DE102013111337A1 - Robot punching cell - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Stanz-Endbehandlungseinheit zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Stanzzelle vorgestellt, welche zumindest eine Werkzeugaufnahme zur wechselbaren Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs zur Bearbeitung der Werkstücke aufweist, wobei das Bearbeitungswerkzeug eine Stanzeinheit, einen Halter und eine Endbehandlungseinheit umfasst, wobei der Halter das Werkstück an der Stanz-Endbehandlungseinheit fixiert, wobei die Stanzeinheit eine Öffnung in das Werkstück stanzt, solange das Werkstück von dem Halter fixiert ist, wobei die Endbehandlungseinheit an das Werkstück angestellt wird, solange das Werkstück von dem Halter fixiert ist, und die Endbehandlungseinheit die Öffnung endbehandelt.A punching end treatment unit for processing workpieces in a punching cell is presented which has at least one tool holder for exchangeable reception of a machining tool for machining the workpieces, the machining tool comprising a punching unit, a holder and a finishing unit, wherein the holder holds the workpiece against the workpiece Punching end treatment unit fixed, wherein the punching unit punches an opening in the workpiece, as long as the workpiece is fixed by the holder, wherein the finishing unit is attached to the workpiece as long as the workpiece is fixed by the holder, and the finishing unit finishes the opening.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanz- und Endbehandlungseinheit für eine automatisierte Stanzzelle sowie ein Verfahren zum automatisierten Stanzen und Schweißen und/oder Kleben von Werkstücken.The present invention relates to a punching and finishing unit for an automated punching cell and to a method for automated punching and welding and / or gluing of workpieces.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Roboter und automatisierte Bearbeitungsanlagen übernehmen mehr und mehr Arbeiten besonders in solchen Arbeitsfeldern, in denen mit großen und unhandlichen oder schweren Teilen gearbeitet wird.Robots and automated processing systems are taking over more and more work, especially in those fields in which working with large and unwieldy or heavy parts.
Gerade in der Serien- bzw. Massenfertigung können hier wiederkehrende Arbeiten schnell, präzise und zuverlässig erledigt und zugleich Arbeitskraft eingespart werden. Hohe Volumenzahlen rechtfertigen die hierbei anfallenden hohen Investitionskosten für die Automatisierungsanlage.Especially in series or mass production, repetitive work can be done quickly, precisely and reliably and at the same time labor can be saved. High volume numbers justify the high investment costs for the automation system.
So ist es bekannt, automatisierte Bearbeitungsanlagen auch für die Einbringung von Öffnungen in Teile heranzuziehen, wie es beispielsweise von iNDAT Datensysteme und Industrieautomation erfolgreich angeboten wird.Thus, it is known to use automated processing systems for the introduction of openings in parts, as it is successfully offered for example by iNDAT Datensysteme and industrial automation.
Bei Automatisierungsanlagen wird typischerweise nur ein einziger oder wenige Arbeitsschritte an den Stücken durchgeführt, so dass der Stückdurchsatz pro Arbeitsschritt hoch ist.In automation systems, typically only a single or a few work steps are performed on the pieces, so that the piece throughput per step is high.
Die Anforderungen an Automatisierungsanlagen verändern sich jedoch zunehmend, da die herstellerseitig gewünschte Variantenvielfalt steigt und somit die Stückzahlen der in einer Variante herzustellenden Teile sinken. Automatisierungsanlagen werden dabei unwirtschaftlicher, da Änderungen im Arbeitsschritt mit zumeist manuellen Änderungen an der Automatisierungsanlage einhergehen. Die Variantenvielfalt betrifft dabei zunehmend auch das einzelne Stück, an welchem verschiedene Arbeiten durchgeführt werden sollen. Herkömmliche Automatisierungsanlagen können dabei typischerweise nur je einen Arbeitsschritt durchführen und müssen für einen anderen Arbeitsschritt umgerüstet oder gar umgebaut werden.However, the demands placed on automation systems are changing increasingly as the variety of variants desired by the manufacturer increases and thus the numbers of parts produced in a variant fall. Automation systems become less economical because changes in the work step are accompanied by mostly manual changes to the automation system. The diversity of variants increasingly affects the individual piece on which various work is to be carried out. Conventional automation systems can typically perform only one step and must be retrofitted for another step or even rebuilt.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Roboter-Stanzzelle derart weiterzuentwickeln, dass mehrere Arbeitsschritte an einem Werkstück durchgeführt werden können ohne lange Umbau- oder Umrüstzeiten einkalkulieren zu müssen.The invention therefore has the task of further developing a robot punching cell such that several work steps can be performed on a workpiece without having to factor in long conversion or changeover times.
Ferner hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, voneinander verschiedene Arbeitsschritte an einem Werkstück so durchzuführen, dass durch die kombinierte Durchführung durch die erfindungsgemäß verbesserte Roboter-Stanzzelle eine Zeitersparnis gegenüber bekannten Automatisierungsanlagen eintritt.Furthermore, the invention has the task of performing different work steps on a workpiece so that the combined implementation by the inventively improved robot punch cell time savings over known automation systems occurs.
Die Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, eine derartige Weiterentwicklung beispielsweise auch in herkömmlichen Automatisierungsanlagen zur Nachrüstung und Verbesserung der Anlagen einsetzen zu können.The invention has also set itself the task of being able to use such a development, for example, in conventional automation systems for retrofitting and improvement of facilities.
Weiter stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zum automatisierten Bearbeiten von Werkstücken in einer Stanzzelle.Furthermore, the invention provides a method for the automated machining of workpieces in a punching cell.
Dabei sollen insgesamt insbesondere die Nachteile des Standes der Technik verringert oder ausgeräumt werden.In particular, the disadvantages of the prior art should be reduced or eliminated.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.The object of the invention is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are defined in the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Stanz-Endbehandlungseinheit zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Stanzzelle weist zumindest eine Werkzeugaufnahme zur wechselbaren Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs zur Bearbeitung der Werkstücke auf. Die Bearbeitungswerkzeuge werden also von der Werkzeugaufnahme gehalten und können nach Einsatz in die Werkzeugaufnahme zur Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt werden. Das Anbringen der Bearbeitungswerkzeuge in die Werkzeugaufnahme geschieht bevorzugt automatisch, so dass besonders vorteilhaft keine Unterbrechung des Produktionsprozesses stattfindet. In einer einfachen Version können die Bearbeitungswerkzeuge auch manuell in die Werkzeugaufnahme der Stanz-Endbehandlungseinheit eingesetzt werden.A punching end treatment unit according to the invention for processing workpieces in a punching cell has at least one tool holder for exchangeable reception of a machining tool for machining the workpieces. The processing tools are thus held by the tool holder and can be used for machining workpieces after use in the tool holder. The attachment of the processing tools in the tool holder is preferably done automatically, so that particularly advantageous no interruption of the production process takes place. In a simple version, the machining tools can also be used manually in the tool holder of the punching finishing unit.
Das Bearbeitungswerkzeug weist eine Stanzeinheit, ein Gegenwerkzeug und eine Endbehandlungseinheit auf. Die Stanzeinheit umfasst bevorzugt einen Halter, welcher das Werkstück an der Stanz-Endbehandlungseinheit fixiert, so dass in der Fixierung keine oder nur sehr geringe Bewegungen ausführen kann. Bevorzugt beträgt die Bewegungstoleranz des Werkstücks in der Fixierung unter 1 mm, besonders bevorzugt 0,1 mm oder weniger. Mit anderen Worten behält das Werkstück in der Fixierung die vom Halter vorgegebene Position sehr genau bei, so dass alle Arbeitsschritte an dem Werkstück, die während einer Fixierung des Werkstücks durchgeführt werden, mit hoher Präzision ausgeführt werden können.The processing tool comprises a punching unit, a counter tool and a finishing unit. The punching unit preferably comprises a holder which fixes the workpiece to the punching end treatment unit, so that no or very little movement can take place in the fixing. The movement tolerance of the workpiece in the fixation is preferably less than 1 mm, particularly preferably 0.1 mm or less. In other words, the workpiece in the fixation maintains the position predetermined by the holder very precisely, so that all working steps on the workpiece, which are carried out during a fixation of the workpiece, can be carried out with high precision.
Die Stanzeinheit ist dazu ausgebildet, eine Öffnung in das Werkstück zu stanzen. Der Stanzvorgang wird typischerweise so durchgeführt, dass ein Oberwerkzeug von oben automatisiert an das Werkstück herangefahren wird, während von unterhalb des Werkstücks das Gegenwerkzeug stützt, um die Stanz- bzw. Presskraft, die durch das Oberwerkzeug auf das Werkstück ausgeübt wird, gegenzuhalten. Während dieses Vorgangs ist das Werkstück bevorzugt von dem Halter oder dem Halter in Zusammenwirkung mit dem Gegenwerkzeug fixiert. Hierdurch kann ein Verschieben des Werkstücks vermieden werden. Die automatisierte Bewegung der Stanzeinheit kann mittels pneumatischem Antrieb erfolgen, aber auch elektromotorische oder hydraulische Anstellung ist möglich. Selbstverständlich ist es je nach Form des Werkstücks und/oder der baulichen Gegebenheiten der zu bauenden Stanz-Endbehandlungseinheit auch möglich, dass der Stanzkolben von der Seite oder von unten an das Werkstück angestellt wird. Die Anstellung des Oberwerkzeugs von oben ist jedoch bevorzugt, da hierbei auch die Fixierung des Werkstücks einfacher zu bewerkstelligen ist, indem das Werkstück auf dem Gegenwerkzeug abgelegt wird. The punching unit is designed to punch an opening in the workpiece. The punching operation is typically performed by automatically bringing an upper tool up to the workpiece from above while supporting the counter tool from underneath the workpiece to counter the punch force exerted on the workpiece by the upper tool. During this process, the workpiece is preferably fixed by the holder or the holder in cooperation with the counter tool. As a result, a displacement of the workpiece can be avoided. The automated movement of the punching unit can be done by pneumatic drive, but also electromotive or hydraulic employment is possible. Of course, depending on the shape of the workpiece and / or the structural conditions of the punching end treatment unit to be built, it is also possible for the punching piston to be set against the workpiece from the side or from below. The employment of the upper tool from above, however, is preferred because in this case the fixation of the workpiece is easier to accomplish by the workpiece is placed on the counter tool.
Die Stanzeinheit umfasst daher bevorzugt ein Oberwerkzeug, welches im Wesentlichen von oben in Richtung des Erdbodens an das Werkstück angestellt werden kann. Die Stanzeinheit kann ferner einen verstellbaren Linearaktuator als Anstellantrieb zum Anstellen des Oberwerkzeugs an das Werkstück aufweisen. Die Vorschubkraft des verstellbaren Linearaktuators wird bevorzugt pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch erzeugt.The punching unit therefore preferably comprises an upper tool which can be set against the workpiece substantially from above in the direction of the ground. The punching unit may further comprise an adjustable linear actuator as Anstellantrieb for hiring the upper tool to the workpiece. The feed force of the adjustable linear actuator is preferably generated pneumatically, hydraulically or servo-motor.
Die Stanzeinheit kann ferner einen Stanzkolben des Oberwerkzeugs umfassen, wobei der Stanzkolben zum Ausstanzen der Öffnung von oben an das Werkstück angestellt werden kann. Mit anderen Worten besteht das Oberwerkzeug bevorzugt aus dem Stanzkolben und dem Halter.The punching unit may further comprise a punching piston of the upper tool, wherein the punching piston for punching the opening can be made from above to the workpiece. In other words, the upper tool preferably consists of the punching piston and the holder.
Das Oberwerkzeug kann ferner nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch in eine Grundstellung zurückfahren, so dass der unmittelbare Nahbereich am Werkstück freigegeben wird. Insbesondere kann der Stanzkolben nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch in eine Grundstellung zurückfahren, wobei der Halter an dem Werkstück verbleibt, so dass das Werkstück fixiert bleibt, aber der unmittelbare Nahbereich am Werkstück freigegeben ist. Mit anderen Worten werden Stanzkolben und Halter am Oberwerkzeug zueinander verstellt, um den Stanzkolben vom Werkstück abzustellen und zugleich mit dem Halter weiter das Werkstück zu fixieren.The upper tool can also automatically drive back to a basic position after punching the opening, so that the immediate vicinity of the workpiece is released. In particular, after the punching of the opening, the punching piston can automatically return to a basic position, wherein the holder remains on the workpiece, so that the workpiece remains fixed, but the immediate vicinity of the workpiece is released. In other words, punching piston and holder are adjusted to each other on the upper tool to stop the punching piston from the workpiece and at the same time to fix the workpiece with the holder.
Auch das Gegenwerkzeug kann nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch von dem Werkstück abgestellt werden um Platz für das Zustellen der Endbehandlungseinheit freizugeben. Mit anderen Worten wird das Gegenwerkzeug nach dem Ausstanzen horizontal und/oder vertikal verstellt, so dass sich das Werkstück von dem Gegenwerkzeug löst. All diese Schritte können durchgeführt werden, solange das Werkstück durch den Halter an der Stanz-Endbehandlungseinheit fixiert äst, so dass die in dem Werkstück eingebrachte Öffnung für alle weiteren Bearbeitungsschritte fixiert bleibt und insbesondere der Stanz-Endbehandlungseinheit die Position bekannt ist, so dass die Position nicht für weitere Bearbeitungsschritte neu ermittelt werden muss.Also, the counter tool can be automatically turned off after punching the opening of the workpiece to release space for the delivery of the final treatment unit. In other words, the counter tool is adjusted horizontally and / or vertically after punching, so that the workpiece is released from the counter tool. All of these steps can be performed as long as the workpiece is fixed by the holder to the punching end treatment unit, so that the opening made in the workpiece remains fixed for all further processing steps and, in particular, the position of the punching finishing unit is known does not need to be redetermined for further processing steps.
Das Werkstück wird bevorzugt mit einem Roboter automatisch an die Stanz-Endbehandlungseinheit zur Bearbeitung herangeführt. In vorteilhafter Weise kann der Halter der Stanz-Endbehandlungseinheit hierbei mit dem Roboter zusammenwirken, so dass der Roboterarm die Gegenkraft zu der Niederhaltekraft des Halters ausübt und somit insgesamt das Werkstück in seiner Position an der Stanz-Endbehandlungseinheit behält.The workpiece is preferably brought with a robot automatically to the punching end treatment unit for processing. Advantageously, the holder of the punching end treatment unit in this case cooperate with the robot, so that the robot arm exerts the counterforce to the hold-down force of the holder and thus overall retains the workpiece in its position on the punching end treatment unit.
Das Bearbeitungswerkzeug ist bevorzugt C-förmig ausgebildet, wobei das Oberwerkzeug mit dem Unterwerkzeug über einen Verbindungssteg verbunden ist.The machining tool is preferably C-shaped, wherein the upper tool is connected to the lower tool via a connecting web.
Nach dem Stanzvorgang durch die Stanzeinheit wird die Endbehandlungseinheit an das Werkstück angestellt zum Endbehandeln der Öffnung. Auch das Endbehandeln wird durchgeführt, solange das Werkstück von dem Halter fixiert ist, so dass die Position der Öffnung nicht oder höchstens gering verändert ist und die Genauigkeit beim Endbehandeln deutlich verbessert wird.After the punching operation by the punching unit, the finishing unit is attached to the workpiece to finish the opening. The finishing is also carried out as long as the workpiece is fixed by the holder, so that the position of the opening is not changed or at most slightly changed and the accuracy in finishing is significantly improved.
Die Endbehandlungseinheit kann bei der Endbehandlung ein an dem Werkstück anzubringendes Bauteil an dem Werkstück befestigen. Bei dem anzubringenden Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Dichtungsring, um einen Halter für Anbaugeräte wie einen Sensor oder eine Scheinwerferwaschdüse oder ganz allgemein um in der Öffnung einzubringende Bauteile handeln. Das Bauteil kann demnach beispielsweise auch eine Kunststoffhalterung sein für einen an einem Kunststoffstoßfänger eines Kraftfahrzeugs anzubringenden Sensor.The end treatment unit may attach a workpiece to be attached to the workpiece at the final treatment on the workpiece. The component to be attached can be, for example, a sealing ring, a holder for attachments such as a sensor or a headlamp washing nozzle or, more generally, components to be introduced in the opening. Accordingly, the component can, for example, also be a plastic holder for a sensor to be attached to a plastic bumper of a motor vehicle.
Nach dem Ausstanzen der Öffnung kann die Endbehandlungseinheit insbesondere mittels eines verstellbaren Endbehandlungseinheitsantriebs an die ausgestanzte Öffnung des Werkstücks angestellt werden. Mit anderen Worten kann die Endbehandlungseinheit beispielsweise mit einem Linearaktuator pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch angetrieben an die ausgestanzte Öffnung des Werkstücks angestellt werden. Der verstellbare Endbehandlungseinheitsantrieb kann demnach derart ausgeführt sein, dass er nur eine lineare Auslenkungsrichtung, nämlich Anstellen an das Werkstück bzw. Abstellen von dem Werkstück, zulässt, da die Position der Öffnung fixiert ist und somit die Endlage für die mittels des verstellbaren Endbehandlungseinheitsantriebs angestellte Endbehandlungseinheit bereits festgelegt ist. In vorteilhafter Weise kann dadurch auch ein besonders einfacher oder kostengünstiger Aufbau der Endbehandlungseinheit erreicht werden ohne dass die Position der Öffnung vor der Endbehandlung neu ermittelt werden müsste.After the punching of the opening, the finishing unit can be made in particular by means of an adjustable finishing unit drive to the punched-out opening of the workpiece. In other words, the end treatment unit can be driven, for example with a linear actuator pneumatically, hydraulically or servo-motor driven to the punched-out opening of the workpiece. The adjustable finishing unit drive can thus be so be designed so that it allows only a linear deflection direction, namely stopping the workpiece or off the workpiece, since the position of the opening is fixed and thus the end position for the set by means of the adjustable finishing unit drive end treatment unit is already fixed. In an advantageous manner, a particularly simple or cost-effective construction of the final treatment unit can thereby be achieved without the position of the opening having to be newly determined before the final treatment.
Die Endbehandlungseinheit kann zum Fügen der ausgestanzten Öffnung ausgebildet sein, so dass das Bauteil an bzw. in der Öffnung beispielsweise mittels eines Schweißvorgangs oder eines Klebevorgangs befestigt ist. Beispielsweise im Falle eines Werkstücks aus Kunststoff wie einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug kann die Endbehandlungseinheit in der Öffnung des Werkstücks ein automatisiertes Kunststoffschweißverfahren oder ein automatisiertes Klebeverfahren durchführen, um das Bauteil an bzw. in der Öffnung zu befestigen.The end treatment unit may be designed to join the punched-out opening, so that the component is fastened to or in the opening, for example by means of a welding process or a gluing process. For example, in the case of a workpiece made of plastic such as a bumper for a motor vehicle, the finishing unit may perform in the opening of the workpiece an automated plastic welding method or an automated gluing method to fix the component to the opening.
Das Bearbeitungswerkzeug der Stanz-Endbehandlungseinheit ist vorzugsweise zur Bearbeitung von Werkstücken aus Kunststoff ausgebildet, wobei dies vor Allem die Ausgestaltung des Stanzkolbens und des Halters betrifft.The machining tool of the punching end treatment unit is preferably designed for machining workpieces made of plastic, this particularly relates to the configuration of the punching piston and the holder.
Die Stanz-Endbehandlungseinheit weist weiter in vorteilhafter Weise eine Dreheinheit auf mit der ersten und einer zweiten Werkzeugaufnahme zur Anbringung von zwei Bearbeitungswerkzeugen an der Stanz-Endbehandlungseinheit. Die Dreheinheit weist dabei eine vertikale Drehachse auf, wobei das erste Bearbeitungswerkzeug zu dem Werkstück zugewandt und das zweite Bearbeitungswerkzeug von dem Werkstück abgewandt ist, und wobei die beiden Bearbeitungswerkzeuge durch Drehung der Dreheinheit bezüglich ihres Platzes und ihrer Funktion ausgetauscht werden können. Das erste Bearbeitungswerkzeug ist nämlich dasjenige, womit das Werkstück bearbeitet wird. Das zweite Bearbeitungswerkzeug ist in einer Ruheposition bzw. kann in einfacher Weise während der Bearbeitung, die durch das erste Bearbeitungswerkzeug stattfindet, ausgetauscht werden. Die Bearbeitungswerkzeuge sind daher bevorzugt zueinander gegenüberliegend angeordnet.The stamping end treatment unit further advantageously comprises a rotary unit with the first and a second tool holder for mounting two machining tools on the stamping end treatment unit. The rotary unit in this case has a vertical axis of rotation, wherein the first processing tool facing the workpiece and the second processing tool facing away from the workpiece, and wherein the two processing tools can be replaced by rotation of the rotary unit with respect to their place and function. Namely, the first machining tool is that with which the workpiece is machined. The second machining tool is in a rest position or can easily be exchanged during the machining that takes place by the first machining tool. The processing tools are therefore preferably arranged opposite to each other.
Während der Bearbeitung des Werkstücks mit der Endbehandlungseinheit ist besonders bevorzugt auch zugleich das Bauteil an dem Werkstück anzubringen. Zum automatisierten Heranführen des Bauteils an das Werkstück haben sich zwei Alternativen herausgebildet, welche je nach Bauteileigenheiten, Werkstückbeschaffenheit und/oder der Fügetechnik (zum Beispiel Kleben oder Schweißen) ausgewählt wird. In der ersten Alternative ist das Bauteil vor der Endbehandlung an dem Bearbeitungswerkzeug angeordnet und wird zusammen mit dem Bearbeitungswerkzeug an das Werkstück herangeführt. Das Bauteil wird hierbei nach Beendigung des Stanzvorgangs entweder direkt an dem Werkstück angebracht oder von der Endbehandlungseinheit zum Anbringen an das Werkstück geführt. Bevorzugt ist das Bauteil hierbei bereits an der Endbehandlungseinheit des Bearbeitungswerkzeugs angebracht, so dass das Bauteil relativ fest an der Endbehandlungseinheit befestigt werden kann und erst an bzw. in der Öffnung des Werkstücks von der Endbehandlungseinheit gelöst wird. An dieser Variante ist vorteilhaft, dass das Bauteil nicht erst im Bearbeitungsprozess des Werkstücks von der Endbehandlungseinheit aufgenommen wird sondern nach sicherer an das Werkstück geführt werden kann.During the processing of the workpiece with the final treatment unit, the component is particularly preferably also to be attached to the workpiece at the same time. For automated introduction of the component to the workpiece, two alternatives have emerged, which is selected depending on component characteristics, workpiece nature and / or the joining technique (for example gluing or welding). In the first alternative, the component is arranged on the machining tool before the end treatment and is brought to the workpiece together with the machining tool. The component is here after completion of the punching process either mounted directly on the workpiece or performed by the final treatment unit for attachment to the workpiece. In this case, the component is preferably already attached to the end treatment unit of the machining tool, so that the component can be fastened relatively firmly to the final treatment unit and is only released from the final treatment unit at or in the opening of the workpiece. It is advantageous in this variant that the component is not first picked up by the final treatment unit during the machining process of the workpiece but can be guided to the workpiece more reliably.
In dieser Variante verbraucht sich das Bearbeitungswerkzeug durch das Anbringen des Bauteils an dem Werkstück, so dass für jede neue Öffnung, insbesondere auch für jede an demselben Werkstück anzubringende Öffnung, ein neues Bearbeitungswerkzeug an der Stanz-Endbehandlungseinheit angebracht wird. Bevorzugt umfasst die Endbehandlungseinheit einen Bauteilvorratshalter, mit welchem mehrere Bauteile bevorratet und sukzessive eingebaut bzw. verbraucht werden können.In this variant, the machining tool consumes by attaching the component to the workpiece, so that for each new opening, in particular for each opening to be attached to the same workpiece, a new machining tool is attached to the punching end treatment unit. The end treatment unit preferably comprises a component storage holder with which a plurality of components can be stored and successively installed or consumed.
Das Bearbeitungswerkzeug kann hierbei, wie auch in jeder anderen Variante der Stanz-Endbehandlungseinheit, mittels einer Bestückungseinheit automatisch ausgetauscht werden. In vorteilhafter Weise kann daher in der Bestückungseinheit bereits eine Vielzahl an Bearbeitungswerkzeugen vorrätig sein, welche mittels der Dreheinheit schnell und automatisiert gewechselt werden können. Hieran ist besonders vorteilhaft, dass besonders bei unterschiedlichen Bauteilen und/oder unterschiedlichen zu stanzenden Öffnungen, wobei ohnehin das Stanzwerkzeug bei der Bearbeitung eines Werkstücks auszutauschen ist, jeweils das passende Bauteil mit an das Werkstück geführt wird. Diese Variante eignet sich daher besonders bei Werkstücken, bei welchen nur wenige identische Öffnungen anzubringen sind, so dass das Bearbeitungswerkzeug zu wechseln ist und dabei die jeweils passenden Bauteile mitgeführt werden können.In this case, as in any other variant of the stamping end treatment unit, the machining tool can be replaced automatically by means of a loading unit. Advantageously, a plurality of processing tools, which can be changed quickly and automatically by means of the rotary unit, can therefore already be available in stock in the assembly unit. This is particularly advantageous that, in particular with different components and / or different openings to be punched, wherein in any case the punching tool is to be exchanged during the machining of a workpiece, in each case the matching component is guided to the workpiece. This variant is therefore particularly suitable for workpieces in which only a few identical openings are to be attached, so that the machining tool is to be changed while the respective matching components can be carried.
In einer zweiten Variante ist das Bauteil vor der Endbehandlung an dem Werkstückträger angeordnet, so dass das Bauteil nach Beendigung des Stanzvorgangs von der Endbehandlungseinheit aufgenommen und an das Werkstück herangeführt werden kann. Mit anderen Worten wird das Bauteil vor der Bearbeitung zusammen mit dem Werkstück an dem Werkstückträger angebracht und Werkstück und Bauteil gemeinsam von einem Roboter zu der Stanz-Endbehandlungseinheit gebracht, wobei das Bauteil zur Einbringung in das Werkstück von der Endbehandlungseinheit aufgenommen wird, solange das Werkstück an dem Halter fixiert ist. An dieser Variante ist vorteilhaft, dass die Bearbeitungswerkzeuge mehrere Öffnungen bearbeiten können, wenn mehrere Bauteile an dem Werkstückträger vorrätig sind, so dass die Bearbeitungswerkzeuge bereits automatisiert beispielsweise ein ganzes Werkstück abarbeiten können.In a second variant, the component is arranged on the workpiece carrier before the final treatment, so that the component can be picked up by the end-treatment unit after completion of the stamping operation and brought to the workpiece. In other words, the component is attached to the workpiece carrier together with the workpiece prior to machining, and the workpiece and component are brought together by a robot to the punching finishing unit, the component being received by the finishing unit for insertion into the workpiece Workpiece is fixed to the holder. In this variant, it is advantageous that the processing tools can process a plurality of openings when a plurality of components are in stock on the workpiece carrier, so that the processing tools can already automatically process, for example, an entire workpiece.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden sowohl am Bearbeitungswerkzeug als auch an dem Werkstückträger Bauteile bevorratet, entsprechend einer Kombination der beiden zuvor genannten Varianten. Bei der kombinierten Bevorratung sowohl am Bearbeitungswerkzeug als auch am Werkstückträger ist die höchstmögliche Flexibilität bezüglich der Bauteilauswahl und des Fügeverfahrens erhaltbar, so dass verschiedene Fügetechniken und verschiedene Bauteile in einem Arbeitsschritt an dem Werkstück angebracht werden können.In a particularly preferred embodiment, components are stored both on the machining tool and on the workpiece carrier, according to a combination of the two aforementioned variants. In the combined storage both on the machine tool and on the workpiece carrier the highest possible flexibility in terms of component selection and the joining process is obtainable, so that different joining techniques and various components can be attached to the workpiece in one step.
Die Stanz-Endbehandlungseinheit ist bevorzugt in einer Stanzzelle angeordnet. Eine Stanzzelle ist dabei ein unter Berücksichtigung von Sicherheitsvorkehrungen abgeschlossener Raum, in dem zugleich auch ein Roboterarm zum Positionieren und Bewegen des Werkstücks angeordnet ist. Zuführung von Werkstücken und/oder Bearbeitungswerkzeugen kann über definierte Zufuhrstellen erreicht werden, die ggf. auch von außerhalb der Stanzzelle bedient werden können.The punching end treatment unit is preferably arranged in a punching cell. A punching cell is a closed in consideration of security precautions space in which at the same time a robot arm for positioning and moving the workpiece is arranged. Feeding of workpieces and / or machining tools can be achieved via defined feed points, which can also be operated from outside the punching cell if necessary.
Bei dem Verfahren zum automatisierten Bearbeiten von Werkstücken in einer Stanzzelle wird zunächst ein Werkstück auf einen Werkstückträger an einer Aufspannstation aufgespannt. Bevorzugt kann das aufgespannte Werkstück an der Aufspannstation aufgenommen werden. Mit anderen Worten wird das aufgespannte Werkstück für die folgende Bearbeitung in der Stanzzelle an einer Eingangsposition vorgehalten, so dass es von dem Roboter direkt aufgenommen und der Stanz-Endbehandlungseinheit zugeführt werden kann. Die Aufspannstation ist also so angeordnet, dass sie von dem Roboter erreicht werden kann, so dass das Werkstück automatisiert aufgenommen werden kann. Die Aufspannstation kann ggf. automatisiert innerhalb der Stanzzelle mit dem aufgespannten Werkstück befüllt werden, die Aufspannstation kann aber auch von außen, beispielsweise manuell, mit einem Werkstück befüllt werden.In the method for the automated processing of workpieces in a punching cell, a workpiece is first clamped onto a workpiece carrier at a clamping station. Preferably, the clamped workpiece can be received at the mounting station. In other words, the clamped workpiece for the following processing in the punching cell is held at an input position, so that it can be picked up directly by the robot and fed to the punching end treatment unit. The clamping station is thus arranged so that it can be reached by the robot, so that the workpiece can be automatically recorded. The clamping station can optionally be filled automatically within the punching cell with the clamped workpiece, but the clamping station can also be filled from the outside, for example manually, with a workpiece.
Das aufgespannte Werkstück wird anschließend von der Aufspannstation durch den Roboter, insbesondere einen Roboterarm, aufgenommen und zu der kombinierten Stanz-Endbehandlungseinheit zugeführt. Bevorzugt ist die Stanz-Endbehandlungseinheit gegenüberliegend zu der Vorratsposition angeordnet.The clamped workpiece is then picked up from the chuck station by the robot, in particular a robotic arm, and fed to the combined stamping finishing unit. Preferably, the stamping end treatment unit is arranged opposite to the storage position.
Das aufgespannte Werkstück wird auf das Bearbeitungswerkzeug abgelegt, also insbesondere auf einem Gegenwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs, und wird von einem Halter fixiert. Hernach fährt ein Stanzkolben des Bearbeitungswerkzeugs an die Öffnung heran, um die Öffnung aus dem Werkstück auszustanzen. Mit anderen Worten wird eine erste Öffnung mit einem Oberwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs aus dem Werkstück gestanzt.The clamped workpiece is deposited on the machining tool, ie in particular on a counter tool of the machining tool, and is fixed by a holder. Thereafter, a punching piston of the machining tool approaches the opening to punch out the opening from the workpiece. In other words, a first opening with an upper tool of the machining tool is punched out of the workpiece.
Das Gegenwerkzeug wird nach dem Stanzvorgang von dem Werkstück abgestellt, so dass ein Freiraum an der Öffnung entsteht. Eine Endbehandlungseinheit des Bearbeitungswerkzeugs wird nun an das Werkstück angestellt zum Endbehandeln der Öffnung. Insbesondere wird mittels der Endbehandlungseinheit ein Bauteil an der ausgestanzten Öffnung des Werkstücks angebracht. Der angestellte Halter dient dabei als Gegendrucklager beim Fügeprozess.The counter tool is parked after the punching of the workpiece, so that a free space is created at the opening. An end treatment unit of the machining tool is now attached to the workpiece to finish the opening. In particular, a component is attached to the punched-out opening of the workpiece by means of the finishing unit. The salaried holder serves as a counter-pressure bearing during the joining process.
Schließlich wird nach dem Endbehandlungsvorgang die Endbehandlungseinheit von dem Werkstück abgestellt und das Werkstück an einer Endlageposition durch den Roboterarm abgestellt.Finally, after the finishing operation, the finishing unit is stopped from the workpiece and the workpiece is stopped at an end position by the robot arm.
Bevorzugt sind an dem Werkstück mehr als eine Öffnung anzubringen. In diesem Fall wird nach dem Anbringen und Endbehandeln der ersten Öffnung das Werkstück in anderer Position auf dem Unterwerkzeug neu positioniert, so dass in Wiederholung der vorigen Schritte weitere Öffnungen an demselben Werkstück gestanzt und/oder endbehandelt werden können.Preferably, more than one opening is to be attached to the workpiece. In this case, after attaching and finishing the first opening, the workpiece is repositioned in a different position on the lower tool so that, in repetition of the previous steps, further openings can be punched and / or finished on the same workpiece.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the figures, wherein the same and similar elements are partially provided with the same reference numerals and the features of the various embodiments can be combined.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Es zeigen:Show it:
Detaillierte Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Das Bearbeitungswerkzeug
Der Bauteilvorratshalter
Das Endbehandlungswerkzeug
Bauteilvorratshalter
Der Luftspalt
Bauteilvorratshalter
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.It will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments are to be understood by way of example, and that the invention is not limited to them, but that they can be varied in many ways without departing from the invention. Furthermore, it will be understood that the features, independently as they are disclosed in the specification, claims, figures, or otherwise, also individually define essential components of the invention, even if described together with other features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Stanz-EndbehandlungseinheitPunching finishing unit
- 1111
- Dreheinheitrotary unit
- 1212
- erster Trägerfirst carrier
- 1313
- zweiter Trägersecond carrier
- 1616
- Werkzeugaufnahmetool holder
- 1717
- erste Werkzeughalterungfirst tool holder
- 1818
- zweite Werkzeughalterungsecond tool holder
- 1919
- Schuhshoe
- 2020
- Bearbeitungswerkzeug/erstes BearbeitungswerkzeugMachining tool / first machining tool
- 20'20 '
- zweites Bearbeitungswerkzeugsecond processing tool
- 20''20 ''
- weiteres Bearbeitungswerkzeuganother editing tool
- 2121
- Stanzeinheitpunching unit
- 2222
- Oberwerkzeugupper tool
- 2323
- Halterholder
- 2424
- Gegenwerkzeugcounter-tool
- 2525
- Spaltgap
- 2626
- BauteilvorratshalterComponent supply holder
- 2727
- Trägercarrier
- 2828
- Endbehandlungseinheitfinal treatment
- 2929
- Federfeather
- 3030
- Stanzkolbenpunches
- 3131
- StanzkolbenaktuatorStanzkolbenaktuator
- 3232
- BauteilvorratshalteraktuatorBauteilvorratshalteraktuator
- 3333
- EndbehandlungseinheitsaktuatorEndbehandlungseinheitsaktuator
- 3434
- Stanzachsepunching axis
- 3535
- BerührschutzringBerührschutzring
- 4040
- Werkstückworkpiece
- 4242
- WerkstückträgerWorkpiece carrier
- 4848
- Öffnungopening
- 5050
- Roboterrobot
- 6060
- Stanzzellepunching cell
- 6262
- Bestückungseinheitplacement unit
- 6464
- AufspannstationClamping station
- 7070
- Bauteilcomponent
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310111337 DE102013111337A1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Robot punching cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310111337 DE102013111337A1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Robot punching cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013111337A1 true DE102013111337A1 (en) | 2015-04-16 |
Family
ID=52737804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310111337 Withdrawn DE102013111337A1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Robot punching cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013111337A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220040877A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Hpf S.R.L. | Automated punching station for the production of punched components, punched component and relative production method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1187700B1 (en) * | 1999-05-22 | 2004-01-14 | KUKA Schweissanlagen GmbH | Positioning device for a workpiece holder or workpieces |
EP1798019A1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-20 | Maschinenfabrik Spaichingen GmbH | Apparatus for performing punching, milling, welding or gluing processing steps on large surfaced, three dimensional plastic workpieces |
-
2013
- 2013-10-14 DE DE201310111337 patent/DE102013111337A1/en not_active Withdrawn
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