DE102014112157A1 - Handling device and method for handling a workpiece - Google Patents

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Abstract

Um eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken, insbesondere zur Handhabung von heißen Kunststoffbauteilen, zu schaffen, welche eine optimierte Handhabung erhitzter Werkstücke ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken Folgendes umfasst: ein Handhabungselement, welches eine Anlagefläche zum Anlegen eines Werkstücks und eine Saugvorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Anlagefläche und einem daran angelegten Werkstück umfasst, wobei das Handhabungselement ein Widerstands-Heizelement umfasst, mittels welchem die Anlagefläche teilweise oder im Wesentlichen vollständig erhitzbar ist.In order to provide a handling device for handling workpieces, in particular for handling hot plastic components, which enables optimized handling of heated workpieces, it is proposed that a handling device for handling workpieces comprises: a handling element which has a contact surface for applying a workpiece and a suction device for generating a negative pressure between the contact surface and a workpiece applied thereto, wherein the handling element comprises a resistance heating element, by means of which the contact surface is partially or substantially completely heated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken, insbesondere zur Handhabung von heißen Kunststoffbauteilen.The present invention relates to a handling device for handling workpieces, in particular for handling hot plastic components.

Eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein Werkstück-Saughalter, ist beispielsweise aus der DE 10 2012 103 028 A1 bekannt.A handling device, in particular a workpiece suction holder is, for example, from DE 10 2012 103 028 A1 known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine optimierte Handhabung erhitzter Werkstücke ermöglicht.The present invention has for its object to provide a handling device which allows optimized handling of heated workpieces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken gelöst, welche Folgendes umfasst:
ein Handhabungselement, welches eine Anlagefläche zum Anlegen eines Werkstücks und eine Saugvorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Anlagefläche und einem daran angelegten Werkstück umfasst, wobei das Handhabungselement ein Widerstands-Heizelement umfasst, mittels welchem die Anlagefläche teilweise oder im Wesentlichen vollständig erhitzbar ist. This object is achieved according to the invention by a handling device for handling workpieces, which comprises:
a handling element, which comprises a contact surface for applying a workpiece and a suction device for generating a negative pressure between the contact surface and a workpiece applied thereto, wherein the handling element comprises a resistance heating element, by means of which the contact surface is partially or substantially completely heated.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ein Widerstands-Heizelement zum Erhitzen einer Anlagefläche umfasst, kann ein unerwünschtes Abkühlen eines an die Anlagefläche angelegten Werkstücks wirksam verhindert werden. Die Handhabung des Werkstücks mittels der Handhabungsvorrichtung führt dann zu möglichst geringen Beeinträchtigungen bei einer Bearbeitung des Werkstücks. Characterized in that the handling device according to the invention comprises a resistance heating element for heating a contact surface, an undesirable cooling of a workpiece applied to the contact surface can be effectively prevented. The handling of the workpiece by means of the handling device then leads to the least possible impairment in a machining of the workpiece.

Das Widerstands-Heizelement ist zum Erhitzen desselben vorzugsweise mit elektrischem Strom beaufschlagbar. Das Widerstands-Heizelement ist insbesondere eine Ohmsche Heizung und/oder ein Heizwiderstand. The resistance heating element is preferably supplied with electric current for heating the same. The resistance heating element is in particular an ohmic heater and / or a heating resistor.

Günstig kann es sein, wenn das Widerstands-Heizelement ein Blechelement, insbesondere ein metallisches Blechelement, ist. It may be favorable if the resistance heating element is a sheet metal element, in particular a metallic sheet metal element.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Widerstands-Heizelement als ein Dickschichtelement ausgebildet ist, welches beispielsweise dadurch hergestellt ist, dass ein Träger mit einem Material versehen wird, welches mittels eines Lasers gezielt zu Leiterbahnen verschmolzen wird. Die Leiterbahnen sind dann vorzugsweise mit elektrischem Strom beaufschlagbar, um das Widerstands-Heizelement zu heizen.Alternatively or additionally, it may be provided that the resistance heating element is designed as a thick-film element, which is produced, for example, by providing a carrier with a material which is fused by means of a laser specifically to strip conductors. The conductor tracks are then preferably supplied with electric current to heat the resistance heating element.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlagefläche zum Anlegen eines Werkstücks teilweise oder im Wesentlichen vollständig durch eine Oberfläche des Widerstands-Heizelements gebildet ist. In one embodiment of the invention it is provided that the contact surface for applying a workpiece is partially or substantially completely formed by a surface of the resistance heating element.

Die Saugvorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Saugelemente, welche an dem Widerstands-Heizelement angeordnet und/oder in das Widerstands-Heizelement integriert sind. The suction device preferably comprises one or more suction elements, which are arranged on the resistance heating element and / or integrated in the resistance heating element.

Das eine oder die mehreren Saugelemente sind insbesondere an einer oder mehreren Durchtrittsöffnungen in der Anlagefläche des Handhabungselements angeordnet. The one or more suction elements are arranged in particular on one or more passage openings in the contact surface of the handling element.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Saugelemente jeweils einen Grundkörper umfassen, welcher einstückig ausgebildet ist und einen oder mehrere Saugkanäle umfasst.It may be advantageous if the one or more suction elements each comprise a base body, which is formed in one piece and comprises one or more suction channels.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Saugelemente jeweils einen Grundkörper umfassen, welcher einstückig ausgebildet ist und einen oder mehrere Temperierkanäle, beispielsweise Heizkanäle und/oder Kühlkanäle, umfasst. Alternatively or additionally, it can be provided that the one or more suction elements each comprise a base body, which is integrally formed and one or more tempering, for example, heating channels and / or cooling channels comprises.

Mittels eines oder mehrerer Temperierkanäle, insbesondere mittels eines oder mehrerer Kühlkanäle, kann der Grundkörper vorzugsweise soweit gekühlt werden, dass ein Material des zu handhabenden Werkstücks zumindest in einem Bereich der Saugkanäle soweit abgekühlt wird, dass das Material nicht in die Saugkanäle eindringen oder eingesaugt werden kann. By means of one or more tempering channels, in particular by means of one or more cooling channels, the base body can preferably be cooled to such an extent that a material of the workpiece to be handled is cooled at least in a region of the suction channels so far that the material can not penetrate or be sucked into the suction channels ,

Vorzugsweise ist der Grundkörper mittels eines oder mehrerer Temperierkanäle, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Kühlkanäle, soweit abkühlbar, dass das Material des handzuhabenden Werkstücks oberflächlich eine Haut bildet, welche vorzugsweise ein Eindringen des Materials in einen oder mehrere Saugkanäle verhindert. Preferably, the base body by means of one or more tempering channels, for example by means of one or more cooling channels, as far as cooled, that the material of the workpiece to be handled superficially forms a skin, which preferably prevents penetration of the material into one or more suction channels.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anlagefläche gekrümmt ausgebildet ist. In one embodiment of the invention can be provided that the contact surface is curved.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anlagefläche zumindest abschnittsweise komplementär zu einer Werkstückoberfläche des zu handhabenden Werkstücks ausgebildet ist. In particular, it can be provided that the contact surface is at least partially complementary to a workpiece surface of the workpiece to be handled.

Die Handhabungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Anschlussvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung des Widerstands-Heizelements. Die Anschlussvorrichtung weist vorzugsweise einen geringeren ohmschen Widerstand auf als das Widerstands-Heizelement. The handling device preferably comprises a connection device for electrically contacting the resistance heating element. The connecting device preferably has a lower ohmic resistance than the resistance heating element.

Eine Leitung der Anschlussvorrichtung ist beispielsweise als ein Kupferdraht ausgebildet. A line of the connection device is designed, for example, as a copper wire.

Günstig kann es sein, wenn die Anschlussvorrichtung einen Verbindungsabschnitt oder Übergangsabschnitt umfasst, mittels welchem eine Leitung der Anschlussvorrichtung flächig, insbesondere großflächig, mit dem Widerstands-Heizelement verbunden ist. Hierdurch kann vorzugsweise ein über die Anlagefläche hinweg gleichmäßig verteilter elektrischer Stromfluss ermöglicht werden. It may be favorable if the connection device comprises a connection section or transition section, by means of which a line of the connection device is connected to the resistance heating element in a planar manner, in particular over a large area. As a result, an electrical current flow distributed uniformly over the contact surface can be made possible.

Günstig kann es sein, wenn die Handhabungsvorrichtung eine Verstärkungsstruktur zur Befestigung, zur Aufnahme und/oder zur mechanischen Stabilisation des Widerstands-Heizelements aufweist. It may be favorable if the handling device has a reinforcing structure for attachment, for receiving and / or for mechanical stabilization of the resistance heating element.

An der Verstärkungsstruktur greift vorzugsweise eine Bewegungsvorrichtung der Handhabungsvorrichtung zur Bewegung des Handhabungselements samt eines daran angeordneten Werkstücks an. Preferably, a movement device of the handling device for moving the handling element together with a workpiece arranged thereon acts on the reinforcement structure.

Die Verstärkungsstruktur und das Widerstands-Heizelement sind vorzugsweise mittels einer Isolationsschicht thermisch und/oder räumlich voneinander getrennt. The reinforcing structure and the resistance heating element are preferably thermally and / or spatially separated from each other by means of an insulating layer.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Handhabungsvorrichtung eine Steuervorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung eines durch das Widerstands-Heizelement geleiteten elektrischen Stroms umfasst. It may be advantageous if the handling device comprises a control device for controlling and / or regulating an electrical current conducted through the resistance heating element.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Handhabungsvorrichtung eine Messvorrichtung zur Erfassung von Abweichungen eines tatsächlichen Stromflusses und/oder einer tatsächlichen Temperatur in dem Widerstands-Heizelement von vorgegebenen Werten umfasst. Furthermore, it can be provided that the handling device comprises a measuring device for detecting deviations of an actual current flow and / or an actual temperature in the resistance heating element from predetermined values.

Insbesondere durch eine Kombination einer Messvorrichtung und einer Steuervorrichtung kann vorzugsweise ein gewünschter Stromfluss und/oder eine gewünschte Stromflussverteilung zur gezielten Einstellung und/oder Variation einer Temperaturverteilung eingestellt werden.In particular, by a combination of a measuring device and a control device, preferably a desired current flow and / or a desired current flow distribution for the targeted adjustment and / or variation of a temperature distribution can be set.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Handhabungsvorrichtung mehrere Elektroden und/oder Kontaktstellen umfasst, um eine vorgegebene Stromflussverteilung in dem Widerstands-Heizelement und somit eine gewünschte Temperaturverteilung zu realisieren. It may be advantageous if the handling device comprises a plurality of electrodes and / or contact points in order to realize a predetermined current flow distribution in the resistance heating element and thus a desired temperature distribution.

Die Handhabungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Bewegungsvorrichtung, insbesondere eine Robotervorrichtung, zur Bewegung des Handhabungselements samt eines daran angeordneten Werkstücks. The handling device preferably comprises a movement device, in particular a robot device, for moving the handling element together with a workpiece arranged thereon.

Die Bewegungsvorrichtung greift vorzugsweise an der Verstärkungsstruktur an oder ist an der Verstärkungsstruktur festgelegt oder festlegbar. The movement device preferably acts on the reinforcement structure or is fixed or fixable on the reinforcement structure.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Handhaben eines Werkstücks. The present invention further relates to a method of handling a workpiece.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Handhaben eines Werkstücks bereitzustellen, mittels welchem insbesondere erhitzte Werkstücke möglichst beeinträchtigungsfrei gehandhabt werden können. The invention is in this respect the task of providing a method for handling a workpiece, by means of which in particular heated workpieces can be handled as possible without interference.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zum Handhaben eines Werkstücks Folgendes umfasst:
Erhitzen einer Anlagefläche eines Handhabungselements der Handhabungsvorrichtung mittels eines Widerstands-Heizelements;
Anordnen eines Werkstücks an der Anlagefläche;
Erzeugen eines Unterdrucks zwischen der Anlagefläche und dem daran angeordneten Werkstück mittels einer Saugvorrichtung der Handhabungsvorrichtung.This object is achieved according to the invention in that the method for handling a workpiece comprises the following:
Heating a contact surface of a handling element of the handling device by means of a resistance heating element;
Arranging a workpiece on the contact surface;
Generating a negative pressure between the contact surface and the workpiece arranged thereon by means of a suction device of the handling device.

Mittels einer Bewegungsvorrichtung der Handhabungsvorrichtung ist dann vorzugsweise ferner das Werkstück, welches an der Anlagefläche angeordnet ist, bewegbar. By means of a movement device of the handling device is then preferably further the workpiece, which is arranged on the contact surface, movable.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention preferably also has one or more of the features and / or advantages described in connection with the handling device according to the invention.

Günstig kann es sein, wenn die Anlagefläche auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 250 °C, insbesondere mindestens ungefähr 300 °C, erhitzt wird. It may be favorable if the contact surface is heated to a temperature of at least approximately 250 ° C., in particular at least approximately 300 ° C.

Die Anlagefläche wird vorzugsweise gleichmäßig erhitzt, so dass eine Temperaturabweichung über einen gesamten Kontaktbereich zwischen der Anlagefläche und dem Werkstück hinweg höchstens ungefähr 50 °C, insbesondere höchstens ungefähr 30 °C, beispielsweise höchstens ungefähr 20 °C, beträgt. The abutment surface is preferably heated uniformly, so that a temperature deviation over a total contact area between the abutment surface and the workpiece is at most about 50 ° C., in particular at most about 30 ° C., for example at most about 20 ° C.

Zum Erhitzen der Anlagefläche kann das Widerstands-Heizelement beispielsweise mit einem elektrischen Strom in Form von Rechteckimpulsen, Sinuswellen oder konstanter Stromstärke beaufschlagt werden.For heating the contact surface, the resistance heating element can be acted upon, for example, by an electric current in the form of rectangular pulses, sine waves or constant current.

Beispielsweise kann eine Stromstärke von ungefähr 200 A (insbesondere für 20 s) oder von ungefähr 1000 A (insbesondere für 5 s) vorgesehen sein.For example, a current of about 200 A (especially for 20 s) or of about 1000 A (especially for 5 s) be provided.

Ein oder mehrere Saugelemente der Saugvorrichtung werden vorzugsweise gekühlt, insbesondere durch Durchströmen derselben mittels eines Kühlfluids, beispielsweise einer Flüssigkeit und/oder eines Gases, insbesondere Luft.One or more suction elements of the suction device are preferably cooled, in particular by flowing through the same by means of a cooling fluid, for example a liquid and / or a gas, in particular air.

Das Widerstands-Heizelement und somit auch die Anlagefläche werden vorzugsweise konturfolgend erhitzt, das heißt, dass die erhitzte Oberfläche eine an die Kontur des Werkstücks angepasste Oberfläche ist. The resistance heating element and thus also the contact surface are preferably heated sequentially, that is, the heated surface is adapted to the contour of the workpiece surface.

Die Saugvorrichtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere Merkmale auf, welche in der DE 10 2012 103 028 A1 im Zusammenhang mit dem Werkstück-Saughalter beschrieben sind. Die DE 10 2012 103 028 A1 wird daher durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht. The suction device preferably has one or more features, which in the DE 10 2012 103 028 A1 are described in connection with the workpiece suction holder. The DE 10 2012 103 028 A1 is therefore made part of this description by express reference.

Günstig kann es sein, wenn eine Querschnittsfläche von Saugkanälen im Bereich der dem Werkstück zugewandten Mündung der Saugkanäle höchstens ungefähr 2 mm2, insbesondere höchstens ungefähr 0,2 mm2, beispielsweise höchstens ungefähr 0,008 mm2, beträgt. It may be favorable if a cross-sectional area of suction channels in the region of the mouth of the suction channels facing the workpiece is at most approximately 2 mm 2 , in particular at most approximately 0.2 mm 2 , for example at most approximately 0.008 mm 2 .

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass diese Querschnittsfläche mindestens ungefähr 0,03 mm2, insbesondere mindestens ungefähr 0,1 mm2, beträgt. Alternatively or additionally, it may be provided that this cross-sectional area is at least approximately 0.03 mm 2 , in particular at least approximately 0.1 mm 2 .

Vorteilhaft kann es sein, wenn ein oder mehrere Saugelemente der Saugvorrichtung jeweils mehrere Saugkanäle umfassen, welche an einem dem Werkstück zugewandten Ende des jeweiligen Grundkörpers gleichmäßig verteilt und/oder in einem regelmäßigen Muster verteilt angeordnet sind. It may be advantageous if one or more suction elements of the suction device each comprise a plurality of suction channels, which are evenly distributed at an end of the respective base body facing the workpiece and / or distributed in a regular pattern.

Eine dem Werkstück zugewandte Seite des Grundkörpers, in welcher insbesondere mehrere Saugkanäle münden, weist vorzugsweise eine Oberfläche auf, welche mindestens ungefähr dem Hundertfachen, beispielsweise mindestens ungefähr dem Tausendfachen, einer Mündungsquerschnittsfläche eines Saugkanals entspricht. A side of the base body facing the workpiece, in which, in particular, several suction channels open, preferably has a surface which corresponds to at least approximately one hundred times, for example at least approximately one thousand times, an orifice cross-sectional area of a suction channel.

Ferner können die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:
Vorzugsweise eignet sich die Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von so genannten Organoblechen.Furthermore, the handling device according to the invention and / or the method according to the invention may preferably have one or more of the features and / or advantages described below:
Preferably, the handling device is suitable for handling so-called organic sheets.

Mittels der Handhabungsvorrichtung sind Werkstücke, insbesondere Organobleche, vorzugsweise einer Umformvorrichtung und/oder einer Spritzvorrichtung zuführbar, insbesondere um die Werkstücke umzuformen und/oder zu umspritzen und/oder zu hinterspritzen.By means of the handling device are workpieces, in particular organo sheets, preferably a forming device and / or a spraying device can be fed, in particular to reshape the workpieces and / or to overmold and / or to inject.

Vorzugsweise sind mittels der Handhabungsvorrichtung Werkstücke mit komplexen dreidimensionalen Geometrien handhabbar. Preferably, workpieces with complex three-dimensional geometries can be handled by means of the handling device.

Mittels der Handhabungsvorrichtung sind vorzugsweise erhitzte Organobleche aus einem Ofen entnehmbar und/oder weiteren Bearbeitungsstationen zuführbar. By means of the handling device, preferably heated organic sheets can be removed from an oven and / or supplied to further processing stations.

Die Anlagefläche eines Handhabungselements der Handhabungsvorrichtung ist vorzugsweise auf eine Temperatur von ungefähr 350 °C aufheizbar. The contact surface of a handling element of the handling device is preferably heatable to a temperature of about 350 ° C.

Dadurch, dass die Handhabungsvorrichtung ein Handhabungselement umfasst, welches mit einem Widerstands-Heizelement versehen ist, kann das Handhabungselement vorzugsweise eine geringe Größe und/oder eine geringe Masse aufweisen. By virtue of the handling device comprising a handling element which is provided with a resistance heating element, the handling element can preferably have a small size and / or a small mass.

Vorzugsweise bietet die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung Vorteile in der praktischen Anwendung für fast alle Produktgeometrien, bei der Energieeffizienz und der Gewichtsersparnis. Preferably, the handling device according to the invention offers advantages in practical application for almost all product geometries, in energy efficiency and weight saving.

Ein beispielsweise in einem Dickschichtverfahren hergestelltes Widerstands-Heizelement kann beispielsweise ein keramisches Trägermaterial umfassen oder auf ein keramisches Trägermaterial aufgebaut sein. A resistance heating element produced, for example, in a thick-film method may, for example, comprise a ceramic carrier material or be constructed on a ceramic carrier material.

Ein Grundkörper für ein Saugelement kann beispielsweise ein einem Laser-Cusing-Verfahren Schicht für Schicht aufgebaut werden. Vorzugsweise können hier beliebige Geometrien für Saugkanäle und/oder Temperierkanäle realisiert werden. For example, a base body for a suction member may be built up layer by layer by a laser cusing method. Preferably, any desired geometries for suction channels and / or tempering channels can be realized here.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of an embodiment.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Anlagefläche eines Handhabungselements einer Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken; 1 a schematic plan view of a contact surface of a handling element of a handling device for handling workpieces;

2 einen schematischen Schnitt durch das Handhabungselement aus 1 längs der Linie 2-2 in 1; 2 a schematic section through the handling element 1 along the line 2-2 in 1 ;

3 eine schematische Draufsicht auf eine einem Werkstück zugewandte Seite eines Saugelements einer Saugvorrichtung der Handhabungsvorrichtung; und 3 a schematic plan view of a workpiece facing side of a suction element of a suction device of the handling device; and

4 einen schematischen Schnitt durch das Saugelement aus 3 längs der Linie 4-4 in 3. 4 a schematic section through the suction element 3 along the line 4-4 in 3 ,

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.

Eine in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Handhabungsvorrichtung dient der Handhabung, insbesondere der Bewegung und dem Transport, von (nicht dargestellten) Werkstücken.One in the 1 to 4 illustrated embodiment of a whole with 100 designated handling device is used for handling, in particular the movement and the transport of (not shown) workpieces.

Die Handhabungsvorrichtung 100 ist beispielsweise eine Robotervorrichtung 102, mittels welcher Werkstücke im Herstellungsprozess von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation gefördert werden können. The handling device 100 is for example a robot device 102 by means of which workpieces can be conveyed in the manufacturing process from processing station to processing station.

Die Handhabungsvorrichtung 100 umfasst ein oder mehrere Handhabungselemente 104.The handling device 100 includes one or more handling elements 104 ,

Ein Handhabungselement 104 umfasst eine Anlagefläche 106, welche an ein Werkstück anlegbar ist.A handling element 104 includes a contact surface 106 , which can be applied to a workpiece.

Die Anlagefläche 106 ist insbesondere eine Oberfläche 108 eines Widerstands-Heizelements 110 des Handhabungselements 104. The contact surface 106 is in particular a surface 108 a resistance heating element 110 of the handling element 104 ,

Das Widerstands-Heizelement 110 ist insbesondere erhitzbar, um letztlich die Anlagefläche 106 des Handhabungselements 104 zu erhitzen. The resistance heating element 110 is particularly heatable to ultimately the contact surface 106 of the handling element 104 to heat.

Das Handhabungselement 104 ist somit insbesondere hinsichtlich seiner Temperatur an das zu handhabende Werkstück anpassbar. The handling element 104 is thus customizable in particular with regard to its temperature to the workpiece to be handled.

Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist die Anlagefläche 106 vorzugsweise gekrümmt ausgebildet. In particular 2 it can be seen, is the contact surface 106 preferably curved.

Die Anlagefläche 106 ist insbesondere im Wesentlichen komplementär zu einem Oberflächenabschnitt des zu handhabenden Werkstücks ausgebildet, um dieses sicher und zuverlässig aufnehmen zu können. The contact surface 106 is in particular substantially complementary to a surface portion of the workpiece to be handled, in order to be able to record this safely and reliably.

Zum Festlegen des Werkstücks an dem Handhabungselement 104 ist insbesondere eine Saugvorrichtung 112 der Handhabungsvorrichtung 100 vorgesehen. For fixing the workpiece to the handling element 104 is in particular a suction device 112 the handling device 100 intended.

Die Saugvorrichtung 112 umfasst ein oder mehrere Saugelemente 114, beispielsweise fünf Saugelemente 114. The suction device 112 includes one or more suction elements 114 , For example, five suction elements 114 ,

Die Saugelemente 114 sind an dem Handhabungselement 104 angeordnet. The suction elements 114 are on the handling element 104 arranged.

Insbesondere sind die Saugelemente 114 in das Widerstands-Heizelement 110 integriert. In particular, the suction elements 114 in the resistance heating element 110 integrated.

Das Widerstands-Heizelement 110 umfasst vorzugsweise mehrere, beispielsweise fünf, Durchtrittsöffnungen 116, in welchen die Saugelemente 114 angeordnet sind. The resistance heating element 110 preferably comprises a plurality, for example five, passage openings 116 in which the suction elements 114 are arranged.

Eine dem Werkstück zugewandte Seite der Saugelemente 114 ist dabei vorzugsweise bündig mit der Anlagefläche 106 des Handhabungselements 104 ausgebildet. A workpiece facing side of the suction elements 114 is preferably flush with the contact surface 106 of the handling element 104 educated.

Mittels der Saugelemente 114 kann insbesondere ein Unterdruck zwischen einer Oberfläche des Werkstücks und der Anlagefläche 106 erzeugt werden, um das Werkstück an dem Handhabungselement 104 lösbar festzulegen. By means of the suction elements 114 In particular, a negative pressure between a surface of the workpiece and the contact surface 106 be generated to the workpiece on the handling element 104 releasably fix.

Zusammen mit dem Handhabungselement 104 ist das Werkstück dann insbesondere mit einer Bewegungsvorrichtung 118 der Handhabungsvorrichtung 100 bewegbar, beispielsweise von einer ersten Bearbeitungsposition zu einer zweiten Bearbeitungsposition transportierbar. Together with the handling element 104 the workpiece is then in particular with a moving device 118 the handling device 100 movable, for example, transportable from a first processing position to a second processing position.

Die Bewegungsvorrichtung 118 ist vorzugsweise nicht unmittelbar an dem Widerstands-Heizelement 110 angeordnet. The movement device 118 is preferably not directly on the resistance heating element 110 arranged.

Vielmehr ist vorzugsweise eine Verstärkungsstruktur 120 des Handhabungselements 104 vorgesehen, an welcher die Bewegungsvorrichtung 118 angreift oder angeordnet ist. Rather, it is preferably a reinforcing structure 120 of the handling element 104 provided on which the movement device 118 attacks or is arranged.

Die Verstärkungsstruktur 120 dient insbesondere der Stabilisierung und/oder Anordnung und/oder Verstärkung des Widerstands-Heizelements 110 und/oder der Saugelemente 114. The reinforcing structure 120 serves in particular for the stabilization and / or arrangement and / or reinforcement of the resistance heating element 110 and / or the suction elements 114 ,

Um eine unerwünschte thermische Belastung der Verstärkungsstruktur 120 zu vermeiden, ist vorzugsweise eine Isolationsschicht 122 zwischen der Verstärkungsstruktur 120 und dem Widerstands-Heizelement 110 vorgesehen. To avoid unwanted thermal stress on the reinforcement structure 120 to avoid is preferably an insulation layer 122 between the reinforcing structure 120 and the resistance heating element 110 intended.

Das Widerstands-Heizelement 110 ist insbesondere mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar, um den erwünschten Heizeffekt zu erzielen. The resistance heating element 110 In particular, can be acted upon by an electric current to achieve the desired heating effect.

Die Handhabungsvorrichtung 100 umfasst hierzu insbesondere eine Anschlussvorrichtung 124, welche zwei Anschlusselemente 126 und zwei Verbindungsabschnitte 128 umfasst. The handling device 100 For this purpose, in particular comprises a connection device 124 . which two connection elements 126 and two connecting sections 128 includes.

Die Anschlusselemente 126 sind mittels der Verbindungsabschnitte 128 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Widerstands-Heizelements 110 angeordnet, um einen möglichst gleichmäßigen elektrischen Stromfluss durch das Widerstands-Heizelement 110 zu ermöglichen. The connection elements 126 are by means of the connecting sections 128 on opposite sides of the resistance heating element 110 arranged to ensure the most uniform electrical current flow through the resistance heating element 110 to enable.

Die Verbindungsabschnitte 128 bilden dabei insbesondere eine flächige Anbindung der Anschlusselemente 126 an das Widerstands-Heizelement 110.The connecting sections 128 form in particular a surface connection of the connection elements 126 to the resistance heating element 110 ,

Wie insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, umfassen die Saugelemente 114 vorzugsweise jeweils einen Grundkörper 130, welcher beispielsweise einstückig ausgebildet ist und mehrere Saugkanäle 132 sowie beispielsweise einen Temperierkanal 134 umfasst. As in particular the 3 and 4 it can be seen, include the suction elements 114 preferably in each case a basic body 130 , which is for example formed in one piece and a plurality of suction channels 132 as well as, for example, a tempering channel 134 includes.

Die Saugkanäle 132 verbinden insbesondere eine dem Werkstück zugewandte Werkstückseite 136 des Grundkörpers 130 mit einem an einer Anschlussseite 138 des Grundkörpers 130 angeordneten Sauganschluss 140 des Saugelements 114. The suction channels 132 in particular connect a workpiece side facing the workpiece 136 of the basic body 130 with one on a connection side 138 of the basic body 130 arranged suction port 140 of the suction element 114 ,

Über den Sauganschluss 140 können somit sämtliche Saugkanäle 132 mit Unterdruck beaufschlagt werden, um letztlich den Unterdruck zwischen der Anlagefläche 106 und dem Werkstück zu erzeugen.Via the suction connection 140 can thus all suction channels 132 be subjected to negative pressure to ultimately the negative pressure between the contact surface 106 and to produce the workpiece.

Die Saugkanäle 132 sind so ausgebildet und angeordnet, dass diese in einem gleichmäßig verteilten Muster an der Werkstückseite 136 des Grundkörpers 130 enden. Somit ist eine gleichmäßige Ansaugung eines Werkstücks möglich.The suction channels 132 are formed and arranged to be in a uniformly distributed pattern on the workpiece side 136 of the basic body 130 end up. Thus, a uniform suction of a workpiece is possible.

Der Temperierkanal 134, welcher insbesondere als ein Kühlkanal 142 ausgebildet ist, ist beispielsweise ringförmig in dem Grundkörper 130 ausgebildet und dient der Temperierung, insbesondere dem Kühlen, des gesamten Grundkörpers 130. The tempering channel 134 , which in particular as a cooling channel 142 is formed, for example, is annular in the body 130 trained and serves the temperature, in particular the cooling, the entire body 130 ,

Die vorstehend beschriebene Handhabungsvorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
Vor einer Aufnahme eines Werkstücks mittels der Handhabungsvorrichtung 100 wird das Widerstands-Heizelement 110 über die Anschlussvorrichtung 124 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt und hierdurch erhitzt. Insbesondere erhitzt sich hierdurch die Anlagefläche 106 des Handhabungselements 104. The handling device described above 100 works as follows:
Before receiving a workpiece by means of the handling device 100 becomes the resistance heating element 110 over the connection device 124 subjected to an electric current and thereby heated. In particular, this heats the contact surface 106 of the handling element 104 ,

Die Anlagefläche 106 wird dabei vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 300 °C, beispielsweise ungefähr 350 °C, erhitzt, um beispielsweise ein Organoblech zu transportieren und einer weiteren Bearbeitungsstation zuzuführen, in welcher das Organoblech beispielsweise umgeformt, umspritzt und/oder hinterspritzt wird. The contact surface 106 In this case, it is preferably heated to a temperature of at least approximately 300 ° C., for example approximately 350 ° C., in order, for example, to transport an organic sheet and supply it to a further processing station, in which the organic sheet is for example reformed, overmoulded and / or back-injected.

Ein solches Werkstück kann bei der Handhabung unerwünschterweise abkühlen. Mittels des Widerstands-Heizelements 110 kann dieser Abkühlung vorzugsweise entgegengewirkt werden. Insbesondere kann vorzugsweise verhindert werden, dass das Werkstück lokal in einem Bereich, an welchem die Handhabungsvorrichtung 100 angreift, abgekühlt wird. Such a workpiece may undesirably cool during handling. By means of the resistance heating element 110 this cooling can preferably be counteracted. In particular, it can be preferably prevented that the workpiece is held locally in an area where the handling device 100 attacks, is cooled.

Abhängig von dem Material des Werkstücks kann es vorkommen, dass das Material bei den herrschenden Temperaturen in die Saugkanäle 132 der Saugelemente 114 hineingesaugt wird. Depending on the material of the workpiece, it may happen that the material at the prevailing temperatures in the suction channels 132 the suction elements 114 is sucked into it.

Dieser Effekt kann vorzugsweise durch gezielte Kühlung der Saugelemente 114 verhindert werden.This effect can preferably by targeted cooling of the suction elements 114 be prevented.

Hierzu wird ein Kühlmedium, insbesondere eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas, beispielsweise Luft, durch den Temperierkanal 134 des Grundkörpers 130 eines jeden Saugelements 114 geleitet, um den gesamten Grundkörper 130 zu kühlen. For this purpose, a cooling medium, in particular a cooling liquid or a cooling gas, for example air, through the tempering 134 of the basic body 130 of every cooking element 114 passed to the entire main body 130 to cool.

Das Material des Werkstücks, welches mit dem Grundkörper 130 in Kontakt kommt, wird hierdurch gezielt lokal abgekühlt, so dass sich insbesondere eine Haut an dem Werkstück ausbildet, welche letztlich ein Eindringen von Material des Werkstücks in die Saugkanäle 132 verhindert. The material of the workpiece, which is connected to the main body 130 As a result, it is purposefully locally cooled, so that, in particular, a skin forms on the workpiece, which ultimately leads to penetration of material of the workpiece into the suction channels 132 prevented.

Die Handhabungsvorrichtung 100 ermöglicht somit eine einfache und praktisch beeinträchtigungsfreie Handhabung eines erhitzten Werkstücks, insbesondere eines Organoblechs. Durch gezielte lokale Kühlung der Saugelemente 114 kann dabei einerseits eine unerwünschte Beschädigung des Werkstücks und andererseits eine unerwünschte Beschädigung der Saugelemente 114 vermieden werden. The handling device 100 thus allows a simple and practically free of interference handling of a heated workpiece, in particular an organic sheet. Through targeted local cooling of the suction elements 114 On the one hand, this can cause undesired damage to the workpiece and, on the other hand, unwanted damage to the suction elements 114 be avoided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012103028 A1 [0002, 0041, 0041] DE 102012103028 A1 [0002, 0041, 0041]

Claims (15)

Handhabungsvorrichtung (100) zur Handhabung von Werkstücken, umfassend: ein Handhabungselement (104), welches eine Anlagefläche (106) zum Anlegen eines Werkstücks und eine Saugvorrichtung (112) zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Anlagefläche (106) und einem daran angelegten Werkstück umfasst, wobei das Handhabungselement (104) ein Widerstands-Heizelement (110) umfasst, mittels welchem die Anlagefläche (106) teilweise oder im Wesentlichen vollständig erhitzbar ist.Handling device ( 100 ) for handling workpieces, comprising: a handling element ( 104 ), which has a contact surface ( 106 ) for applying a workpiece and a suction device ( 112 ) for generating a negative pressure between the contact surface ( 106 ) and a workpiece attached thereto, wherein the handling element ( 104 ) a resistance heating element ( 110 ), by means of which the contact surface ( 106 ) is partially or substantially completely heated. Handhabungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (106) zum Anlegen eines Werkstücks teilweise oder im Wesentlichen vollständig durch eine Oberfläche (108) des Widerstands-Heizelements (110) gebildet ist.Handling device ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the contact surface ( 106 ) for applying a workpiece partially or substantially completely through a surface ( 108 ) of the resistance heating element ( 110 ) is formed. Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (112) ein oder mehrere Saugelemente (114) umfasst, welche an dem Widerstands-Heizelement (110) angeordnet und/oder in das Widerstands-Heizelement (110) integriert sind.Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the suction device ( 112 ) one or more suction elements ( 114 ), which on the resistance heating element ( 110 ) and / or in the resistance heating element ( 110 ) are integrated. Handhabungsvorrichtung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Saugelemente (114) an einer oder mehreren Durchtrittsöffnungen (116) in der Anlagefläche (106) angeordnet sind.Handling device ( 100 ) according to claim 3, characterized in that the one or more suction elements ( 114 ) at one or more passages ( 116 ) in the contact surface ( 106 ) are arranged. Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Saugelemente (114) jeweils einen Grundkörper (130) umfassen, welcher einstückig ausgebildet ist und einen oder mehrere Saugkanäle (132) umfasst. Handling device ( 100 ) according to one of claims 3 or 4, characterized in that the one or more suction elements ( 114 ) each have a basic body ( 130 ), which is integrally formed and one or more suction channels ( 132 ). Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Saugelemente (114) jeweils einen Grundkörper (130) umfassen, welcher einstückig ausgebildet ist und einen oder mehrere Temperierkanäle (134) umfasst.Handling device ( 100 ) According to one of claims 3 to 5, characterized in that the (one or more suction elements 114 ) each have a basic body ( 130 ), which is formed in one piece and one or more tempering channels ( 134 ). Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (106) gekrümmt ausgebildet ist.Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact surface ( 106 ) is curved. Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (100) eine Anschlussvorrichtung (124) zur elektrischen Kontaktierung des Widerstands-Heizelements (110) umfasst, wobei die Anschlussvorrichtung (124) einen geringeren ohmschen Widerstand aufweist als das Widerstands-Heizelement (110). Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the handling device ( 100 ) a connection device ( 124 ) for electrically contacting the resistance heating element ( 110 ), wherein the connecting device ( 124 ) has a lower ohmic resistance than the resistance heating element ( 110 ). Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (100) eine Verstärkungsstruktur (120) zur Befestigung, zur Aufnahme und/oder zur mechanischen Stabilisation des Widerstands-Heizelements (110) aufweist.Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the handling device ( 100 ) a reinforcing structure ( 120 ) for fastening, receiving and / or mechanically stabilizing the resistance heating element ( 110 ) having. Handhabungsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (120) und das Widerstands-Heizelement (110) mittels einer Isolationsschicht (122) thermisch voneinander getrennt sind.Handling device ( 100 ) according to claim 9, characterized in that the reinforcing structure ( 120 ) and the resistance heating element ( 110 ) by means of an insulating layer ( 122 ) are thermally separated from each other. Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (100) eine Steuervorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung eines durch das Widerstands-Heizelement (110) geleiteten elektrischen Stroms umfasst. Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the handling device ( 100 ) a control device for controlling and / or regulating a through the resistance heating element ( 110 ) is conducted electrical power. Handhabungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (100) eine Bewegungsvorrichtung (118), insbesondere eine Robotervorrichtung (102), zur Bewegung des Handhabungselements (104) samt eines daran angeordneten Werkstücks umfasst.Handling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the handling device ( 100 ) a movement device ( 118 ), in particular a robot device ( 102 ), for movement of the handling element ( 104 ) including a workpiece disposed thereon. Verfahren zum Handhaben eines Werkstücks, umfassend: – Erhitzen einer Anlagefläche (106) eines Handhabungselements (104) der Handhabungsvorrichtung (100) mittels eines Widerstands-Heizelements (110); – Anordnen eines Werkstücks an der Anlagefläche (106); – Erzeugen eines Unterdrucks zwischen der Anlagefläche (106) und dem daran angeordneten Werkstück mittels einer Saugvorrichtung (112) der Handhabungsvorrichtung (100).Method for handling a workpiece, comprising: - heating a contact surface ( 106 ) of a handling element ( 104 ) of the handling device ( 100 ) by means of a resistance heating element ( 110 ); - Arranging a workpiece on the contact surface ( 106 ); - generating a negative pressure between the contact surface ( 106 ) and the workpiece arranged thereon by means of a suction device ( 112 ) of the handling device ( 100 ). Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (106) auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 250 °C, insbesondere mindestens ungefähr 300 °C, erhitzt wird.Method according to claim 13, characterized in that the contact surface ( 106 ) is heated to a temperature of at least about 250 ° C, especially at least about 300 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Saugelemente (114) der Saugvorrichtung (112) gekühlt werden, insbesondere durch Durchströmen derselben mittels eines Kühlfluids.Method according to one of claims 13 or 14, characterized in that one or more suction elements ( 114 ) of the suction device ( 112 ) are cooled, in particular by flowing through the same by means of a cooling fluid.
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