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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zur Handhabung und Positionierung biegeschlaffer Profile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anspritzvorrichtung sowie eine Stanzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17. Zudem wird ein Verfahren zur Handhabung und Positionierung biegeschlaffer Profile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19 vorgeschlagen.
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Aus dem Stand der Technik sind Anspritzverfahren für biegeschlaffe Profile bekannt. Die Profile werden mitunter in verschiedene Formen bzw. Werkzeuge positioniert, um in unterschiedlicher Weise angespritzt zu werden, z.B. durch eine End-Anspritzung, oder indem zwei Profile miteinander verbunden werden, oder indem ein sonstiger Abschnitt angespritzt wird. Bei jedem Handhabungsschritt ist es daher notwendig, dass die Profile exakt positioniert werden. Allerdings werden bei der Herstellung eines Profils, etwa eines Türdichtungsprofils, im Allgemeinen mehrere Handling-Systeme in Serie verwendet, um das Profil zu transportieren, zu positionieren, in ein Werkzeug bzw. eine Form einzulegen usw. Die Profile unterliegen also nicht nur einem einzigen Handhabungsschritt, sondern werden stattdessen vielmehr in der Regel in Magazinen abgelegt oder an eine andere Greifvorrichtung übergeben.
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Zur exakten Positionierung, sei es bei einer Aufnahme eines in einem Magazin abgelegten Profils oder bei einer Profil-Übergabe von einem zu einem anderen Handling-Systemen, sind herkömmlicherweise verschiedene Methoden bekannt:
- - Zum einen kann das Profil innerhalb oder außerhalb des Werkzeugs gegen einen mechanischen Anschlag positioniert werden. Allerdings setzt dies in der Regel eine manuelle Bestückung durch eine Bedienperson voraus, weil ein rein automatisierter verketteter Prozess sich als äußerst fehleranfällig herausgestellt hat.
- - Zum anderen können nach dem Stand der Technik die Positionen der Profile auch durch einen berührungslosen Sensor erfasst und dann für die weitere Handhabung im Rahmen der automatisierten Positionierung verrechnet und so bei der Positionierung berücksichtigt werden. Diese Maßnahme erfordert einen besonders hohen Aufwand bei der technischen Umsetzung.
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Aus der
EP 3 056 311 B1 ist außerdem ein Verfahren zur Handhabung biegeschlaffer Profile bekannt, bei dem ein Profil in einer Profilhalterung einmal geklemmt und anschließend die Profilhalterung mit dem darin geklemmten Profil von Handhabungsvorrichtung zu Handhabungsvorrichtung übergeben wird, wodurch das Profil stets in einer definierten Position, nämlich relativ zur Profilhalterung, die wiederum eine definierte Halterung besitzt, verbleiben kann. Dieses Verfahren arbeitet nicht gerade platzsparend und eignet sich somit nicht für alle Anspritzvorgänge.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Greif- bzw. Anspritz- oder Stanzvorrichtung sowie ein Handhabungs- und Positionierverfahren vorzuschlagen, die bzw. das ein möglichst exaktes automatisiertes Positionieren eines biegeschlaffen Profils vereinfachen kann.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Greif- bzw. Anspritz- / Stanzvorrichtung sowie einem Verfahren zur Handhabung und Positionierung der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 17 bzw. 17 gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen möglich. Um beispielsweise exakte Dichtungslängen, vor allem durch das Zusammenfügen von Profilen über Eckverbindungen bzw. Eck-Anspritzungen zu erhalten, müssen diese in der Länge auch exakt im Werkzeug bzw. in der Form positioniert werden, was durch die Erfindung erzielt werden kann. Damit wird zudem erreicht, dass:
- - das Anspitzvolumen und die Beschnittposition immer möglichst gleich groß bzw. lang sind,
- - der zu erreichende Abstand zwischen zwei Eck-Anspritzungen im Zusammenspiel mit der Profillänge immer das gleiche Maß innerhalb der vorgegebenen Toleranz für den Dichtrahmen besitzt.
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Entsprechend ist auch bei Stanzvorgängen von Profilen ein exaktes Positionieren des Profils relativ zum Werkzeug notwendig, um eine genaue Fertigung und eine hohe Qualität des Produkts zu erzielen.
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Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Greifer bereitstellt, der eine Zwischenklemmung (zweiter Klemmzustand) vorsieht, in der eine Positionierung des Profils relativ zum Greifer erfolgen kann. In vorteilhafter Weise werden aber diese drei Klemmzustände durch einen einzigen Greifer umgesetzt. Der zweite Klemmzustand bzw. die Zwischenklemmung kann dazu vorteilhafterwiese hinsichtlich des Schließzustands des Greifers bzw. den Abstand der Klemmbacken zueinander zwischen einem ersten Klemmzustand, in dem das Profil noch nicht geklemmt wird, und einem dritten Klemmzustand, bei dem das Profil fixiert geklemmt ist, liegen.
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Der Greifer der Greifvorrichtung umfasst zunächst zwei Klemmbacken, die relativ zueinander verfahren werden können, sodass das biegeschlaffe Profil klemmend zwischen den Klemmbacken gehalten werden kann. Die Profile können in der Regel formschlüssig aufgenommen werden. Wird dann versucht, die formschlüssig gelagerten Profile entlang ihrer Längserstreckung zu bewegen, wird das Profil unter anderem durch die Haft- bzw. Gleitreibung gehalten, die dadurch erhöht wird, dass durch das formschlüssige Anliegen der Profil- und der KlemmbackenOberfläche die maximale Fläche anliegen kann. Zudem kann eine gewisse Klemmkraft auf die Profile wirken, welche über die Klemmbacken erzeugt wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind beim ersten Klemmzustand die Klemmbacken weiter voneinander entfernt als bei zweiten, und zudem können bei dritten Klemmzustand die Klemmbacken wiederum weiter voneinander entfernt sein als beim zweiten.
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Beim ersten Klemmzustand liegt somit beispielsweise keine Klemmung des Profils vor, die auch eine Halterung des Profils zur Folge hätte.
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Dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Greifvorrichtung dadurch aus, dass wenigstens eine der beiden Klemmbacken in dem zweiten Klemmzustand als Zwischenzustand mit einer Oberfläche am Profil anliegt, welche eine Rollreibung zwischen Profil und der jeweiligen Klemmbacke ermöglicht. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine abrollende Oberfläche.
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Diese Maßnahme kann bei einer Ausführungsform der Erfindung durch eine sogenannte Sekundäranliegefläche erreicht werden. Als Sekundäranliegeflächen können zum Beispiel drehbar gelagerte Kugeln oder Rollen verwendet werden. Die Sekundäranliegefläche kann also vorteilhafterweise durch ein Wälzlager, etwa ein Rollen- oder Kugellager realisiert werden. Ein Wälzlager ermöglicht eine sehr geringe Reibung und eine kompakte, wartungsarme Bauweise. Zumindest ist die Rollreibung zwischen dem Profil und der Sekundäranliegefläche geringer als eine entsprechende Gleitreibung zwischen dem Profil, das an der entsprechenden Klemmbacke über dessen gesamte Länge hinweg anliegt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine der beiden Klemmbacken zwei Anliegeflächen besitzt, sodass wenigstens auf einer Klemmseite das Profil im zweiten Klemmzustand nur an einer der beiden Anliegeflächen anliegt. Diese Anliegefläche ist vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die Reibung zwischen ihr und dem Profil geringer ausfällt als wenn die andere Anliegefläche am Profil anliegt, sodass das Profil von den Klemmbacken zwar gehalten wird, aber noch positioniert werden kann, ohne allzu große Reibung in Kauf nehmen zu müssen.
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Vorteilhafterweise ist die Sekundäranliegefläche näher an der gegenüberliegenden Klemmbacke angeordnet und kommt beim Zusammenfahren der Klemmbacken zuerst, d.h. vor der Hauptanliegefläche mit dem Profil in Kontakt.
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Stattdessen ist es auch grundsätzlich denkbar, an einer Klemmbacke Rollen oder Kugeln anzubringen, die im zweiten Klemmzustand drehbar gelagert sind, im dritten Klemmzustand aber geklemmt und fixiert werden können, sich also nicht mehr drehen, d.h. im zweiten Klemmzustand würde auch damit eine Rollreibung, im dritten Klemmzustand aber eine Gleit- bzw. Haftreibung zum Profil erreicht.
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Die Klemmung beim zweiten Klemmzustand ist also größer als beim ersten Klemmzustand und kleiner als beim dritten Klemmzustand und eignet sich somit als Zwischenklemmung. Die Zwischenklemmung wiederum ermöglicht, dass das Profil mit dem Greifer bewegt werden kann, ohne dass es herausrutscht bzw. herausfällt, sowie außerdem, dass das Profil zur exakten Positionierung dennoch wiederum relativ zu den Klemmbacken bewegt werden kann, indem es zum Beispiel gegen einen Anschlag gefahren wird. Genauer gesagt, wird in der Regel ein Endabschnitt des Profils mit einem Anschlag in Berührung gebracht und der Greifer in Richtung des Anschlags weiter verschoben, sodass das Profil zwischen den Klemmbacken verrutschen kann, bis es schließlich in der gewünschten Position ist.
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Der Anschlag kann auch z.B. aus mehreren Anschlagsflächen zusammengesetzt sein. Denkbar ist z.B., dass Profil und Greifer solange verschoben werden, bis beide jeweils in einer wohldefinierten Position zu den Anschlagsflächen stehen. Auf diese Weise kann insbesondere auf eine sensorische Positionierung verzichtet werden, die eine aufwendige Verarbeitung der Messdaten in der Maschinensteuerung erfordern würde, um die Bewegung des Greifers unter der Berücksichtigung der Messdaten korrigieren zu können. Hierzu ist ein enormer Programmieraufwand nötig. Außerdem können Kosten eingespart werden, weil teure Sensoren nicht mehr benötigt werden.
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Darüber hinaus ist die Genauigkeit einer Greifvorrichtung gemäß der Erfindung in der Regel höher als bei einer automatisierten sensorisch arbeiten Vorrichtung. Auch wenn nämlich beim Greifen der Profile grundsätzlich keine exakte Positionierung der Profile vorausgesetzt wird, weil diese erst anschließend sensorisch vermessen und exakt positioniert werden, kann die Bewegung des Greifers aber nur dann erfolgen, wenn das Profil nicht auf einer Seite zu weit aus den Klemmbacken hinausragt. Biegeschlaffe Profile biegen sich diese umso stärker, je weiter sie aus der Klemmbacke hinausragen. Daher wird auch eine entsprechende sensorische Vermessung der Länge in diesen Fällen in der Regel immer ungenauer, je weiter sich das Profil durchbiegt. Die Messungenauigkeit nimmt auch deshalb zu, weil die Messposition nicht immer konstant eingehalten werden kann.
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Ferner zeichnet sich eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung dadurch aus, dass der Verfahrweg des Handling-Systems nicht ständig nachkorrigiert werden muss.
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Bei einer automatisieren, sensorgesteuerten Positionierung werden üblicherweise auch nur schaltende und nicht messende Sensoren eingesetzt, was ebenfalls zur Erhöhung der Ungenauigkeit beiträgt.
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Die Erfindung bietet darüber hinaus auch folgenden Vorteil: Das Verschieben eines Profils führt in der Regel zu einem Stauchen des Profils, auch z.B. beim Einschieben in die Werkzeuge. Die vorgeschlagene Positionierung bei der Zwischenklemmung führt dazu, dass dieser Vorgang vorweggenommen und ausgeglichen werden kann.
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Eine geringere Reibung kann dadurch umgesetzt werden, dass eine Anliegefläche verkleinert wird. In vorteilhafter Weise kann beim zweiten Klemmzustand somit die Sekundäranliegefläche kleiner ausgebildet sein als die Hauptanliegefläche, die erst bei dritten Klemmzustand zum Einsatz kommt.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die unterschiedliche Reibung zwischen Sekundär- und Hauptanliegefläche dadurch zu gestalten, dass deren Oberflächen anders gestaltet sind, also z.B. ein unterschiedliches Profil aufweisen, z.B. Rillen quer oder längs zur Profillängserstreckung.
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Im Übrigen kann die Kraftwirkung auf das Profil beim dritten Klemmzustand grundsätzlich auch höher ausfallen als beim zweiten Klemmzustand, was die Klemmwirkung erhöht. Auch durch eine höhere Anpresskraft kann die Reibung vergrößert werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung kann die Sekundäranliegefläche elastisch bei höherem Druck des Profils gegen die Fläche zurückgedrängt werden, bis das Profil an der eigentlichen Klemmfläche der Klemmbacke anliegt. Z.B. kann die Sekundäranliegefläche federgelagert sein. Zudem kann die Sekundäranliegefläche an einem Hebel angebracht sein, um dann beim Übergang vom zweiten zum dritten Klemmzustand verschwenkt zu werden, bis das Profil an der eigentlichen Klemmbacke anliegt. Denkbar ist auch, dass die Senkundäranliegefläche bzw. der Hebel nicht unter der Druckeinwirkung des Profils zurückweichen bzw. verschwenkt werden, sondern gesondert angesteuert und motorisch in Abhängigkeit von der Position der Klemmbacke bewegt werden.
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Grundsätzlich zeichnet sich eine elastisch gelagerte Sekundäranliegefläche dadurch aus, dass beim Schließen des Greifers das Profil eine Kraft auf die Sekundäranliegefläche ausübt, welche bei weiter steigender Kraft gegen die entsprechende Klemmbacke zurückgedrängt wird, bis das Profil unmittelbar an dieser Klemmbacke anliegt. Die über die Sekundäranliegefläche wiederum auf das Profil ausgeübte Gegenkraft verstärkt wiederum die Klemmung des Profils beim dritten Klemmzustand.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Greifer einen Motor als motorischen Antrieb für die Relativbewegung zwischen den beiden Klemmbacken. Der Motor kann zur Gewichtseinsparung beim Greifer auch außerhalb des Greifers angeordnet sein und die Klemmbacken über ein Getriebe oder pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden.
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Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung bzw. Ausführungsbeispiele der Erfindung können mit den dargelegten Vorteilen entsprechend in einer erfindungsgemäßen Anspritzvorrichtung oder auch Stanzvorrichtung verwendet werden.
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Darüber hinaus ermöglichen die erfindungsgemäße Greifvorrichtung bzw. Ausführungsbeispiele der Erfindung eine entsprechende Anwendung mit den oben genannten Vorteilen bei einem Verfahren zur Handhabung und Positionierung eines biegeschlaffen Profils für einen Anspritzvorgang mit eine, ersten Greifvorgang, bei dem das biegeschlaffe Profil zwischen einer ersten und einer zweiten Klemmbacke eines Greifers gegriffen, anschließend in einem Positioniervorgang, bei dem das Profil relativ zum Greifer, insbesondere durch Krafteinwirkung gegenüber einem Anschlag, positioniert wird, und in einen zweiten Greifvorgang, bei dem das biegeschlaffe Profil zwischen der ersten und zweiten Klemmbacke fixierend geklemmt wird. Diese Schritte können mit einem einzigen Greifer durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Greifvorgang als Zwischenklemmung ausgebildet ist, bei der das Profil wenigstens einseitig an der ersten und/oder zweiten Klemmbacke mittels einer abrollenden Oberfläche als Sekundäranlagefläche gehalten wird. Vor und/oder zu Beginn des zweiten Greifvorgangs wird vorteilhafterweise die Sekundäroberfläche verdrängt, bis das Profil formschlüssig an der ersten und zweiten Klemmbacke anliegt.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1-2: Darstellungen einer Greifvorrichtung gern, der Erfindung in verschiedenen Perspektiven,
- 3-5: schematische Darstellungen des ersten bis dritten Klemmzustands (als Schnittzeichnungen durch den Greifer bzw. das Profil),
- 6: eine schematische Darstellung der Greifvorrichtung gem. der Erfindung mit darin geklemmtem Profil und Anschlag zur Positionierung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Greifvorrichtung 1 gern, der Erfindung. Sie umfasst einen Greifer 2 mit einer ersten Klemmbacke 3 sowie eine zweite Klemmbacke 4, welche starr mit dem Greifer 2 verbunden ist. Über den Motor M kann die erste Klemmbacke 3, die relativ zur zweiten Klemmbacke 4 beweglich ist, verfahren werden. An der zweiten, starr am Greifer 2 angeordneten Klemmbacke 4 ist ein Hebel 5 angeordnet, der eine Sekundäranliegefläche 6 aufweist (vgl. 2). Die Sekundäranliegefläche 6 liegt in Form zweier Kugellager vor, wobei die Oberflächenringe der Kugellager jeweils als Anliegefläche verwendet werden können. Der Hebel 5 ist vorgespannt über eine Feder 7. Als weitere Funktion bringt die Feder 7 einen Toleranzausgleich, unter anderem gegenüber Toleranzen beim Profilquerschnitt, mit sich. Die Rolle, die durch das Kugellager gebildet wird und entsprechend die Sekundäranliegefläche 6 bildet, hält das Profil P bei der Zwischenklemmung als Vorpositionierung. Eine Vorpositionierung bedeutet hier, dass das Profil im Greifer 2 gehalten wird, aber noch nicht exakt positioniert ist, sondern eine Nachpositionierung bzw. Justierung des Profils P noch erfolgen kann.
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Die Rolle 6 ist, wie in 2 dargestellt, an dem Hebel 5 angebracht. Dieser Hebel 5 kann um die Achse A verschwenkt werden. Der Hebel 7 ist vorgespannt und kann daher zum Toleranzausgleich bei Kontakt mit dem Profil P etwas in Zug- und Druckrichtung der Feder 7 bewegt werden. Erst im dritten Klemmzustand werden die Klemmbacken 3, 4 so weit gegeneinander verfahren, dass das Profil durch den Druck der Klemmbacken 3, 4 so stark auf die Rolle 6 bzw. den Hebel 7 drückt, dass dieser von den Klemmbacken 3, 4 weg verschwenkt wird, bis das Profil P an der Hauptanliegefläche 9 der Klemmbacke 4 anliegt und formschlüssig geklemmt wird.
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3 zeigt den ersten Klemmzustand als Ladeposition des Greifers 2. Die beiden Klemmbacken 3, 4 sind so weit auseinandergefahren, dass das Profil P ohne Weiteres aus einem Magazin darin aufgenommen werden kann, d.h. der Abstand der Klemmbacken 3, 4 ist größer als der Profilquerschnitt. Die Greifvorrichtung 1 ermöglicht eine exakte Positionierung des Profils P, auch wenn das Profil P im Magazin oder dem vorgeschalteten Handling-System nicht mehr exakt positioniert ist oder zumindest davon ausgegangen wird, dass keine exakte Positionierung mehr vorliegt.
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In 4 ist der zweite Klemmzustand dargestellt, der eine Zwischenklemmposition verkörpert. Die beiden Klemmbacken 3, 4 sind so weit zusammengefahren, dass das Profil P an der ersten Klemmbacke 3 formschlüssig anliegt, während das Profil P aber noch nicht an der eigentlichen Fläche der zweiten Klemmbacke 4 anliegt, sondern an der Sekundäranliegefläche 6, also der Rolle. Zwischen dem Profil P und der eigentlichen Fläche der zweiten Klemmbacke 4 liegt noch ein gewisser Abstand d. Wird das Profil entlang seiner Längserstreckung bewegt (in 4 also senkrecht zur Zeichenebene), so kann das Profil P wenigstens auf der Seite der zweiten Klemmbacke 4 abrollen, weil das Profil P am Kugellager 6 anliegt, das sich um die Drehachse B drehen kann. Die somit wirkende Rollreibung ist deutlich geringer als die Gleitreibung an der ersten Klemmbacke. Die Profile P können aber zwischen den Klemmbacken so bewegt werden, dass eine exakte Positionierung möglich ist. Zum Beispiel wird das Profil P gegen einen Anschlag 8 gefahren und in die gewünschte Position gerückt.
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Schließlich wird in 5 der dritte Klemmzutand hergestellt, bei dem der Greifer 2 geschlossen ist. Die Klemmbacken 3, 4 sind nochmals ein Stück weiter gegeneinander verfahren worden, sodass das Profil P formschlüssig an den beiden Klemmbacken 3, 4 anliegt, d.h. bei der Klemmbacke 4 an der Hauptanliegefläche 9. Die Rolle 6 wurde über den Hebel 5 in Richtung der zweiten Klemmbacke 4 gedrückt. Die Feder 7 wurde dadurch stärker gestaucht. Allerdings übt somit die Feder 7 zusätzlich eine Druckkraft auf das Profil P aus und verstärkt die Klemmung. Ansonsten liegt das Profil P an beiden Klemmbacken-Innenflächen formschlüssig an, was zu einer (gegenüber der Rollreibung) verstärkten Klemmung führt. Das Profil P ist somit exakt positioniert und fixiert.
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Denkbar ist es auch, dass beide Klemmbacken mit Sekundäranliegeflächen ausgestattet sind, um die Reibung noch einmal zu verringern und um zu vermeiden, dass bei der Positionierung, d.h. der Verschiebung des Profils P entlang seiner Längserstreckung zwischen den beiden Klemmbacken keine größeren Scherkräfte entstehen.
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6 zeigt das im Greifer 2 geklemmte Profil P. Schematisch dargestellt ist ebenfalls ein Anschlag 8, gegenüber dem das Profil P mit seinem Endabschnitt E im Kontakt mit dem Anschlag 8 positioniert werden kann.
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Der Anschlag 8 kann im Übrigen unterschiedliche Formen aufweisen. Er kann bei ebenem Profil-Endabschnitt als ebene Fläche ausgebildet sein. Besitzt aber das Profil z.B. einen abgeschrägten Endabschnitt, so kann der Anschlag 8 aber auch trichterförmig ausgebildet sein, damit sich das Profil am Anschlag selbst zentriert und nicht abknickt. Der Anschlag 8 kann demzufolge auch so gestaltet sein, dass Form und Lagetoleranzen des Profils ausgeglichen werden, etwa durch Zentrierung des Profils mit exakter Längendefinition, was berührungslos (durch Erfassung mittels berührungslos arbeitender Sensoren) in der Regel nicht möglich ist.
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Bezugszeichen:
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- 1
- Greifvorrichtung
- 2
- Greifer
- 3
- erste Klemmbacke
- 4
- zweite Klemmbacke
- 5
- Hebel
- 6
- Rolle / Sekundäranliegefläche
- 7
- Feder
- 8
- Anschlag
- 9
- Hauptanliegefläche
- A
- Schwenkachse des Hebels
- B
- Drehachse des Kugellagers
- d
- Abstand
- E
- Endabschnitt
- M
- Motor
- P
- Profil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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