27 bewegt. In den 3 bis 5 sind dabei Störkonturen 36 an den Unterwerkzeugen 11a, 12a stark schematisiert dargestellt. Solche Störkonturen 36 können bei der Veränderung der Position eines Halteelements 17 oder Stützelements 18 am Greifer 15 zu Kollisionen mit einem Unterwerkzeug 11a, 12a führen. Als Störkontur 36 kommen verschiedenste Bestandteile des Unterwerkzeugs 11a bzw. 12a in Betracht, beispielsweise Führungsstifte 37, die mit dem zugeordneten Oberwerkzeug 11b bzw. 12b zusammenarbeiten, Lagekontrollstifte, Schieber, Hebel, usw.
-
Wie in den 4a bis 4c schematisch dargestellt wird das Simulationsteil 32 in Richtung der ersten Transferposition 27 bewegt, wobei beim Ausführungsbeispiel durch zwei vorstehende Störkonturen 36 während dieser Bewegung eine räumliche Überschneidung auftritt. Daraus ergeben sich im Simulationsteil 32 beispielsgemäß zwei Kollisionsbereiche 35. Die Kollisionsbereiche 35 sind in 4 zweidimensional schematisch veranschaulicht. Tatsächlich sind die Kollisionsbereiche 35 innerhalb des Simulationsteils 32 dreidimensional. Sie müssen auch nicht an einer äußeren Kante des Simulationsbereichs 32 beginnen. Das Simulationsteil 32 führt bei der Bewegung entlang des ersten Transferweges 25 eine mehrdimensionale Bewegung aus, die auch Schwenkbewegungen umfassen kann. Somit kann ein Kollisionsbereich 35 auch von der in Bewegungsrichtung dem Unterwerkzeug 11a bzw. 12a zugewandten vorderen Kante beabstandet sein. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn diese vordere Kante über eine Störkontur hinweg gleiten kann, durch anschließendes Annähern des Simulationsteils 32 an das Unterwerkzeug 11a bzw. 12a aber eine Überschneidung zwischen einer Störkontur 36 und dem Simulationsteil 32 auftritt.
-
Wie in den 5a bis 5c veranschaulicht, wird die Bewegung der Transfereinrichtung 13 bzw. des Greifers 15 entlang des ersten Transferweges 25 auch in Bezug auf das zweite Unterwerkzeug 12a untersucht. Dabei wird in der Simulation das Simulationsteil 32 entlang des ersten Transferweges 25 in die zweite Transferposition 28 an der zweiten Pressenstation 12 bewegt. Zusätzlich zu den beiden bereits mit dem ersten Unterwerkzeug 11a ermittelten Kollisionsbereichen 35, entsteht durch eine Störkontur 36 am zweiten Unterwerkzeug 12a ein weiterer Kollisionsbereich 35, was in den 5b und 5c veranschaulicht ist. Insgesamt ergibt sich nach dieser beispielsgemäßen Simulation das in 6 dargestellte Simulationsteil 32 mit den markierten Kollisionsbereichen 35.
-
Wie bereits erläutert, könnte die anhand der 4 und 5 geschilderte Prüfung zusätzlich durch eine Bewegung des Simulationsteils 32 entlang des zweiten Transferweges 26 und/oder zusätzlich gegenüber den beiden Werkzeuggeometrien der Oberwerkzeuge 11b bzw. 12b geprüft werden. Gegebenenfalls können dabei weitere Kollisionsbereiche 35 ermittelt werden.
-
Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Bewegung der Pressenwerkzeuge 11a, 11b, 12a, 12b oder von Bestandteilen dieser Werkzeuge zu berücksichtigen und insbesondere dabei auch die zeitliche Koordination zwischen der Bewegung des Greifers 15 der Transfereinrichtung 13 und den Werkzeugen 11a, 11b, 12a, 12b bzw. von Werkzeugteilen wie Schiebern, Auswerfern oder dergleichen zu berücksichtigen. Dadurch können auch zeitabhängige dynamische Aspekte in die Ermittlung des wenigstens einen Kollisionsbereich 35 eingehen.
-
Nach dem Ermitteln des wenigstens einen Kollisionsbereichs wird abhängig davon wenigstens ein Kontaktbereich 40 an der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 ermittelt (7). Der Kontaktbereich 40 befindet sich außerhalb des wenigstens einen Kollisionsbereichs 35 an der Oberfläche der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14. Zur Ermittlung des Kontaktbereichs 40 wird der wenigstens eine Kollisionsbereich 35 des Simulationsteils 32 auf die Oberfläche der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 übertragen bzw. projiziert. Bein einem sehr einfachen Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich der wenigstens eine Kontaktbereich 40 dadurch, dass von der gesamten Oberfläche der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 der wenigstens eine Kollisionsbereich 35 abgezogen und daraus der Kontaktbereich 40 ermittelt wird. Alternativ dazu kann auch ein Sicherheitsabstand zu dem wenigstens einen Kollisionsbereich 35 eingehalten werden, so dass sich der wenigstens eine Kontaktbereich 40 aus der gesamten Oberfläche der Werkstückgeometrie abzüglich des wenigstens einen Kollisionsbereichs 35 und des jeweils zugeordneten Sicherheitsabstandes ergibt.
-
Dem Bediener kann grafisch die Werkstückgeometrie bzw. die Oberfläche der Werkstückgeometrie angezeigt oder ausgegeben werden. Dort können der wenigstens eine sich ergebende Kontaktbereich 40 und/oder der wenigstens eine Kollisionsbereich 35 optisch markiert sein, so dass für den Bediener schnell erkennbar ist, welche Kontaktstellen 41 zur Anlage eines Halteelements 17 oder eines Stützelements 18 zur Verfügung stehen. Die möglichen Kontaktstellen 41 sind alle Positionen innerhalb des wenigstens einen Kontaktbereichs 40. Der Kontaktbereich 40 kann auch durch zusätzliche Maßangaben genau definiert werden.
-
Bei einer alternativen Ausführungsform kann bei der Ermittlung des wenigstens einen Kontaktbereichs 40 nicht nur der wenigstens eine Kollisionsbereich 35 und gegebenenfalls ein Sicherheitsabstand von der gesamten zur Verfügung stehenden Oberfläche der Werkstückgeometrie abgezogen werden, sondern es wird außerdem wenigstens ein Sperrbereich 42 abgezogen bzw. ausgespart, innerhalb dem keine Kontaktstelle 41 liegen darf oder liegen kann. In einem solchen Sperrbereich 42 können beispielsweise Durchbrechungen und/oder Unebenheiten am Werkstück 14 vorhanden sein, so dass die flächige Anlage eines Halteelements 17, insbesondere eines Saugers, nicht möglich ist oder zu keiner ausreichenden Haltekraft führt. Es ist auch möglich, zwischen Sperrbereichen 42 für Halteelemente 17 und Sperrbereichen 42 für Stützelemente 18 zu unterscheiden, die lediglich an einer Stützstelle am Werkstück 14 anliegen, aber keine Haltekraft auf das Werkstück 14 ausüben. Solche Stützelemente 18 dienen beispielsweise dazu, bei auftretenden Schwingungen des Werkstücks 14 während des Transports die Schwingungsamplitude zu reduzieren bzw. die Schwingung zu dämpfen.
-
Wie in 7 schematisch veranschaulicht, besteht auch weitergehend die Möglichkeit, dem Bediener nicht nur wenigstens einen Kontaktbereich 40 anzuzeigen, innerhalb dem Kontaktstellen 41 ausgewählt werden können. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, abhängig von wenigstens einem weiteren Parameter oder wenigstens einer Randbedingung konkrete vorteilhafte Kontaktstellen 41 zu ermitteln und anzuzeigen. Dabei können Maßangaben, z.B. Abstandswerte von den Seitenkanten des Werkstücks oder anderen Referenzpunkten angegeben werden. Beispielsweise können die Schwingung der Transfereinrichtung 13 bzw. des Werkstücks 14 beschreibende Parameter vorgegeben und daraus vorteilhafte Stellen für das Anbringen von Halteelementen 17 und/oder Stützelementen 18 am Werkstück 14 innerhalb des Kontaktfläche 40 berechnet und angezeigt werden. Dabei kann sowohl die Position, als auch die Anzahl der Kontaktstellen 41 für ein jeweiliges Halteelement 17 bzw. ein jeweiliges Stützelement 18 ermittelt werden. Die hierfür notwendigen Parameter betreffen beispielsweise Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen bei der Bewegung der Transfereinrichtung 13, Material und Dicke des Werkstücks 14, usw.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung wenigstens eines Kontaktbereichs 40 auf der Oberfläche einer Werkstückgeometrie eines Werkstücks 14. Das Ergebnis des Ermittlungsverfahrens wird einem Bediener angezeigt oder ausgegeben, insbesondere in grafischer Form. Der wenigstens eine Kontaktbereich 40 ist dabei der Oberflächenbereich auf der Werkstückgeometrie des Werkstücks 14, innerhalb dem ein Halteelement 17 oder ein Stützelement 18 einer Transfereinrichtung 13 an einer Kontaktstelle 41 am Werkstück 14 angreifen kann, um das Werkstück 14 für den Transport mit der Transfereinrichtung 13 aufzunehmen. Zu diesem Zweck wird zumindest die Werkzeuggeometrie eines Unterwerkzeugs 11a, 12a einer Presse 10 sowie die Werkstückgeometrie eines Werkstücks 14 bestimmt oder vorgegeben. Weiterhin wird zumindest ein erster Transferweg 25 bestimmt oder vorgegeben, der in einer ersten Transferposition 27 der Presse 10 oder einer Pressenstation 11 endet. An dieser Transferposition 27 nimmt die Transfereinrichtung 13 das Werkstück 14 auf. Zur Ermittlung des wenigstens einen Kontaktbereichs 40 wird ein Simulationsteil 32 definiert, dessen Kontur die Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 vollständig enthält. Während einer Simulation wird dieses Simulationsteil 32 entlang des ersten Transferweges 25 in die Transferposition 27 bewegt und dabei auftretende Überschneidungen mit der Werkzeuggeometrie des Unterwerkzeugs 11a festgestellt. Anhand dieser Überschneidungen wird wenigstens ein Kollisionsbereich 35 ermittelt, der anschließend auf die Werkstückgeometrie des Werkstücks 14 übertragen wird. Abhängig von diesem wenigstens einen Kollisionsbereich 35 kann dann der wenigstens eine Kontaktbereich 40 außerhalb des wenigstens einen Kollisionsbereichs 35 an der Werkstückoberfläche ermittelt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Presse
- 11
- erste Pressenstation
- 11a
- erstes Unterwerkzeug
- 11b
- erstes Oberwerkzeug
- 12
- zweite Pressenstation
- 12a
- zweites Unterwerkzeug
- 12b
- zweites Oberwerkzeug
- 13
- Transfereinrichtung
- 14
- Werkstück
- 15
- Greifer
- 16
- Traverse
- 17
- Halteelement
- 18
- Stützelement
- 19
- Greiferantrieb
- 20
- Hebelarm
- 21
- Linearantrieb
- 25
- erster Transferweg
- 26
- zweiter Transferweg
- 27
- erste Transferposition
- 28
- zweite Transferposition
- 32
- Simulationsteil
- 33
- erste Abstandszone
- 34
- zweite Abstandszone
- 35
- Kollisionsbereich
- 36
- Störkontur
- 37
- Führungsstift
- 40
- Kontaktbereich
- 41
- Kontaktstelle
- 42
- Sperrbereich
- H
- Hubrichtung
