DE102015208559A1 - Verfahren und Vorrichtung zur mobilen Aufbringung eines Messrasters auf ein Blechwerkstück, sowie Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur mobilen Aufbringung eines Messrasters auf ein Blechwerkstück, sowie Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) zum Aufbringen wenigstens eines Messrasters auf ein Blechwerkstück (110) im Rahmen einer Formänderungsanalyse. Das Messraster wird unmittelbar vor dem Umformen des Blechwerkstücks (110) mithilfe der mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung (200) aufgebracht. Hierzu umfasst die mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) einen handgeführten Laserbeschriftungskopf (210), der an der betreffenden Markierungsstelle (B) auf das Blechwerkstück (110) aufgesetzt wird. Die mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) umfasst ferner ein Versorgungsgerät (220), mit einer Laserquelle (223) und einer Steuereinrichtung (226), sowie einen Kabelstrang (230), über den der Laserbeschriftungskopf (210) mit dem Versorgungsgerät (220) verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse an einem Blechwerkstück (110), wobei das Messraster mit einem solchen Verfahren und/oder mit einer solchen mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung (200) auf das Blechwerkstück (110) aufgebracht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Messrasters auf ein Blechwerkstück im Rahmen einer Formänderungsanalyse.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse an einem Blechwerkstück.
  • Die Umformung von Blechmaterialien kann durch eine sogenannte Formänderungsanalyse bzw. Dehnungsanalyse quantitativ erfasst werden. Hierzu wird auf das Blechmaterial vor der Umformung ein Messraster bzw. eine Messmarkierung aufgebracht. (Dieser Vorgang wird nachfolgend auch als Berastern/Berasterung oder Markieren/Markierung bezeichnet.) Das aufgebrachte Messraster verformt sich bei der Umformung des Blechmaterials. Durch Erfassung und Auswertung des verformten Messrasters können lokale Dehnungen, Formänderungsgrade und/oder Blechdicken bestimmt werden. Mit einer solchen Formänderungsanalyse können unterschiedliche Ziele verfolgt werden.
  • Bei einem Messraster handelt es sich vorrangig um Linien, Liniennetze, Messkreise oder Messpunkte, die in einem definierten Markierungsmuster angeordnet sind. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten zum Aufbringen von Messrastern auf Blechmaterialien bzw. Blechwerkstücke bekannt.
  • Die Aufbringung bzw. Erzeugung von Messrastern kann mithilfe elektrochemischer Verfahren (auch als elektrolytische Verfahren oder Ätzverfahren bezeichnet) erfolgen. Ferner können Messraster mittels Druckverfahren (z. B. Offsetdruck oder Siebdruck) aufgebracht werden, wie bspw. in der DE 10 2008 037 442 B3 beschrieben. In der DD 218 864 A1 wird die Verwendung vorgedruckter Schiebebilder vorgeschlagen, die von einem Trägermaterial auf die Blechoberfläche übertragen werden. In der DE 10 2011 016 773 A1 wird eine selbstklebende Messraster-Klebefolie vorgeschlagen.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich das Berastern mit Hilfe von Beschriftungslasern erwiesen. Ein mittels Beschriftungslaser erzeugtes Messraster weist eine hohe geometrische Präzision auf und ist abriebfest. Zudem kann das Markierungsmuster nach Bedarf auf einfache Weise verändert und angepasst werden.
  • Die Aufbringung eines Messrasters mittels Beschriftungslaser erfolgt mithilfe einer Laserbeschriftungslaseranlage. Solche Laserbeschriftungsanlagen werden als stationäre Geräte von verschiedenen Herstellern angeboten. Die mit einem Messraster zu versehenden bzw. zu berasternden Blechwerkstücke müssen vor der Umformung aber zu dieser Laserbeschriftungsanlage gebracht werden, was einen hohen logistischen und zeitlichen Aufwand bedeutet.
  • Die Erfindung soll Möglichkeiten aufzeigen, wie wenigstens ein mit dem Stand der Technik einhergehender Nachteil vermieden oder zumindest verringert werden kann.
  • Hierzu werden entsprechend dem Patentanspruch 1 und entsprechend dem nebengeordneten Patentanspruch ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum mobilen Aufbringen eines Messrasters auf ein Blechwerkstück bzw. zum mobilen Berastern eines Blechwerkstücks mittels Beschriftungslaser vorgeschlagen. Mit einem weiteren nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse an einem Blechwerkstück unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Patentansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen bzw. Erzeugen wenigstens eines Messrasters auf ein Blechwerkstück sieht vor, dass die Aufbringung bzw. Erzeugung des Messrasters unmittelbar vor dem Umformen des betreffenden Blechwerkstücks mithilfe einer mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung erfolgt, wobei die mobile Laserbeschriftungsvorrichtung einen manuell handhabbaren bzw. einen handgeführten Laserbeschriftungskopf aufweist, der an der betreffenden Markierungsstelle bzw. im betreffenden Markierungsbereich direkt auf das Blechwerkstück aufgesetzt wird. Nach dem Aufsetzen wird, insbesondere durch manuelles Auslösen, ein Markierungsvorgang ausgeführt, während dem an der Markierungsstelle mittels Laserstrahl ein Messraster bzw. eine Messmarkierung (mit definiertem bzw. vorbestimmten Markierungsmuster) auf der Blechoberfläche des Blechwerkstücks erzeugt wird.
  • In vorteilhafter Weise kann nun das Aufbringen des Messrasters direkt vor dem Umformen des zu untersuchenden Blechwerkstücks erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Aufbringung des Messrasters auch direkt bzw. vor Ort an einem Versuchwerkzeug, an einer Versuchpresse und/oder in einem Presswerk. Damit entfallen die logistischen Aufwände für den Transport des Blechwerkstücks bzw. der Blechwerkstücke zwischen Presse bzw. Presswerk und einer an einem anderen Ort aufgestellten Laserbeschriftungslaseranlage und auch die damit einhergehenden Zeitaufwände. Zudem kann das Markierungsmuster ohne Vorplanung und Vorlaufzeit nach Bedarf individuell verändert und angepasst werden, bspw. dann, wenn sich dieses bei der Erfassung und Auswertung als ungeeignet erweist. Selbiges gilt für die Position des Messrasters, die ad hoc verändert und angepasst werden kann. (Die Anpassung betrifft dann weitere zu berasternde Blechwerkstücke, wobei die Ergebnisse der Anpassung sofort überprüfbar sind und dann gegebenenfalls weitere Anpassungen erfolgen können).
  • Bei der Erfindung kommt die Laserbeschriftungsvorrichtung zum Blechwerkstück und nicht umgekehrt. Dadurch ergeben sich erhebliche Vereinfachungen gegenüber der bisherigen Vorgehensweise, insbesondere bei der Einarbeitung von Umformwerkzeugen und bei der Optimierung von Serienprozessen in Presswerken. Ferner ergeben sich auch beträchtliche Zeit- und Kostenvorteile.
  • Ein zu berasterndes Blechwerkstück kann an mehreren Stellen (Markierungsstellen) bzw. in mehreren Bereichen (Markierungsbereichen) mit identischen oder unterschiedlichen Markierungsmustern versehen werden, wozu der Laserbeschriftungskopf der mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung nach jedem Markierungsvorgang an einer Markierungsstelle manuell zur nächsten Markierungsstelle weiterbewegt wird, wo dann ein weiterer Markierungsvorgang ausgeführt wird. Dies kann durch manuelles bzw. händisches Versetzen oder Verschieben des Laserbeschriftungskopfs erfolgen. Da der in einem Markierungsvorgang bearbeitbare bzw. berastbare Flächenbereich durch die baulich bedingte Beschriftungsfeldgröße des Laserbeschriftungskopfs begrenzt ist, können durch Versetzen oder Verschieben des Beschriftungskopfs, d. h. durch eine Aneinanderreihung mehrerer Markierungsvorgänge, auch größere Bereiche des Blechwerkstücks mit einem zusammenhängenden Messraster versehen werden.
  • Um den Laserbeschriftungskopf verschieben zu können, kann dieser mit Rollen und/oder Gleitkufen ausgestattet sein. Demnach kann der Laserbeschriftungskopf als Wagen oder Schlitten ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Rollen und/oder Gleitkufen mit einer speziellen Beschichtung, bspw. einer Teflonbeschichtung, versehen, um eine Beschädigung der Blechoberfläche zu vermeiden. Besonders bevorzugt ist der als Wagen oder Schlitten ausgebildete Laserbeschriftungskopf federnd auf den Rollen und/oder Gleitkufen gelagert und kann sich während eines Markierungsvorgangs, bspw. durch Unterdruckansaugung (wie nachfolgend noch näher erläutert) an die Blechoberfläche anlegen und nach dem Markierungsvorgang wieder von der Blechoberfläche wegdrücken.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem zu berasternden Blechwerkstück um eine Blechplatine. Insbesondere ist vorgesehen, dass es sich um die oberste Platine eines Platinenstapels handelt, wobei ein zwischen den gestapelten Platinen wirksames Vakuum während des Markierungsvorgangs ein thermisch bedingtes Aufwölben des Blechwerkstücks an der Markierungsstelle verhindert. In vorteilhafter Weise kann das Erzeugen von Messrasterns ohne vorherige Reinigung der Blechoberfläche erfolgen.
  • Während des Markierungsvorgangs kann der Laserbeschriftungskopf mittels Magneten am Blechwerkstück fixiert und so in Position gehalten werden. Hierzu kann der Laserbeschriftungskopf mit Magneten, insbesondere ein- und ausschaltbaren Elektromagneten, ausgestattet sein. Während des Markierungsvorgangs kann der Laserbeschriftungskopf aber auch mittels Unterdruck bzw. Vakuums am Blechwerkstück fixiert werden. Bevorzugt wirkt der Unterdruck in einem vakuumierbaren Dichtungszwischenraum einer am Laserbeschriftungskopf vorhandenen Doppeldichtung, mit der die Markierungsstelle bzw. der Markierungsbereich während des Markierungsvorgangs gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Beide Fixierungsmöglichkeiten sind auch miteinander kombinierbar.
  • Die erfindungsgemäße mobile Laserbeschriftungsvorrichtung umfasst:
    • – einen handgeführten Laserbeschriftungskopf, mit einer zum berasternden Blechwerkstück hin offenen Beschriftungskammer und mit einem Scanner zur Lenkung des Beschriftungslasers bzw. des Laserstrahls innerhalb der Beschriftungskammer;
    • – ein Versorgungsgerät, mit einer Laserquelle und einer Steuereinrichtung; und
    • – einen flexiblen Kabelstrang, über den der Laserbeschriftungskopf mit dem Versorgungsgerät verbunden ist.
  • Die erfindungsgemäße mobile bzw. portable Laserbeschriftungsvorrichtung kann direkt an einem Versuchswerkzeug, einer Versuchpresse, im Presswerk und prinzipiell an jeder beliebigen Versuchs- oder Fertigungsanlage platziert werden.
  • Das Versorgungsgerät kann ferner mit einer Absaugpumpe oder dergleichen ausgestattet sein, die zwecks Luftabsaugung aus der Beschriftungskammer über den Kabelstrang mit dieser Beschriftungskammer verbunden ist. Dies ermöglicht die Absaugung von bei der Laserbeschriftung entstehenden Dämpfen, Rauchen, gelösten Partikeln und dergleichen aus der Beschriftungskammer, wodurch damit im Zusammenhang stehende negative Prozesseinflüsse verhindert werden.
  • Bevorzugt weist der Laserbeschriftungskopf ein die Beschriftungskammer umschließendes Gehäuse auf, das zum berasternden Blechwerkstück hin offen, d. h. mit einer Gehäuseöffnung ausgebildet ist, wobei diese Gehäuseöffnung mit einer umlaufenden Doppeldichtung, zur Abdichtung der Beschriftungskammer gegenüber dem zu markierenden Blechwerkstück, ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Dichtungszwischenraum zwischen den Dichtungen der Doppeldichtung vakuumierbar, um dadurch eine Unterdruck- bzw. Vakuumfixierung des Laserbeschriftungskopfs am zu bearbeitenden Blechwerkstück zu ermöglichen. Das Versorgungsgerät kann mit einer Vakuumpumpe oder dergleichen ausgestattet sein, die zwecks Vakuumierung des Dichtungszwischenraums über den Kabelstrang mit diesem Dichtungszwischenraum verbunden ist.
  • Durch die Doppeldichtung wird außerdem eine sehr gute und verkippungsfreie Unterdruckansaugung des Laserbeschriftungskopfs am Blechwerkstück ermöglicht, wobei die Dichtung insbesondere auch so beschaffen ist, dass diese Unebenheiten ausgleichen kann. Ferner wird eine sehr gute Abschirmung der Umgebung vor möglicher Laserlichtstreuung erreicht. Durch eine Unterdruckansaugung (wie oben beschrieben) kann im Übrigen auch eine vorteilige Einebnung bzw. Begradigung des Blechwerkstücks bzw. Blechmaterials an der Markierungsstelle herbeigeführt werden.
  • Das Gehäuse des Laserbeschriftungskopfs kann wenigstens ein, insbesondere aus Sicherheitsglas gebildetes, Sichtfenster aufweisen, durch das hindurch der Markierungsvorgang überwacht werden kann. Ferner kann das Gehäuse wenigstens eine Öffnungsklappe aufweisen, mit der eine Zugänglichkeit zur Beschriftungskammer ermöglicht wird.
  • Der Laserbeschriftungskopf der erfindungsgemäßen mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass damit an einer beliebigen Markierungsstelle in einem Markierungsvorgang ein Messraster mit einer Feldgröße (Beschriftungsfeld) von bis zu 300 mm × 300 mm (Beschriftungsfeldgröße) erzeugt werden kann. Derart großflächige Messraster können bislang, wenn überhaupt, nur mit stationären Laserbeschriftungsanlagen erzeugt werden.
  • Die erfindungsgemäße mobile Laserbeschriftungsvorrichtung kann ferner ein insbesondere leicht ausgebildetes Schienensystem (bspw. mit Aluminiumschienen) umfassen, das auf dem zu markierenden Blechwerkstück anordenbar ist und mit dem der Laserbeschriftungskopf, insbesondere berührungsfrei, relativ zu diesem Blechwerkstück verschoben werden kann. Das Verschieben erfolgt bevorzugt manuell.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse an einem Blechwerkstück umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    • – Aufbringen, d. h. mobiles Aufbringen bzw. Erzeugen, wenigstens eines Messrasters auf ein Blechwerkstück (insbesondere einer Platine) mit einem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit einer erfindungsgemäßen mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung gemäß den vorausgehenden Erläuterungen;
    • – Umformen des Blechwerkstücks in einem pressengebunden Umformwerkzeug, insbesondere in einem Tiefziehwerkzeug; und
    • – Erfassen und Auswerten des beim Umformen verformten Messrasters am umgeformten Blechwerkstück (Blechformteil), wobei insbesondere lokale Dehnungen, Formänderungsgrade und/oder Blechdicken bestimmt werden.
  • In vorteilhafter Weise kann die gesamte Formänderungsanalyse, einschließlich dem Aufbringen wenigstens eines Messrasters auf das Blechwerkstück, direkt vor Ort, bspw. an einer Versuchpresse und/oder im Presswerk, durchgeführt werden. Der dabei bestehende Vorteil einer sofortigen individuellen Anpassbarkeit des Messrasters und/oder dessen Position, die bspw. bei einer laufenden Einarbeitung von Umformwerkzeugen oder bei einer laufenden Optimierung von Serienprozessen in einem Presswerk erforderlich sein kann, wurde obenstehend bereits erläutert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße mobile Laserbeschriftungsvorrichtung während des Aufbringens eines Messrasters auf eine Platine.
  • 2 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein zur Laserbeschriftungsvorrichtung der 1 gehörendes Schienensystem zur Führung des Laserbeschriftungskopfs.
  • Die oberste Platine 110 des in 1 gezeigten Platinenstapels 100 soll im Zuge einer durchzuführenden Formänderungsanalyse an wenigstens einer Stelle (Markierungsstelle) bzw. in wenigstens einem Bereich (Markierungsbereich) B mit einem Messraster bzw. einer Messmarkierung versehen werden. Das auf die Blechoberfläche aufzubringende Messraster besteht z. B. aus Messpunkten, die in einem definierten Raster (bspw. mit einem Punktabstand von wenigen Zehntel Millimetern bis hin zu mehreren Millimetern) angeordnet sind. Das Messraster wird mit einer mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 erzeugt.
  • Zu der mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört ein handgeführter Laserbeschriftungskopf bzw. eine händisch bewegbare Laserbeschriftungseinrichtung 210, mit einem Gehäuse 211 (in einer Schnittansicht dargestellt), das eine nach unten bzw. zur Platine 110 hin offene Beschriftungskammer 212 umschließt, und mit einem Scanner bzw. einer Scannereinrichtung 214 zur Lenkung des Beschriftungslaserstrahls L innerhalb der Beschriftungskammer 212. Der Scanner 214 ist an der oberen Gehäuseseite im Wesentlichen außenliegend am Gehäuse 211 befestigt und ist durch einen umgebenden Schutzkäfig 215 geschützt. Bei entsprechender Ausgestaltung kann der Schutzkäfig 215 zugleich auch als Griff zur Handhabung des Laserbeschriftungskopfs 210 dienen. Durch das Gehäuse 211 wird ein definierter Abstand zwischen dem Scanner 214 und der zu berasternden Blechoberfläche geschaffen.
  • Das Gehäuse 211 weist ferner eine die untere Gehäuseöffnung vollständig umlaufende Doppeldichtung 213 auf, mit einer Innendichtung 213a und einer Außendichtung 213b (wie in der Detaildarstellung X gezeigt). Zudem kann das Gehäuse 211 wenigstens ein Sichtfenster zur Beschriftungskammer 212 aufweisen. Außerdem kann das Gehäuse 211 mit wenigstens einer abgesicherten Öffnungsklappe ausgestattet sein, die einen Zugang zur Beschriftungskammer 212 ermöglicht.
  • Zu der mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört ferner ein mobiles Versorgungsgerät bzw. eine mobile Versorgungseinrichtung 220, das bzw. die in einem fahrbaren Container oder dergleichen mit Rollen 221 und/oder Griffen 222 untergebracht ist. Das Versorgungsgerät 220 umfasst eine Laserquelle 223, eine Vakuumpumpe 224, eine Absaugpumpe 225 und eine Steuereinrichtung bzw. ein Steuergerät 226.
  • Die Steuereinrichtung 226 dient der Steuerung der Laserquelle 223, der Vakuumpumpe 224, der Absaugpumpe 225 und des Scanners 214. Bei der Steuereinrichtung 226 handelt es sich bevorzugt um einen Computer, der mit Tastatur, Maus, Bildschirm, üblichen Datenschnittstellen und dergleichen, sowie geeigneter Software ausgerüstet ist.
  • Zu der mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung 200 gehört ferner noch ein einzelner flexibler Kabelstrang 230, über den der Laserbeschriftungskopf 210 mit dem Versorgungsgerät 220 verbunden ist. Der Kabelstrang 230 umfasst eine Glasfaserleitung zur Übertragung des Laserlichts, zwei Schlauchleitungen für das Ansaugvakuum und für die Luftabsaugung aus der Beschriftungskammer 212 und wenigstens eine Steuerleitung für die Spiegelsteuerung im Scanner 214. Anstelle eines einzelnen Kabelstrangs 230 können auch mehrere separate Kabel- und Schlauchverbindungen vorgesehen sein.
  • Um auf die oberste Platine 110 des Stapels 100 ein Messraster aufzubringen, wird der Laserbeschriftungskopf 210 an der betreffenden Stelle B händisch auf die Platine 110 aufgesetzt und ausgerichtet. Nun wird der Markierungs- bzw. Beschriftungsvorgang manuell gestartet. Der Markierungsvorgang kann dann, durch die Steuereinrichtung 226 gesteuert, automatisch ablaufen und wird insbesondere auch automatisch überwacht.
  • Zunächst wird die Vakuumpumpe 224 eingeschaltet (oder alternativ ein entsprechendes Pumpenventil geöffnet), woraufhin sich der Laserbeschriftungskopf 210 an die Platine 110 ansaugt und dadurch fixiert wird. Wie aus der Detaildarstellung X ersichtlich, ist die Vakuumpumpe 224 über eine Schlauchverbindung 231, die Bestandteil des Kabelstrangs 230 sein kann, mit einem durch die Doppeldichtung 213 gebildeten Dichtungszwischenraum R am Gehäuse 211 des Laserbeschriftungskopfs 210 verbunden. Der Dichtungszwischenraum R umläuft zusammen mit den beiden Dichtungen 213a und 213b die untere Gehäuseöffnung des Gehäuses 211. Der Dichtungszwischenraum R kann in einzelne Kammern unterteilt sein. Alternativ oder ergänzend kann der Laserbeschriftungskopf 210 auch mittels Magneten fixiert werden.
  • Ferner wird die quasi als Rauch- und Staubsauger fungierende Absaugpumpe 225 eingeschaltet (oder alternativ ein entsprechendes Pumpenventil geöffnet), wodurch die Luftabsaugung aus der Beschriftungskammer 212 beginnt. Hierzu ist die Absaugpumpe 225 über eine Schlauchverbindung, die Bestandteil des Kabelstrangs 230 sein kann, mit der Beschriftungskammer 212 verbunden. Mit 216 ist ein am Gehäuse 211 angeordneter und in die Beschriftungskammer 212 hineinragender Schnorchel für die Luftabsaugung bezeichnet.
  • Nun kann die Erstellung des Messrasters mithilfe des Laserstrahls L beginnen. Dieser Vorgang kann auch als Laserbeschriften zum Aufbringen bzw. Erzeugen einer Lasermarkierung mit definiertem Markierungsmuster bezeichnet werden. Die Lenkung des Laserstrahls L erfolgt in bekannter Weise durch Ansteuerung bewegbarer Spiegel im Scanner 214, wobei der Laserstrahl L abhängig vom zu erzeugenden Markierungsmuster auch mehrmals aus- und wieder eingeschaltet werden kann und/oder die Laserstrahlparameter verändert werden können. Während der Lasermarkierung entstehende Rauche und Dämpfe werden über den Schnorchel 216 abgesaugt. Während des Markierungsvorgangs bzw. beim Laserbeschriften verhindert ein zwischen den gestapelten Platinen wirksames Vakuum ein thermisch bedingtes Aufwölben der Platine 110 an der Markierungsstelle B. Die atmosphärische Abdichtung und die Streulichtabdichtung der Beschriftungskammer 212 gegenüber der Platine 110 wird über die umlaufende Doppeldichtung 213 äußerst effektiv bewerkstelligt. Der Laserstrahl L kann automatisch überwacht werden.
  • Nach Beendigung des Markierungsvorgangs kann der Laserbeschriftungskopf 210 versetzt oder verschoben werden, um an anderen Markierungsstellen B' weitere Messraster auf die Blechoberfläche der Platine 110 aufzubringen. Der Laserbeschriftungskopf 210 kann hierzu als Wagen oder Schlitten ausgebildet sein. Soll in mehreren Markierungsvorgängen ein zusammenhängendes und insbesondere auch übergangsfreies Markierungsmuster erzeugt werden, können während eines Markierungsvorgangs im Randbereich des Beschriftungsfelds Orientierungsmarken oder dergleichen auf die Blechoberfläche aufgebracht werden, an denen nachfolgend der Laserbeschriftungskopf 210 beim Versetzen oder Verschieben ausgerichtet werden kann.
  • 2 zeigt ein portables Schienensystem 240, das auf die zu berasternde Platine 110 aufgelegt wird und mit dem der Laserbeschriftungskopf 210 auf einfache Weise relativ zu dieser Platine 110 verschoben werden kann, was insbesondere beim Ausführen mehrerer Markierungsvorgänge vorteilig ist. Zum Schienensystem 240 gehört ein erster Schienenrahmen 241, an dem der Laserbeschriftungskopf 210 längsverschieblich gelagert ist, wie mit dem Doppelpfeil p veranschaulicht. Der erste Schienenrahmen 241 ist, wie mit einem zweiten Doppelpfeil q veranschaulicht, längsverschieblich an einem zweiten, auf der Platine 110 feststehenden Rahmen 242 gelagert. Die Bewegungsrichtungen p und q sind im Wesentlichen senkrecht zueinander.
  • Die Schienenrahmen 241 und 242 umfassen jeweils zwei parallele und über Querstücke beabstandete Schienen, die bspw. aus leichten Aluminiumprofilen gebildet sind. Das Schienensystem 240 kann z. B. mittels am zweiten Schienenrahmen 242 angeordneten Magneten oder Saugnäpfen an der Platine 110 fixiert werden. An ihren Unterseiten können die Schienenrahmen 241 und 242 mit einer Schutzoberfläche oder dergleichen ausgebildet sein, um ein Verkratzen der Blechoberfläche de Platine 110 zu verhindern. Bevorzugt kann das Schienensystem 240 zum Zwecke des Transports oder der Lagerung vollständig demontiert werden. Ferner kann das Schienensystem 240 mehrere mit unterschiedlicher Länge ausgebildete Schienen bzw. Profile umfassen, aus denen bedarfsabhängig unterschiedlich lange Schienenrahmen 241 und 242 montiert werden können.
  • Durch manuelles schlittenartiges Verschieben des Laserbeschriftungskopfs 210 entlang des ersten Schienenrahmens 241 und/oder durch manuelles Verschieben des ersten Schienenrahmens 241 entlang des zweiten Schienenrahmens 242 kann der Laserbeschriftungskopf 210 berührungsfrei zu jeder beliebigen Markierungsstelle auf der Platine 110 bewegt werden. Das Schienensystem 240 kann mit einem Positionsmesssystem ausgestattet sein, das in einfachster Weise z. B. ein an den Schienen angebrachter Maßstab ist. Ferner kann das Schienensystem 240 eine Rasterung mit vorgegebenem Rastermaß aufweisen. Beides vereinfacht z. B. das Erzeugen eines zusammenhängenden und insbesondere auch übergangsfreien Markierungsmusters in mehreren Markierungsvorgängen.
  • Bevorzugt ist der Laserbeschriftungskopf 210 federnd am Schienensystem 240 bzw. am ersten Schienenrahmen 241 gelagert, so dass dieser sich während eines Markierungsvorgangs an die Blechoberfläche ansaugen kann (wie oben beschrieben). Nach dem Markierungsvorgang kann sich der Laserbeschriftungskopf 210 wieder von der Blechoberfläche wegdrücken und schwebt dann berührungslos über der Blechoberfläche.
  • Nach dem alle Messraster auf die Platine 110 aufgebracht sind, kann die Platine 110 in einem pressengebundenen Umformwerkzeug zu einem Blechformteil umgeformt werden. In vorteilhafter Weise kann das Aufbringen der Messraster in nächster Nähe zu diesem Umformwerkzeug oder zur Presse erfolgen. Im Weiteren können durch Erfassung und Auswertung der beim Umformen verformten Messraster lokale Dehnungen, Formänderungsgrade und/oder Blechdicken ermittelt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Platinenstapel
    110
    Platine, Blechwerkstück
    200
    mobile Laserbeschriftungsvorrichtung
    210
    Laserbeschriftungskopf
    211
    Gehäuse
    212
    Beschriftungskammer
    213
    Doppeldichtung
    213a
    Innendichtung
    213b
    Außendichtung
    214
    Scanner
    215
    Schutzkäfig
    216
    Absaugschnorchel
    220
    Versorgungsgerät
    221
    Rolle(n)
    222
    Griff(e)
    223
    Laserquelle
    224
    Vakuumpumpe
    225
    Absaugpumpe
    226
    Steuereinrichtung
    230
    Kabelstrang
    231
    Schlauchverbindung
    240
    Schienensystem
    241
    Schienenrahmen
    242
    Schienenrahmen
    B, B'
    Markierungsstelle, Markierungsbereich
    L
    Beschriftungslaserstrahl
    R
    Dichtungszwischenraum
    X
    Detail
    p
    Längsverschiebung
    q
    Längsverschiebung
  • 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 Patentliteratur
    • DE 102008037442 B3 [0005]
    • DD 218864 A1 [0005]
    • DE 102011016773 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Aufbringen wenigstens eines Messrasters auf ein Blechwerkstück (110) im Rahmen einer Formänderungsanalyse, wobei das Messraster mittels Beschriftungslaser (L) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Messraster unmittelbar vor dem Umformen des betreffenden Blechwerkstücks (110) mithilfe einer mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung (200) aufgebracht wird, wobei die mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) einen handgeführten Laserbeschriftungskopf (210) aufweist, der an der betreffenden Stelle (B) auf das Blechwerkstück (110) aufgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechwerkstück (110) an mehreren Markierungsstellen (B, B') mit Messrastern versehen wird, wozu der Laserbeschriftungskopf (210) nach jedem Markierungsvorgang manuell zur nächsten Markierungsstelle (B') weiterbewegt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu markierenden Blechwerkstück (110) um die oberste Platine eines Platinenstapels (100) handelt, wobei ein zwischen den gestapelten Platinen wirksames Vakuum während des Markierungsvorgangs ein thermisch bedingtes Aufwölben des Blechwerkstücks (110) an der Markierungsstelle (B, B') verhindert.
  4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserbeschriftungskopf (210) während des Markierungsvorgangs mittels Magneten am Blechwerkstück (110) fixiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserbeschriftungskopf (210) während des Markierungsvorgangs mittels Unterdruck am Blechwerkstück (110) fixiert wird.
  6. Mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) zum Aufbringen wenigstens eines Messrasters auf ein Blechwerkstück (110) im Rahmen einer Formänderungsanalyse, umfassend: – einen handgeführten Laserbeschriftungskopf (210), mit einer zum Blechwerkstück (110) hin offenen Beschriftungskammer (212) und einem Scanner (214) zur Lenkung des Laserstrahls (L) innerhalb der Beschriftungskammer (212); – ein Versorgungsgerät (220), mit einer Laserquelle (223) und einer Steuereinrichtung (226); und – einen flexiblen Kabelstrang (230), über den der Laserbeschriftungskopf (210) mit dem Versorgungsgerät (220) verbunden ist.
  7. Mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsgerät (220) eine Absaugpumpe (225) aufweist, die zur Luftabsaugung über den Kabelstrang (230) mit der Beschriftungskammer (212) verbunden ist.
  8. Mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserbeschriftungskopf (210) ein die Beschriftungskammer (212) umschließendes Gehäuse aufweist, das zum markierenden Blechwerkstück (110) hin mit einer Gehäuseöffnung ausgebildet ist, wobei diese Gehäuseöffnung mit einer umlaufenden Doppeldichtung (213), zur Abdichtung der Beschriftungskammer (212) gegenüber dem zu Blechwerkstück (110), ausgebildet ist.
  9. Mobile Laserbeschriftungsvorrichtung (200) nach Anspruch 6, 7 oder 8, ferner umfassend ein Schienensystem (240), das auf dem zu markierenden Blechwerkstück (110) anordenbar ist und mit dem der Laserbeschriftungskopf (210) relativ zu diesem Blechwerkstück (110) verschoben werden kann.
  10. Verfahren zur Durchführung einer Formänderungsanalyse an einem Blechwerkstück (110), mit den Schritten: – Aufbringen wenigstens eines Messrasters auf das Blechwerkstück (110) mit einem Verfahren und/oder einer mobilen Laserbeschriftungsvorrichtung (200) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche; – Umformen des Blechwerkstücks (110) in einem pressengebunden Umformwerkzeug; und – Erfassen und Auswerten des beim Umformen verformten Messrasters am umgeformten Blechwerkstück (110).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020002743A1 (de) 2020-05-07 2021-11-11 Hugo Miebach Gmbh Strahlenschutzeinrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD218864A1 (de) 1981-12-16 1985-02-20 Bandstahlkombinat Matern Veb Verfahren zum aufbringen von konturen auf werkstoffoberflaechen
EP1118400A2 (de) * 2000-01-22 2001-07-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung von Umform-Kenngrössen an Blechformteilen
DE10059246A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-13 Eads Deutschland Gmbh Schutzeinrichtung für ein hangeführtes Laser-Materialbearbeitungsgerät, sowie handgeführtes Gerät und Verfahren zur Laser-Materialbearbeitung, insbesondere zur Laserbeschriftung
DE202007006711U1 (de) * 2007-05-07 2007-07-26 Dr. Teschauer Ag Sicherheitsblende
DE102008037442B3 (de) 2008-10-13 2010-02-25 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zur Bestimmung von Formänderungen eines Werkstücks
DE102011016773A1 (de) 2011-04-12 2012-01-26 Daimler Ag Formänderungsanalyseverfahren mit Messraster-Klebefolie
DE102011000672A1 (de) * 2011-02-11 2012-08-16 Christian Hennigs Vorrichtung als Rettungsgerät zum Trennen von Strukturen
EP2733796A2 (de) * 2012-11-15 2014-05-21 Mobil-mark GmbH Markierungsvorrichtung mit Laseranordnung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD218864A1 (de) 1981-12-16 1985-02-20 Bandstahlkombinat Matern Veb Verfahren zum aufbringen von konturen auf werkstoffoberflaechen
EP1118400A2 (de) * 2000-01-22 2001-07-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung von Umform-Kenngrössen an Blechformteilen
DE10059246A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-13 Eads Deutschland Gmbh Schutzeinrichtung für ein hangeführtes Laser-Materialbearbeitungsgerät, sowie handgeführtes Gerät und Verfahren zur Laser-Materialbearbeitung, insbesondere zur Laserbeschriftung
DE202007006711U1 (de) * 2007-05-07 2007-07-26 Dr. Teschauer Ag Sicherheitsblende
DE102008037442B3 (de) 2008-10-13 2010-02-25 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zur Bestimmung von Formänderungen eines Werkstücks
DE102011000672A1 (de) * 2011-02-11 2012-08-16 Christian Hennigs Vorrichtung als Rettungsgerät zum Trennen von Strukturen
DE102011016773A1 (de) 2011-04-12 2012-01-26 Daimler Ag Formänderungsanalyseverfahren mit Messraster-Klebefolie
EP2733796A2 (de) * 2012-11-15 2014-05-21 Mobil-mark GmbH Markierungsvorrichtung mit Laseranordnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020002743A1 (de) 2020-05-07 2021-11-11 Hugo Miebach Gmbh Strahlenschutzeinrichtung

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