DE102013021371A1

DE102013021371A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie

Info

Publication number: DE102013021371A1
Application number: DE201310021371
Authority: DE
Inventors: Dominik Dierich; Kevin Oliver Lange; Andreas Sulzberger; Sina Vojacek
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-07-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Herstellung von Formteilen (F) in einer Pressenlinie mit
– mehreren Pressen (2) zur Umformung einer Platine zu dem Formteil (F),
– zumindest einer im Bereich zumindest einer Presse (2) angeordnete optische Erfassungseinheit (3, 4) zur optischen Erfassung des Formteils (F) oder eines Halbzeugs,
– zumindest einer mit der Erfassungseinheit (3, 4) gekoppelten Auswerteeinheit (5) zur Auswertung mittels der Erfassungseinheit (3, 4) erfasster Daten und zur Detektion von Fehlern am Formteil (F) oder Halbzeug anhand der Auswertung und
– zumindest einer mit der Auswerteeinheit (5) gekoppelten Markierungseinheit (6) zur Aufbringung zumindest einer Markierung (M) auf das Formteil (F) oder Halbzeug bei einem detektierten Fehler.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen (F) in einer Pressenlinie.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie bekannt. Hierbei werden so genannte Platinen in mehreren Verarbeitungsschritten in mehreren Pressen zu dem Formteil umgeformt. Um eine dauerhafte Funktion der Formteile bei deren Verwendung sicherzustellen, ist es erforderlich, dass Fehler an den Formteilen detektiert werden. Hierzu ist es bekannt, dass am Ende der Pressenlinie die Formteile durch eine oder mehrere Personen visuell begutachtet und bei einem Auftreten von Fehlern die Formteile ausgesondert werden.
Aus ”Schüppstuhl et al.: Möglichkeiten zur automatisierten Fehlererkennung, -markierung und -nachbearbeitung von Bauteiloberflächen; In: Schmiede-Journal, September 2004” ist eine Vorrichtung zur Erfassung und Nachbearbeitung von Oberflächenfehlern an Sanitärarmaturen bekannt, welche mehrere Kameras, eine Bildverarbeitungseinheit, eine Markierstation und ein Nachbearbeitungswerkzeug umfasst. Die Vorrichtung ist dabei am Ende einer Herstellungslinie in diese integriert. In mittels der Kameras erfassten Bilddaten werden die Oberflächenfehler detektiert. Anschließend erfolgt eine Markierung einer Fehlerstelle auf fehlerhaften Bauteilen, bevor diese ausgeschleust und manuell nachbearbeitet werden. Überschreitet eine Fehlerzahl einen vorgegebenen Sollwert, erfolgt zugunsten einer schnelleren Taktzeit keine Markierung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen in einer Pressenlinie umfasst mehrere Pressen zur Umformung einer Platine zu dem Formteil, zumindest eine im Bereich zumindest einer Presse angeordnete optische Erfassungseinheit zur optischen Erfassung des Formteils oder eines Halbzeugs, zumindest eine mit der Erfassungseinheit gekoppelte Auswerteeinheit zur Auswertung mittels der Erfassungseinheit erfasster Daten und zur Detektion von Fehlern am Formteil oder Halbzeug anhand der Auswertung und zumindest eine mit der Auswerteeinheit gekoppelte Markierungseinheit zur Aufbringung zumindest einer Markierung auf das Formteil oder Halbzeug bei einem detektierten Fehler.
Mittels der Vorrichtung ist eine automatische und sichere Erkennung von Fehlern an Formteilen oder Halbzeugen während deren Herstellung in der Pressenlinie sowie eine Markierung derselben bei erfassten Fehlern möglich. Dadurch können ebenfalls automatisch, teilautomatisch oder manuell, beispielsweise am Ende der Pressenlinie, Formteile mit Fehlern erkannt, gegebenenfalls aussortiert und/oder nachgearbeitet werden. Ferner ist es möglich, sehr schnell eine Ursache für den Fehler zu ermitteln und diese Fehlerursache zu beheben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich eines Abschnitts einer Pressenlinie.
In der einzigen 1 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im Bereich eines Abschnitts einer Pressenlinie dargestellt.
Die Pressenlinie ist zur Umformung von Platinen in mehreren Verarbeitungsschritten in mehreren Pressen 2 zu einem Formteil F, insbesondere Blechformteil, vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine letzte Pressenstation der Pressenlinie mit einer geöffneten Presse 2 dargestellt, wobei in der geöffneten Presse 2 das Formteil F angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass derartige Formteile F an einem Pressenauslaufband, d. h. am Ende der Pressenlinie, von mehreren Personen manuell begutachtet werden. Hierbei besteht die Gefahr, dass Fehler am Formteil F übersehen werden, welche später eine Funktion des Formteils F einschränken oder nachgelagerte Verarbeitungsschritte, beispielsweise eine kathodische Tauchbadlackierung, beeinträchtigen. Auch ist die manuelle Begutachtung sehr zeitaufwändig.
Um diese Nachteile zu überwinden, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich jeder Presse 2 der Pressenlinie zwei jeweils als Kamera ausgebildete optische Erfassungseinheiten 3, 4 zur optischen Erfassung des Formteils F oder in vorgelagerten, nicht gezeigten Pressen, eines Halbzeugs angeordnet. Mittels der Erfassungseinheiten 3, 4 wird das Formteil F oder das Halbzeug optisch erfasst. Dabei sind die Erfassungseinheiten 3, 4 im Bereich jeder Presse 2 derart angeordnet, dass die optische Erfassung des Formteils F oder Halbzeugs zumindest nach einem in der jeweiligen Presse 2 durchgeführten Umformschritt erfolgt.
Mittels der Erfassungseinheiten 3, 4 erfasste Daten, insbesondere Bilddaten, werden einer mit den Erfassungseinheiten 3, 4 gekoppelten Auswerteeinheit 5 zugeführt. Mittels der Auswerteeinheit 5 werden anschließend die Daten im Hinblick auf Fehler am Formteil F oder Halbzeug ausgewertet. Hierbei werden beispielsweise anhand einer Mustererkennung mechanische Strukturfehler und Oberflächenfehler, insbesondere Umformfehler sowie Risse und Einschnürungen, detektiert. In dieser Auswertung werden neben den mechanischen Strukturfehlern und Oberflächenfehlern beispielsweise auch Temperaturfehler des Formteils F oder Halbzeugs ermittelt. Dies ist besonders wichtig für nachgelagerte Verarbeitungsschritte des Formteils F oder Halbzeugs, wie beispielsweise eine kathodische Tauchbadlackierung, welche eine vorgegebene Temperatur des Formteils F oder Halbzeugs während der Umformung erfordern.
Werden mittels der Auswerteeinheit 5 Fehler am Formteil F oder Halbzeug detektiert, wird eine mit der Auswerteeinheit 5 gekoppelte Markierungseinheit 6 derart angesteuert, dass zumindest eine Markierung M auf das Formteil F oder Halbzeug aufgebracht wird. Dabei ist beispielsweise an jeder Presse 2 der Pressenlinie eine Markierungseinheit 6 angeordnet. In weiteren Ausführungen können auch mehrere Markierungseinheiten 6 in der Pressenlinie für jeweils mehrere Pressen 2 vorgesehen sein. In einem möglichen Ausführungsbeispiel ist eine gemeinsame Markierungseinheit 6 am Ende der Pressenlinie für alle Pressen 2 vorgesehen. Hierbei werden die erfassten Fehler über mehrere Umformschritte gespeichert und die Auswerteeinheit 5 steuert die Markierungseinheit 6 nach der letzten Umformung am Ende der Pressenlinie entsprechend an.
Die Markierung M umfasst hierbei insbesondere Informationen über eine Fehlerart, einen Ort einer Fehlerentstehung und/oder eine Position des Fehlers am Formteil F oder Halbzeug. Zu diesem Zweck wird die Markierung M mittels der Markierungseinheit 6 beispielsweise unmittelbar am entsprechenden Fehlerort am Formteil F oder Halbzeug aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich ist die Markierung M als codierte Zeichen aufbringbar, wobei durch ein Auslesen dieser Zeichen den jeweiligen Fehler betreffende Daten aus der Auswerteeinheit 5 abgerufen werden können. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine farbliche Codierung möglich.
Zur Erzeugung der Markierung M umfasst die Markierungseinheit 6 beispielsweise einen Laser, ein Werkzeug zum Aufbringen eines Farbauftrags und/oder ein mechanisches Oberflächenbearbeitungswerkzeug. Auch ist es möglich, dass die Markierung M in Form eines Aufklebers auf das Formteil F oder Halbzeug aufgebracht wird.
Zur richtigen Positionierung der Markierung M ist die Markierungseinheit 6 insbesondere mehrdimensional bewegbar, beispielsweise an einem Manipulator, Roboter oder Transferbalken, angeordnet.
Aufgrund der aufgebrachten Markierung M ist für Personen oder nachgelagerte automatische Stationen eindeutig und schnell ersichtlich, an welcher Position sich der Fehler am Formteil F oder Halbzeug befindet, um welchen Fehler es sich handelt und in welcher Presse 2 in der Pressenlinie dieser erzeugt wurde. Dadurch sind ein zuverlässiges Aussortieren eines fehlerhaften Formteils F oder Halbzeugs und eventuell eine Nachbearbeitung desselben möglich. Auch können in den einzelnen Pressen 2 vorhandene Ursachen für den Fehler schnell erkannt und beseitigt werden, so dass eine Ausschuss- oder Aussortierungsrate minimiert werden kann.
Zum automatischen Aussortieren ist in einem möglichen Ausführungsbeispiel zumindest ein nicht näher dargestellter Roboter vorgesehen, welcher insbesondere mittels der Auswerteeinheit 5 ansteuerbar ist.
In einer möglichen Ausgestaltung erfolgt das Aussortieren sofort nach Detektion eines Fehlers nach der Presse 2, in welcher der Fehler erzeugt wurde. Um hierbei einen für die Pressen 2 schädlichen Leerlauf zu vermeiden, werden diese insbesondere derart angesteuert, dass in dem Arbeitstakt, in welchem das fehlerbehaftete Formteil F oder Halbzeug bearbeitet hätte werden sollen, keine Pressentätigkeit stattfindet.
Alternativ wird ein markiertes, d. h. fehlerbehaftetes Formteil F oder Halbzeug nach dessen Markierung allen nachfolgenden Pressen 2 der Pressenlinie zur Umformung zugeführt. Hierdurch wird ein Leerlauf der Pressen 2 ohne eine aufwändige Steuerung vermieden. Die Aussortierung der fehlerbehafteten Formteile F oder Halbzeuge erfolgt hierbei am Ende der Pressenlinie.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Schüppstuhl et al.: Möglichkeiten zur automatisierten Fehlererkennung, -markierung und -nachbearbeitung von Bauteiloberflächen; In: Schmiede-Journal, September 2004 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung von Formteilen (F) in einer Pressenlinie mit – mehreren Pressen (2) zur Umformung einer Platine zu dem Formteil (F), – zumindest einer im Bereich zumindest einer Presse (2) angeordnete optische Erfassungseinheit (3, 4) zur optischen Erfassung des Formteils (F) oder eines Halbzeugs, – zumindest einer mit der Erfassungseinheit (3, 4) gekoppelten Auswerteeinheit (5) zur Auswertung mittels der Erfassungseinheit (3, 4) erfasster Daten und zur Detektion von Fehlern am Formteil (F) oder Halbzeug anhand der Auswertung und – zumindest einer mit der Auswerteeinheit (5) gekoppelten Markierungseinheit (6) zur Aufbringung zumindest einer Markierung (M) auf das Formteil (F) oder Halbzeug bei einem detektierten Fehler.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jeder Presse (2) zumindest eine optische Erfassungseinheit (3, 4) zur optischen Erfassung des Formteils (F) oder eines Halbzeugs nach einem in der jeweiligen Presse (2) durchgeführten Umformschritt angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungseinheit (6) einen Laser, ein Werkzeug zum Aufbringen eines Farbauftrags und/oder ein mechanisches Oberflächenbearbeitungswerkzeug umfasst.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungseinheit (6) mehrdimensional bewegbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jeder Presse (2) zumindest eine Markierungseinheit (6) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Markierung (M) Informationen über eine Fehlerart, einen Ort einer Fehlerentstehung und/oder eine Position des Fehlers an dem Formteil (F) oder Halbzeug umfasst.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Roboter zum automatischen Aussortieren fehlerhafter Formteile (F) und/oder Halbzeuge vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung von Formteilen (F) in einer Pressenlinie, wobei – mittels mehrerer Pressen (2) eine Platine zu dem Formteil (F) umgeformt wird, – mittels zumindest einer im Bereich zumindest einer Presse (2) angeordneten optischen Erfassungseinheit (3, 4) das Formteil (F) oder ein Halbzeug optisch erfasst wird, – mittels zumindest einer mit der Erfassungseinheit (3, 4) gekoppelten Auswerteeinheit (5) mittels der Erfassungseinheit (3, 4) erfasste Daten ausgewertet und anhand der Auswertung Fehler am Formteil (F) oder Halbzeug detektiert werden und – mittels zumindest einer mit der Auswerteeinheit (5) gekoppelten Markierungseinheit (6) bei einem detektierten Fehler zumindest eine Markierung (M) auf das Formteil (F) oder Halbzeug aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein markiertes Formteil (F) oder Halbzeug nach der Markierung allen nachfolgenden Pressen (2) der Pressenlinie zur Umformung zugeführt wird.