DE102013006798A1

DE102013006798A1 - Pressing tool for use in pressing line for processing metal sheet, has upper and lower tools enclosing cavity for processing workpiece, and processing robot arranged in cavity for processing workpiece in addition to processing by tools

Info

Publication number: DE102013006798A1
Application number: DE201310006798
Authority: DE
Inventors: Dominik Dierich; Tobias Kleeh
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-03-20

Abstract

The tool (1) has upper and lower tools (3, 5) enclosing a cavity (7) for arranging and processing a workpiece (11) i.e. metal sheet, where the workpiece is clamped in the lower tool during operation of the pressing tool. A processing robot (9) i.e. freely programmable robot, is arranged in the cavity for processing the workpiece in addition to the processing by the upper and lower tools. The robot has a pivotably-movable robot arm (13) with a gripper (15), where the gripper is provided with a folding tool (17). A magazine for the folding tool is arranged within or outer side of the cavity. An independent claim is also included for a method for processing a workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pressenwerkzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Pressenlinie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5 und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks gemäß Anspruch 6.The invention relates to a press tool according to the preamble of claim 1, a press line according to the preamble of claim 5 and a method for machining a workpiece according to claim 6.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 11 612 A1 geht ein Pressenwerkzeug hervor, welches ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug umfasst. Das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug schließen miteinander eine Kavität ein, in der ein Werkstück zur Bearbeitung durch das Pressenwerkzeug angeordnet und von diesem bearbeitet werden kann. Zum Bearbeiten des Werkstücks wird dieses zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug in der Kavität angeordnet, wobei das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug relativ zueinander verlagert wird/werden, sodass die Kavität geschlossen wird, wobei sie ein minimales Volumen aufweist. Dabei wird das Werkstück durch das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug beispielsweise umgeformt, geschnitten, gelocht oder in anderer geeigneter Weise bearbeitet. Das Pressenwerkzeug weist Roboter auf, die außerhalb der Kavität zum Einlegen beziehungsweise Entnehmen von Werkstücken, also quasi als Handhabungseinrichtungen vorgesehen sind, wobei die Roboter eine Transfereinrichtung für Werkstücke darstellen. Die Roboter werden selbst nicht zur Bearbeitung eines Werkstücks eingesetzt. Es zeigt sich, dass viele verschiedene Pressenstufen erforderlich sind, um ein komplexes Bauteil herzustellen. Zusätzlich wird ein Werkstück typischerweise im Anschluss an einen Abpressvorgang in verschiedenen Arbeitsstationen weiteren Bearbeitungsschritten wie beispielsweise Lochen, Schneiden, Falzen oder einer ähnlichen Bearbeitung unterzogen. Dies ist aufwendig in Hinblick auf die Fertigungszeit. Außerdem wird das Werkstück in jeder Bearbeitungsstation neu eingespannt, sodass Fertigungstoleranzen in Summe recht groß werden. Teilweise ist auch vorgesehen, dass das Werkstück zwischen verschiedenen Umformstufen zumindest bereichsweise erwärmt wird. Hierzu sind spezielle Erwärmungsstationen vorgesehen, die zwischen den Umformstufen angeordnet sind. Daher fallen zusätzliche Handhabungsschritte zur Verlagerung eines Werkstücks in eine Erwärmungsstation und aus dieser heraus an, was umständlich ist und Zeit braucht. Nachteilig ist auch, dass sich das zumindest bereichsweise erwärmte Werkstück beim Transfer in die nächste Umformstufe von der Erwärmungseinrichtung ausgehend bereits wieder abkühlt.From the German patent application DE 196 11 612 A1 goes out a press tool, which includes an upper tool and a lower tool. The upper tool and the lower tool include a cavity with each other, in which a workpiece can be arranged for processing by the press tool and processed by the latter. For machining the workpiece, this is arranged between the upper tool and the lower tool in the cavity, wherein the upper tool and / or the lower tool is displaced relative to each other, so that the cavity is closed, wherein it has a minimum volume. In this case, the workpiece is, for example, reshaped, cut, perforated or processed in another suitable manner by the upper tool and the lower tool. The press tool has robots which are provided outside the cavity for inserting or removing workpieces, that is to say as handling devices, the robots representing a transfer device for workpieces. The robots themselves are not used for machining a workpiece. It turns out that many different press stages are required to make a complex part. In addition, a workpiece is typically subjected to further processing steps such as punching, cutting, folding or similar processing following a pressing operation in different workstations. This is expensive in terms of production time. In addition, the workpiece is re-clamped in each processing station, so that manufacturing tolerances are quite large in total. In some cases, it is also provided that the workpiece is heated at least in regions between different forming stages. For this purpose, special heating stations are provided, which are arranged between the forming stages. Therefore, additional handling steps are required to move a workpiece to and from a heating station, which is cumbersome and takes time. It is also disadvantageous that the workpiece, which has been heated at least in some areas, already cools down again when transferred to the next forming stage by the heating device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pressenwerkzeug, eine Pressenlinie und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a press tool, a press line and a method for machining a workpiece, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Pressenwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Das Pressenwerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass in der Kavität mindestens ein Bearbeitungsroboter angeordnet ist, durch den das Werkstück zusätzlich zu der Bearbeitung durch das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug bearbeitbar ist. Mithilfe des Bearbeitungsroboters ist es möglich, das Werkstück zusätzlich zu der Bearbeitung durch das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug vor einem Bearbeitungshub des Pressenwerkzeugs, während des Bearbeitungshubes und/oder nach dem Bearbeitungshub, insbesondere bei geschlossener Kavität, zusätzlich zu bearbeiten. Hierdurch entfällt mindestens eine zusätzliche Bearbeitungsstation und mithin auch ein Transfer des Werkstücks zu dieser sowie aus dieser heraus. Es ist möglich, dass das Werkstück während der Bearbeitung durch das Pressenwerkzeug einerseits und während der Bearbeitung durch den Bearbeitungsroboter andererseits unverrückbar in einem der Werkzeugteile, also in dem Unterwerkzeug oder in dem Oberwerkzeug, eingespannt bleibt, wobei gegebenenfalls auch eine von dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug separate Einspannung vorgesehen sein kann. Die Einspannung kann beispielsweise durch Ansaugen oder magnetisch erfolgen. Fertigungstoleranzen werden auf diese Weise minimiert, weil ein und dieselbe Einspannung für die Bearbeitung durch das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug einerseits, und durch den Bearbeitungsroboter andererseits benutzt wird.The object is achieved by providing a press tool with the features of claim 1. The press tool is characterized in that at least one processing robot is arranged in the cavity, through which the workpiece can be processed in addition to the processing by the upper tool and the lower tool. With the aid of the machining robot, it is possible to additionally machine the workpiece in addition to the machining by the upper tool and the lower tool before a machining stroke of the press tool, during the machining stroke and / or after the machining stroke, in particular when the cavity is closed. This eliminates at least one additional processing station and thus also a transfer of the workpiece to this and out of this. It is possible that the workpiece during machining by the press tool on the one hand and during machining by the machining robot on the other hand remains immovably clamped in one of the tool parts, ie in the lower tool or in the upper tool, optionally also one of the upper tool and the lower tool separate clamping can be provided. The clamping can be done for example by suction or magnetic. Manufacturing tolerances are minimized in this way because one and the same clamping is used for machining by the upper tool and the lower tool on the one hand, and by the machining robot on the other hand.

Der Bearbeitungsroboter ist vorzugsweise als frei programmierbarer Roboter ausgebildet. Somit ist es möglich, eine Vielzahl von Tätigkeiten durch den Roboter durchführen zu lassen, die bedarfsabhängig frei programmiert werden können. Insbesondere sind durch den Bearbeitungsroboter komplexe Bewegungen durchführbar, die unabhängig von der Pressenkinematik des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs verwirklicht werden können. Ansonsten gegebenenfalls erforderliche, aufwendige Nacharbeiten können durch eine einfache Anpassung der Programmierung des Bearbeitungsroboters verringert oder gänzlich vermieden werden.The processing robot is preferably designed as a freely programmable robot. Thus, it is possible to perform a variety of activities by the robot, which can be freely programmed as needed. In particular, complex movements can be carried out by the machining robot, which can be realized independently of the press kinematics of the upper tool and the lower tool. Otherwise, possibly required, expensive rework can be reduced or completely avoided by simply adjusting the programming of the processing robot.

Das Unterwerkzeug ist vorzugsweise an einem Pressentisch des Pressenwerkzeugs angebracht und insoweit bevorzugt unbeweglich. Das Oberwerkzeug ist vorzugsweise an einem Pressenstößel des Pressenwerkzeugs angebracht, wobei der Pressenstößel Hubbewegungen bezüglich des Pressentisches ausführen kann. Auf diese Weise ist es möglich, mit dem Oberwerkzeug eine Hubbewegung in Richtung auf das Unterwerkzeug durchzuführen, hierbei die Kavität zu schließen und das Werkstück zu bearbeiten, beispielsweise umzuformen.The lower tool is preferably attached to a press table of the press tool and so far preferably immovable. The upper tool is preferably mounted on a press ram of the press tool, wherein the press ram can perform lifting movements with respect to the press table. In this way, it is possible to perform a lifting movement in the direction of the lower tool with the upper tool, in this case to close the cavity and to work on the workpiece, for example, reshape.

Als Werkstück wird vorzugsweise ein Blech bearbeitet.As a workpiece, a sheet is preferably processed.

Es wird ein Pressenwerkzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Bearbeitungsroboter einen schwenkbeweglichen Roboterarm mit einem daran angelenkten Greifer aufweist. Der Greifer ist mit mindestens einem Werkzeug bestückbar. Auf diese Weise ist der Bearbeitungsroboter äußerst flexibel einsetzbar, insbesondere weil er mithilfe seines schwenkbeweglichen Roboterarms auch eine Fläche des Werkstücks übergreifen und/oder untergreifen kann, sodass er sie oberseitig und/oder unterseitig bearbeiten kann. Außerdem ist es ohne Weiteres möglich, Kanten des Werkstücks mithilfe des schwenkbeweglichen Roboterarms, dessen Bewegungsabläufe bevorzugt frei programmierbar sind, zu bearbeiten. Die mithilfe des Roboterarms durchführbaren Bearbeitungsschritte können insbesondere durch entsprechende Auswahl des Greifers und/oder des Werkzeugs, mit dem der Greifer bestückt ist, ausgewählt werden. Es ist im Übrigen möglich, dass der Roboterarm unmittelbar mit dem Werkzeug bestückt wird, ohne dass ein zwischengeschalteter Greifer vorgesehen ist. A press tool is preferred, which is characterized in that the processing robot has a pivotable robot arm with a gripper articulated thereto. The gripper can be equipped with at least one tool. In this way, the processing robot can be used extremely flexibly, in particular because, with the aid of its pivotable robot arm, it can also overlap and / or engage under a surface of the workpiece so that it can machine it on the top side and / or bottom side. In addition, it is readily possible to edit edges of the workpiece by means of the pivoting robot arm whose movements are preferably freely programmable. The processing steps which can be carried out with the aid of the robot arm can be selected in particular by appropriate selection of the gripper and / or of the tool with which the gripper is equipped. It is also possible that the robot arm is directly equipped with the tool without an intermediate gripper is provided.

Es ist auch möglich, dass das Werkzeug, mit dem der Roboterarm und/oder der Greifer bestückt ist, auswechselbar ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass das Werkzeug während der Bearbeitung eines Werkstücks in dem Pressenwerkzeug auswechselbar ist. Auf diese Weise ist es mithilfe des Bearbeitungsroboters möglich, nacheinander verschiedene Bearbeitungen an dem Werkstück vorzunehmen, ohne dass dieses aus seiner Einspannung gelöst und neu eingespannt werden muss. Dies reduziert nicht nur die Anzahl der Bearbeitungsschritte, sondern auch die Fertigungstoleranzen.It is also possible that the tool, with which the robot arm and / or the gripper is equipped, is replaceable. In particular, it is preferred that the tool is exchangeable during the machining of a workpiece in the press tool. In this way, it is possible by means of the machining robot to make successive different operations on the workpiece without this having to be released from its clamping and re-clamped. This not only reduces the number of processing steps, but also the manufacturing tolerances.

Es wird deutlich, dass mithilfe des Bearbeitungsroboters auch komplexe Bearbeitungen eines Werkstücks, insbesondere eines Blechs in dem Pressenwerkzeug in relativ einfacher Weise möglich sind. Insbesondere sind mithilfe des Bearbeitungsroboters bei eingespanntem Werkstück Bearbeitungsrichtungen und damit eine Ausbildung von Bauteilen möglich, die bislang reproduzierbar nicht möglich waren. Mithilfe des Roboters sind auch mehrere Werkzeuge zugleich oder sequenziell einsetzbar, was entscheidend dazu beiträgt, Fertigungszeiten zu verringern.It becomes clear that with the aid of the machining robot even complex machining of a workpiece, in particular a sheet in the press tool, is possible in a relatively simple manner. In particular, using the machining robot with a clamped workpiece machining directions and thus a formation of components possible that were previously not reproducible possible. With the aid of the robot, several tools can be used simultaneously or sequentially, which makes a decisive contribution to reducing production times.

Vorzugsweise weist das Pressenwerkzeug mehr als einen Bearbeitungsroboter auf. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Pressenwerkzeugs und die Anzahl der mit diesem durchführbaren Bearbeitungsschritte weiter erhöht. Es ist so ohne Weiteres möglich, mehr als eine Bearbeitungsstation innerhalb einer Pressenlinie einzusparen, indem verschiedene Bearbeitungsschritte durch die Bearbeitungsroboter ausgeführt werden, die ansonsten in verschiedenen Pressenstationen oder anderweitigen Bearbeitungsstationen ausgeführt werden müssten.Preferably, the press tool has more than one processing robot. In this way, the flexibility of the press tool and the number of processing steps that can be carried out with it are further increased. It is thus readily possible to save more than one processing station within a press line by performing various processing steps by the processing robots that would otherwise have to be performed in different press stations or other processing stations.

Es wird ein Pressenwerkzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Bearbeitungsroboter ein Lochwerkzeug, ein Schneidwerkzeug, ein Falzwerkzeug, ein Biegewerkzeug, ein Umformwerkzeug, ein Prägewerkzeug, ein Markierungswerkzeug, ein Vermessungswerkzeug und/oder ein Erwärmungswerkzeug aufweist. Es ist demnach bevorzugt möglich, mithilfe des Bearbeitungsroboters ein in dem Pressenwerkzeug eingespanntes Werkstück zu lochen, zu schneiden, zu falzen, zu biegen, zumindest bereichsweise umzuformen, insbesondere kleinere Teilumformschritte durchzuführen und/oder das Werkstück zumindest bereichsweise nachzuformen, das Werkstück zumindest bereichsweise zu prägen, es zu markieren, zu vermessen und/oder es zumindest bereichsweise zu erwärmen. Dabei ist es insbesondere möglich, das Werkstück vor einem Bearbeitungshub in dem Pressenwerkzeug für den Bearbeitungshub zumindest bereichsweise zu erwärmen, sodass es nicht in einer separaten Erwärmungsstation erwärmt werden muss, sondern vielmehr unmittelbar vor dem Bearbeitungshub des Pressenwerkzeugs in diesem erwärmt und damit bei höherer Temperatur behandelt werden kann, als dies der Fall wäre, wenn es erst aus einer separaten Erwärmungsstation in das Pressenwerkzeug transferiert werden müsste. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, das Werkstück mithilfe eines Erwärmungswerkzeugs für eine nachfolgende Bearbeitung in einer nachfolgenden Pressenstufe einer Pressenlinie zu erwärmen. Dabei ist zwar ein Transfer in die nachfolgende Pressenstufe nötig, und es erfolgt insoweit auch eine gewisse Abkühlung des Werkstücks, es entfällt jedoch eine separate, zwischen den Pressenwerkzeugen oder Pressenstufen angeordnete Erwärmungsstation.A press tool is preferred, which is characterized in that the processing robot comprises a punching tool, a cutting tool, a folding tool, a bending tool, a forming tool, an embossing tool, a marking tool, a surveying tool and / or a heating tool. Accordingly, it is preferably possible to punch, cut, fold, bend, at least partially reshape a workpiece clamped in the press tool using the machining robot, in particular to carry out smaller partial metal forming steps and / or at least partially reshape the workpiece to emboss the workpiece at least in regions to mark it, to measure it and / or to heat it at least in some areas. It is particularly possible to heat the workpiece at least partially before a processing stroke in the press tool for the machining stroke, so it does not have to be heated in a separate heating station, but rather heated immediately before the Bearbeitungshub of the press tool in this and treated at a higher temperature can be, as would be the case, if it had to be transferred from a separate heating station in the press tool. Alternatively or additionally, it is also possible to heat the workpiece by means of a heating tool for subsequent processing in a subsequent press stage of a press line. Although a transfer to the subsequent press stage is necessary, and so far, there is a certain cooling of the workpiece, but it eliminates a separate, arranged between the press tools or press stages heating station.

Das Erwärmungswerkzeug ist vorzugsweise als Induktor oder als Laser ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass der Roboterarm selbst keinen vollständigen Laser, sondern lediglich einen Laserkopf mit einer Austrittsoptik aufweist, dem über eine Spiegeleinrichtung oder über eine Wellenleitungseinrichtung Laserstrahlung zugeführt wird, die durch die Austrittsoptik in Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück hin austritt. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass an dem Roboterarm ein vollständiger Laser angeordnet ist, der die Laserstrahlung selbst erzeugt. Jedenfalls ist es mit einem Induktor oder mit einem Laser ohne Weiteres möglich, das zu bearbeitende Werkstück gezielt lokal und bedarfsgerecht zu erwärmen.The heating tool is preferably designed as an inductor or as a laser. It is possible that the robot arm itself does not have a complete laser, but only a laser head with an exit optics, which is supplied via a mirror device or via a waveguide laser radiation that emerges through the exit optics in the direction of the workpiece to be machined. Alternatively, it is of course also possible that a complete laser is arranged on the robot arm, which generates the laser radiation itself. In any case, it is readily possible with an inductor or with a laser to heat the workpiece to be machined targeted locally and as needed.

Es wird auch ein Pressenwerkzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass es als Teil einer Pressenlinie, vorzugsweise als Pressenstufe einer Pressenlinie ausgebildet ist. Hierbei verwirklichen sich insbesondere die Vorteile des Pressenwerkzeugs, weil innerhalb der Pressenlinie zusätzliche Bearbeitungsstationen oder Pressenstufen entfallen können, da bestimmte Bearbeitungsschritte nunmehr mithilfe des Bearbeitungsroboters in der Pressenstufe selbst und nicht mehr in separaten Stationen durchgeführt werden. Demzufolge entfallen insbesondere auch Transfer- und Handhabungsschritte, und die Fertigungstoleranzen sinken, weil es keiner erneuten Einspannung des Werkstücks für die Bearbeitung durch den Bearbeitungsroboter bedarf.It is also preferred a press tool, which is characterized in that it is designed as part of a press line, preferably as a press stage of a press line. In particular, the advantages of the press tool, because within the press line additional processing stations or press stages can be omitted because certain processing steps are now performed using the processing robot in the press stage itself and not in separate stations. As a result, in particular, transfer and handling steps are eliminated, and the manufacturing tolerances decrease, because there is no need for re-clamping of the workpiece for processing by the processing robot.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Pressenlinie mit den Merkmalen des Anspruchs 5 geschaffen wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie mindestens ein Pressenwerkzeug umfasst, welches nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Hierdurch verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Pressenwerkzeug ausgeführt wurden. Insbesondere entfallen zusätzliche Handhabungs- und/oder Transferschritte, und die Anzahl der Pressenstufen und/oder Bearbeitungsstationen innerhalb der Pressenlinie ist reduziert, weil bestimmte Bearbeitungsschritte mithilfe des Bearbeitungsroboters innerhalb ein- und derselben Pressenstufe durchgeführt werden. Zusätzlich sind Fertigungstoleranzen in der Pressenlinie reduziert, weil es keiner erneuten Einspannung des Werkstücks zur Bearbeitung durch den mindestens einen Bearbeitungsroboter bedarf.The object is also achieved by providing a press line with the features of claim 5. This is characterized in that it comprises at least one press tool, which is designed according to one of the embodiments described above. This realizes the advantages that have already been carried out in connection with the press tool. In particular, additional handling and / or transfer steps are eliminated, and the number of press stages and / or processing stations within the press line is reduced because certain processing steps are performed by the processing robot within one and the same press stage. In addition, manufacturing tolerances in the press line are reduced because there is no need for re-clamping of the workpiece for processing by the at least one processing robot.

Es wird eine Pressenlinie bevorzugt, bei der mehr als ein Pressenwerkzeug nach einem der genannten Ausführungsbeispiele vorgesehen ist. Hierdurch vervielfachen sich die Vorteile, die durch das Pressenwerkzeug gegeben sind.A press line is preferred in which more than one press tool according to one of the aforementioned embodiments is provided. This multiplies the benefits that are given by the press tool.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit den Schritten des Anspruchs 6 geschaffen wird. Das Verfahren wird insbesondere mittels eines Pressenwerkzeugs nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, besonders bevorzugt in einer Pressenlinie nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt. Im Rahmen des Verfahrens wird ein Werkstück zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug eines Pressenwerkzeugs in einer Kavität angeordnet und bearbeitet. Dabei werden/wird das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug relativ zueinander verlagert, es wird also ein Pressenhub oder Bearbeitungshub durchgeführt, wobei besonders bevorzugt das Oberwerkzeug verlagert wird, während das Unterwerkzeug feststeht. Das Werkstück wird zusätzlich durch einen Bearbeitungsroboter bearbeitet, der in der Kavität des Pressenwerkzeugs angeordnet ist. Auf diese Weise verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Pressenwerkzeug und mit der Pressenlinie erläutert wurden.Finally, the object is also achieved by providing a method for machining a workpiece with the steps of claim 6. The method is carried out in particular by means of a press tool according to one of the embodiments described above, particularly preferably in a press line according to one of the previously described embodiments. As part of the method, a workpiece between a top tool and a lower tool of a press tool is arranged and processed in a cavity. In this case, the upper tool and / or the lower tool are / is displaced relative to each other, so it is a press stroke or machining stroke performed, particularly preferably the upper tool is displaced while the lower tool is fixed. The workpiece is additionally processed by a machining robot which is arranged in the cavity of the press tool. In this way, the advantages that have already been explained in connection with the press tool and with the press line are realized.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück mithilfe des Bearbeitungsroboters gelocht, geschnitten, gefalzt, gebogen, umgeformt, geprägt, markiert, vermessen und/oder erwärmt wird. Bevorzugt werden verschiedene dieser Bearbeitungsschritte in ein und demselben Pressenwerkzeug durchgeführt, wobei es möglich ist, dass ein an dem Bearbeitungsroboter vorgesehenes Werkzeug während des Verfahrens gewechselt wird, um verschiedene Bearbeitungsschritte durchführen zu können. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass mehr als ein Bearbeitungsroboter das Werkstück in der Kavität des Pressenwerkzeugs bearbeiten. Dabei ist es möglich, dass die verschiedenen Bearbeitungsroboter mit dem gleichen Werkzeug bestückt sind, jedoch verschiedene Bereiche des Werkstücks bearbeiten. Alternativ ist es möglich, dass die Bearbeitungsroboter mit verschiedenen Werkzeugen bestückt sind, und verschiedene Bearbeitungsschritte an dem Werkstück vorzugsweise zeitgleich durchführen. Dabei ist es durchaus möglich, dass verschiedene Bearbeitungsroboter – gegebenenfalls zeitlich nacheinander – identische Bereiche des Werkstücks vorzugsweise in verschiedener Weise bearbeiten.A method is preferred which is characterized in that the workpiece is perforated, cut, folded, bent, deformed, embossed, marked, measured and / or heated by means of the machining robot. Preferably, various of these processing steps are carried out in one and the same press tool, wherein it is possible for a tool provided on the processing robot to be changed during the method in order to be able to carry out various processing steps. Alternatively or additionally, it is provided that more than one processing robot process the workpiece in the cavity of the press tool. It is possible that the different processing robots are equipped with the same tool, but edit different areas of the workpiece. Alternatively, it is possible that the processing robots are equipped with different tools, and preferably perform different processing steps on the workpiece at the same time. It is quite possible that different processing robots - possibly temporally one after the other - preferably process identical areas of the workpiece in different ways.

Insbesondere ist es möglich, dass das Werkstück mithilfe des mindestens einen Bearbeitungsroboters zumindest bereichsweise teilumgeformt und/oder nachgeformt wird. Besonders bevorzugt wird auch, dass das Werkstück zumindest bereichsweise mithilfe des Bearbeitungsroboters lokal erwärmt wird, insbesondere mittels eines Induktors oder eines Lasers, der von dem Roboter geführt wird.In particular, it is possible for the workpiece to be at least partially partially reshaped and / or reshaped by means of the at least one machining robot. It is also particularly preferred that the workpiece is locally heated at least in regions by means of the machining robot, in particular by means of an inductor or a laser, which is guided by the robot.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück vor einer Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs, mithin vor einem Bearbeitungshub des Pressenwerkzeugs, durch den Bearbeitungsroboter bearbeitet wird. Beispielsweise ist es so möglich, das Werkstück vor dem Bearbeitungshub zumindest bereichsweise zu erwärmen, um es auf den Bearbeitungshub vorzubereiten. Beispielsweise kann das Werkstück bereichsweise spannungsarm geglüht werden.A method is preferred, which is characterized in that the workpiece is processed by the processing robot prior to a relative displacement of the upper tool and / or the lower tool, and therefore before a machining stroke of the press tool. For example, it is thus possible to heat the workpiece at least in regions before the machining stroke, in order to prepare it for the machining stroke. For example, the workpiece can be partially annealed stress-relieved.

Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt, dass das Werkstück während des Bearbeitungshubs durch den Bearbeitungsroboter bearbeitet wird. Besonders bevorzugt wird eine Umformung durch den Bearbeitungshub mittels des Bearbeitungsroboters unterstützt oder bereichsweise durch weitere Teilumformschritte, beispielsweise Biegen oder Falzen, ergänzt.Alternatively or additionally, it is preferred that the workpiece is machined by the processing robot during the processing stroke. Particularly preferably, a deformation is supported by the machining stroke by means of the machining robot or partially supplemented by further Teilumformschritte, for example, bending or folding.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Werkstück nach dem Bearbeitungshub durch den Bearbeitungsroboter bearbeitet wird. Dabei wird das Werkstück vorzugsweise in Hinblick auf die Bearbeitung durch den Bearbeitungshub nachbearbeitet, beispielsweise nachgeformt, gelocht, geschnitten, gefalzt, gebogen, geprägt, markiert und/oder vermessen. Es ist bevorzugt auch möglich, dass das Werkstück nach dem Bearbeitungshub mithilfe des Bearbeitungsroboters zumindest bereichsweise erwärmt wird, um es in Hinblick auf eine nachfolgende Bearbeitung vorzubereiten, beispielsweise bereichsweise spannungsarm zu glühen.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the workpiece is processed by the processing robot after the processing stroke. In this case, the workpiece is preferably post-processed with respect to the processing by the processing stroke, for example, reshaped, perforated, cut, folded, bent, embossed, marked and / or measured. It is also preferably possible for the workpiece to be heated at least in regions after the machining stroke with the aid of the machining robot, in order to prepare it for subsequent machining, for example, to anneal parts with low stress.

Bevorzugt wird das Werkstück während der Bearbeitung durch den Bearbeitungsroboter in einer zu seiner Bearbeitung durch das Pressenwerkzeug vorgesehenen Einspannung in dem Pressenwerkzeug gehalten. Dies erfolgt besonders bevorzugt durch Ansaugen oder magnetisch. Jedenfalls wird so ein Ausspannen und erneutes Einspannen für die durch den Bearbeitungsroboter durchgeführten Bearbeitungsschritte vermieden, sodass Fertigungstoleranzen minimiert werden.During machining, the workpiece is preferably held in the press tool by the machining robot in a clamping provided for its processing by the press tool. This is particularly preferably by suction or magnetic. In any case, such a clamping and re-clamping for the processing steps performed by the processing robot is avoided so that manufacturing tolerances are minimized.

Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück durch den Bearbeitungsroboter für eine nachfolgende Bearbeitung in einer nachfolgenden Pressenstufe einer Pressenlinie vorbereitet wird. Dabei wird das Werkstück besonders bevorzugt durch den Bearbeitungsroboter zumindest bereichsweise lokal erwärmt, vorzugsweise spannungsarm geglüht, um die nachfolgende Bearbeitung, insbesondere eine nachfolgende Umformung, in der nachfolgenden Pressenstufe vorzubereiten. Auf diese Weise ist zwar nach der Erwärmung ein Transfer in die nachfolgende Pressenstufe nötig, bei welchen das Werkstück auch bereichsweise wiederum abkühlt, es entfällt jedoch eine zusätzliche Bearbeitungsstation für die Erwärmung zwischen den beiden Pressenstufen.Finally, a method is preferred in that the workpiece is prepared by the processing robot for subsequent processing in a subsequent press stage of a press line. In this case, the workpiece is particularly preferably locally heated by the processing robot, preferably annealed stress-relieved, in order to prepare the subsequent processing, in particular a subsequent deformation, in the subsequent press stage. In this way, although a transfer into the subsequent press stage is necessary after heating, in which the workpiece cools in some areas, but it eliminates an additional processing station for the heating between the two press stages.

Die Beschreibung des Pressenwerkzeugs und der Pressenlinie einerseits sowie des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Pressenwerkzeug und/oder der Pressenlinie erläutert wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Umgekehrt sind bevorzugt Merkmale des Pressenwerkzeugs und/oder der Pressenlinie, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Pressenwerkzeugs und/oder der Pressenlinie.The description of the press tool and the press line on the one hand and the method on the other hand are to be understood complementary to each other. In particular, method steps which have been explained explicitly or implicitly in connection with the press tool and / or the press line are preferably individually or in combination with one another steps of a preferred embodiment of the method. Conversely, features of the press tool and / or the press line that have been explicitly or implicitly described in connection with the method are preferably features of a preferred embodiment of the press tool and / or the press line, individually or in combination with each other.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische, dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Pressenwerkzeugs.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic, three-dimensional representation of an embodiment of a press tool.

Die Figur zeigt eine schematische, dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Pressenwerkzeugs 1. Dieses weist ein Oberwerkzeug 3 und ein Unterwerkzeug 5 auf. Das Unterwerkzeug 5 ist vorzugsweise an einem nicht dargestellten Pressentisch und insoweit unbeweglich angeordnet. Das Oberwerkzeug 3 ist vorzugsweise an einem nicht dargestellten Pressenstößel angeordnet, durch den eine vertikale Hubbewegung, die in der Figur durch einen Doppelpfeil P angedeutet ist, mit dem Oberwerkzeug 3 in Richtung auf das Unterwerkzeug 5 durchführbar ist.The figure shows a schematic, three-dimensional view of an embodiment of a press tool 1 , This has an upper tool 3 and a lower tool 5 on. The lower tool 5 is preferably arranged immovably on a press table, not shown, and insofar. The upper tool 3 is preferably arranged on a press ram, not shown, through which a vertical lifting movement, which is indicated in the figure by a double arrow P, with the upper tool 3 towards the lower tool 5 is feasible.

Das Oberwerkzeug 3 und das Unterwerkzeug 5 schließen miteinander eine Kavität 7 ein, die im Laufe eines Bearbeitungs- oder Pressenhubs, also insbesondere im Laufe der Hubbewegung des Oberwerkzeugs 3 in Richtung auf das Unterwerkzeug 5 zu, geschlossen wird, wobei die Kavität 7 ein minimales Volumen aufweist, wenn das Oberwerkzeug 3 maximal auf das Unterwerkzeug 5 zu verlagert ist.The upper tool 3 and the lower tool 5 close together a cavity 7 a, in the course of a processing or press stroke, ie in particular in the course of the lifting movement of the upper tool 3 towards the lower tool 5 to, being closed, taking the cavity 7 has a minimal volume when the upper tool 3 maximum on the lower tool 5 to be relocated.

In der Kavität 7 ist ein Bearbeitungsroboter 9 angeordnet. Ein in dem Unterwerkzeug 5 eingespanntes Werkstück 11 ist vor, während und/oder nach einem Bearbeitungshub des Pressenwerkzeugs 1 mithilfe des Bearbeitungsroboters 9 zusätzlich bearbeitbar.In the cavity 7 is a machining robot 9 arranged. One in the lower tool 5 clamped workpiece 11 is before, during and / or after a machining stroke of the press tool 1 using the editing robot 9 additionally workable.

Der Bearbeitungsroboter 9 weist einen schwenkbeweglichen Roboterarm 13 auf, an dem ein Greifer 15 angelenkt ist. Der Greifer ist mit einem Werkzeug 17 bestückt, welches hier als Falzwerkzeug ausgebildet ist. Mittels des Falzwerkzeugs 17 ist das Werkstück 11 beispielsweise entlang einer hier durch einen strichlierten, gebogenen Pfeil P' dargestellten Bearbeitungskurve falzbar.The machining robot 9 has a pivotable robot arm 13 on, on which a gripper 15 is articulated. The gripper is with a tool 17 equipped, which is designed here as a folding tool. By means of the folding tool 17 is the workpiece 11 For example, falzbar along a here by a dashed, curved arrow P 'processing curve.

Der Bearbeitungsroboter 9 ist vorzugsweise frei programmierbar, sodass eine nahezu beliebige Zahl von Bearbeitungsschritten und Bearbeitungspfaden mithilfe des Bearbeitungsroboters 9 verwirklicht werden können. Dabei ist es bevorzugt insbesondere möglich, dass der Bearbeitungsroboter 9 das Werkzeug 17 im Laufe der Bearbeitung des Werkstücks 11 wechseln kann, sodass er verschiedene Bearbeitungsschritte durchführen kann.The machining robot 9 is preferably freely programmable, so that an almost arbitrary number of processing steps and processing paths using the processing robot 9 can be realized. It is preferably possible in particular that the processing robot 9 the tool 17 during the processing of the workpiece 11 can change so that he can perform various processing steps.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass in der Kavität 7 mehr als ein Bearbeitungsroboter 9 angeordnet sind, wobei die verschiedenen Bearbeitungsroboter 9 verschiedene Bereiche des Werkstücks 11 bearbeiten und/oder verschiedene Bearbeitungsschritte durchführen können.Alternatively or additionally, it is possible that in the cavity 7 more than a machining robot 9 are arranged, the various processing robot 9 different areas of the workpiece 11 edit and / or perform various processing steps.

Vorzugsweise ist innerhalb oder außerhalb der Kavität 7 mindestens ein Magazin für verschiedene Werkzeuge 17 vorgesehen, aus denen der Bearbeitungsroboter 9 bedarfsgerecht jeweils ein Werkzeug 17 auswählen kann.Preferably, inside or outside the cavity 7 at least one magazine for different tools 17 provided from which the machining robot 9 one tool each, as needed 17 can choose.

Das Werkstück 11 ist vorzugsweise durch Ansaugen oder magnetisch in dem Unterwerkzeug 5 eingespannt, wobei es in der einmal gewählten Einspannung verbleibt, während es einerseits mittels des Bearbeitungshubs und andererseits durch den Bearbeitungsroboter 9 bearbeitet wird. The workpiece 11 is preferably by suction or magnetic in the lower tool 5 clamped, it remains in the clamping once selected, while on the one hand by means of the machining stroke and on the other hand by the machining robot 9 is processed.

Der Bearbeitungsroboter 9 ist vorzugsweise so vorgesehen, dass er mithilfe des Roboterarms 13 das Werkstück 11 übergreifen und/oder untergreifen kann, sodass er dieses insbesondere auch oberseitig oder unterseitig bearbeiten, beispielsweise erwärmen, prägen oder in anderer geeigneter Weise behandeln kann.The machining robot 9 is preferably provided so that it by means of the robot arm 13 the workpiece 11 overlap and / or can engage so that he can edit this particular top or bottom side, for example, heat, emboss or treat in any other suitable manner.

Das Pressenwerkzeug 1 ist vorzugsweise Teil einer in der Figur nicht dargestellten Pressenlinie, insbesondere als Bearbeitungsstufe der Pressenlinie ausgebildet. Die Pressenlinie umfasst bevorzugt mehr als ein Pressenwerkzeug 1 der hier angesprochenen Art.The press tool 1 is preferably part of a press line, not shown in the figure, in particular formed as a processing stage of the press line. The press line preferably comprises more than one press tool 1 the kind mentioned here.

Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Pressenwerkzeugs, der Pressenlinie und des Verfahrens möglich ist, auch komplexe Bearbeitungen eines Werkstücks, insbesondere eines Blechs in einem Pressenwerkzeug 1 in relativ einfacher Weise durchzuführen, wobei Handhabungsschritte und Bearbeitungsstufen eingespart werden können, wobei die Fertigungszeit für ein zu fertigendes Bauteil verringert und Fertigungstoleranzen reduziert werden.Overall, it can be seen that with the press tool, press line and method it is also possible to do complex machining of a workpiece, especially a sheet in a press tool 1 in a relatively simple manner, whereby handling steps and processing steps can be saved, whereby the production time for a component to be manufactured is reduced and manufacturing tolerances are reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19611612 A1 [0002]

Claims

Press tool ( 1 ), with an upper tool ( 3 ) and a lower tool ( 5 ), which is a cavity ( 7 ) for arranging and processing a workpiece ( 11 ), characterized in that in the cavity ( 7 ) at least one processing robot ( 9 ) is arranged, through which the workpiece ( 11 ) in addition to the processing by the upper tool ( 3 ) and the lower tool ( 5 ) is editable.

Press tool ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the processing robot ( 9 ) a pivotable robot arm ( 13 ) with a gripper articulated thereto ( 15 ), wherein the gripper ( 15 ) with at least one tool ( 17 ) can be equipped.

Press tool ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the processing robot ( 9 ) has a hole, cutting, folding, bending, forming, embossing, marking, surveying and / or heating tool, preferably an inductor or a laser.

Press tool ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the press tool ( 1 ) Part of a press line, preferably designed as a press stage of a press line.

Press line with a plurality of press tools, characterized by at least one press tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 4.

Method for machining a workpiece, in particular by means of a press tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, preferably in a press line according to claim 5, wherein a workpiece ( 11 ) between an upper tool ( 3 ) and a lower tool ( 5 ) of a press tool ( 1 ) in a cavity ( 7 ) is arranged and processed by the upper tool ( 3 ) and / or the lower tool is displaced relative to each other, wherein the workpiece ( 11 ) additionally by a processing robot ( 9 ), which is in the cavity ( 7 ) of the press tool ( 1 ) is arranged.

Method according to claim 6, characterized in that the workpiece ( 11 ) with the help of the processing robot ( 9 ) perforated, cut, folded, bent, deformed, embossed, marked, measured and / or heated.

Method according to one of claims 6 and 7, characterized in that the workpiece ( 11 ) before, during and / or after a relative displacement of the upper tool ( 3 ) and / or the lower tool ( 5 ) by the processing robot ( 9 ), wherein the workpiece ( 11 ) preferably in one for its processing by the press tool ( 1 ) provided in the press tool ( 1 ) is held.

Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the workpiece ( 11 ) by the processing robot ( 9 ) is prepared for subsequent processing in a subsequent press stage of a press line.