DE10214880A1

DE10214880A1 - Verfahren zum Programmieren einer Verfahrbewegung eines Handhabungsgeräts

Info

Publication number: DE10214880A1
Application number: DE2002114880
Authority: DE
Inventors: Erwin Rothballer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Programmieren einer Verfahrbewegung eines Handhabungsgeräts (1, 43), welches ein Bearbeitungsaggregat (3, 41) abhängig von der programmierten Verfahrbewegung entlang einer Kontur eines Werkstücks (4, 30) führt. Befehle (21) für die Verfahrbewegung werden anhand von Soll-Abmessungen (25, 26) des Werkstücks (4, 30) zumindest im Bereich der Kontur automatisch generiert. Das Handhabungsgerät (1, 43) wird mit den Befehlen (21) programmiert. Um das Handhabungsgerät (1, 43) einerseits zwar schnell und auf einfache Weise, andererseits aber auch mit einer möglichst hohen Genauigkeit zu programmieren, wird vorgeschlagen, dass die Befehle (21) für die Verfahrbewegung zusätzlich anhand von Zustandsdaten (28) des Werkstücks (4), welche Informationen über den Zustand des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur beinhalten, automatisch generiert werden. Die Zustandsdaten (28) sind bspw. die Temperatur oder die Ist-Abmessungen des Werkstücks (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Programmieren einer Verfahrbewegung eines Handhabungsgeräts. Das Handhabungsgerät führt ein Bearbeitungsaggregat abhängig von der programmierten Verfahrbewegung entlang einer Kontur eines Werkstücks. Die Befehle für die Verfahrbewegung werden anhand von Soll-Abmessungen des Werkstücks zumindest im Bereich der Kontur automatisch generiert. Das Handhabungsgerät wird mit den generierten Befehlen programmiert.
Das Handhabungsgerät kann als ein beliebiger Roboter (z. B. Gelenkarmroboter, Portalroboter oder Scara-Roboter), als eine parallele kinematische Maschine (z. B. Tripod, Quadrapod oder Hexapod) oder als ein frei im Raum beweglicher Roboter ausgebildet sein. Das Bearbeitungsaggregat kann für jegliche Form der berührenden oder nicht berührenden Bearbeitung eines Werkstücks ausgelegt sein. Insbesondere ist jedoch daran gedacht, dass das Bearbeitungsaggregat als ein Entgratungswerkzeug zum Entgraten des Werkstücks entlang der Kontur ausgebildet ist. Entsprechende Entgratungswerkzeuge sind als sog. Fadenfräser aus der EP 0 925 163 B1 und als sog. Messerkopf aus der EP 1 075 364 B1 bekannt. Die Kontur, entlang der das Bearbeitungsaggregat von dem Handhabungsgerät geführt wird, ist auf keine besondere Form oder Erstreckung im dreidimensionalen Raum beschränkt.
Um die Programmierung eines Handhabungsgeräts zu erleichtern und zu beschleunigen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die der Verfahrbewegung entsprechenden Programmierbefehle automatisch generieren zu lassen. Dabei bedient man sich in der Regel CAD (Computer Aided Design)-Daten des zu bearbeitenden Werkstücks bzw. zumindest der Kontur des Werkstücks, entlang der das Bearbeitungsaggregat von dem Handhabungsgerät geführt wird. Die CAD-Daten beinhalten Informationen über die Soll-Abmessungen des Werkstücks. Die tatsächlichen Ist-Abmessungen des Werkstücks sind jedoch von Parametern abhängig, die nicht Bestandteil der CAD-Daten sind und deshalb keine Berücksichtigung bei der Generierung der Programmierbefehle finden. Solche Parameter sind bspw. die Temperatur oder die Härte des Materials des Werkstücks und werden nachfolgend als Zustandsdaten bezeichnet.
Eine Veränderung dieser Zustandsdaten kann unter bestimmten Umständen zu einer starken Abweichung der Ist-Abmessungen von den Soll-Abmessungen führen. Dies ist bspw. bei Kunststoffteilen der Fall, die unter hohen Temperaturen geformt werden und nach dem Entformen langsam abkühlen. Während des Abkühlvorgangs schrumpft das Teil deutlich. Um Bearbeitungszeit und damit Herstellungskosten zu sparen werden solche Teile jedoch noch während des Abkühlvorgangs weiter bearbeitet. Die Weiterbearbeitung umfasst bspw. das Entgraten bzw. Entfernen von Verschlusskanten von Formen, die zur Herstellung des Kunststoffteils verwendet werden. Zum Entgraten muss ein Entgratungswerkzeug mit hoher Genauigkeit entlang der Kontur der Verschlusskanten geführt werden. Das bedeutet, dass die Verfahrbahn den schrumpfenden Abmessungen und damit der abnehmenden Temperatur des Werkstücks angepasst werden muss.
Da beim Stand der Technik bei der Generierung der Verfahrbefehle für das Handhabungsgerät lediglich die Soll- Abmessungen des Werkstücks in Form der CAD-Daten berücksichtigt werden, kann dies zu einer fehlerhaften Programmierung der Verfahrbewegung des Handhabungsgeräts und damit zu einem ungenauen Abfahren der tatsächlichen Kontur des Werkstücks führen. Dies wirkt sich in der Praxis in einem nur unzureichend bearbeiteten Werkstück, bspw. einem nur unzureichend entgrateten Kunststoffteil, aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Handhabungsgerät einerseits zwar schnell und auf einfache Weise, andererseits aber auch mit einer möglichst hohen Genauigkeit zu programmieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren zum Programmieren einer Verfahrbewegung eines Handhabungsgeräts der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Befehle für die Verfahrbewegung zusätzlich anhand von Zustandsdaten des Werkstücks, welche Informationen über den Zustand des Werkstücks zumindest im Bereich der Kontur beinhalten, automatisch generiert werden.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, die Programmierbefehle außer in Abhängigkeit von den Soll- Abmessungen des Werkstücks auch in Abhängigkeit von bestimmten Zustandsdaten des Werkstücks automatisch zu generieren. Die Zustandsdaten beinhalten Informationen über den Zustand des Werkstücks, wie bspw. Temperatur oder Material des Werkstücks, sowie Zug- oder Druckspannungen, die in dem Werkstück wirken. Anhand dieser Zustandsdaten können die Soll-Abmessungen korrigiert werden, im Idealfall können sogar die Ist- Abmessungen des Werkstücks ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung der Zustandsdaten ist somit - unter Beibehaltung des vollautomatischen Ablaufs - eine derartige Programmierung des Handhabungsgeräts möglich, dass das Handhabungsgerät das Bearbeitungsaggregat auf einer wesentlich genaueren Verfahrbahn entlang der Kontor des Werkstücks führen kann.
Die Zustandsdaten sind bspw. in einem Datenspeicher in Form eines Kennfeldes abgelegt. Es ist aber auch denkbar, dass die Zustandsdaten mittels geeigneter Sensoren gemessen werden. Alternativ können die Zustandsdaten auch anhand anderer erfasster Größen modelliert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten Informationen über die Temperatur des Werkstücks zumindest im Bereich der Kontur beinhalten.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten Informationen über das Material des Werkstücks zumindest im Bereich der Kontur beinhalten.
Besonders vorteilhaft für eine hochgenaue Programmierung der Verfahrbahn des Handhabungsgeräts ist es, wenn die Zustandsdaten Informationen über die Ist-Abmessungen des Werkstücks zumindest im Bereich der Kontur beinhalten. Die Ist-Abmessungen können bspw. mittels einer optischen Bilderfassungs- und Bildverarbeitungseinrichtung erfasst werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten zeitabhängig sind. Zum Beispiel ein geformtes Kunststoffteil wird unmittelbar nach dem Entformen eine kontinuierlich sinkende Temperatur aufweisen. Für gleiche Teile und unter gleichen Umgebungsbedingungen wird der zeitliche Temperaturverlauf der einzelnen Teile nahezu identisch sein. Es ist also denkbar, für bestimmte Werkstücke und unter bestimmten Umgebungsbedingungen einen typischen Zustandsverlauf über der Zeit aufzunehmen. Im Rahmen der Programmierung des Handhabungsgeräts können die aktuellen Größen der Zustandsdaten dann anhand des aufgenommenen Zustandsverlaufs in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt und bei der Generierung der Programmierbefehle berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann auf ein ständiges Messen oder Modellieren der Zustandsdaten während der Programmierung verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten ortsabhängig sind. Auch in diesem Fall wird bspw. der örtliche Temperaturverlauf frisch geformter Kunststoffteile für gleiche Teile nahezu identisch sein. Es ist also denkbar, für bestimmte Werkstücke einen typischen örtlichen Zustandsverlauf aufzunehmen. Im Rahmen der Programmierung des Handhabungsgeräts können die aktuellen Größen der Zustandsdaten dann anhand des aufgenommenen Zustandsverlaufs in Abhängigkeit von der Position des Bearbeitungsaggregats ermittelt und bei der Generierung der Programmierbefehle berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann auf ein ortsabhängiges Messen oder Modellieren der Zustandsdaten während der Programmierung verzichtet werden.
Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten gemessen oder modelliert werden. Dazu werden geeignete Messvorrichtungen zum Erfassen der Zustandsdaten in Abhängigkeit von der Zeit und/oder dem Ort des Bearbeitungsaggregats eingesetzt. Die Art der verwendeten Messvorrichtungen hängt ab von der Art der zu erfassenden Zustandsdaten.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Zustandsdaten für eine zukünftige Programmierung korrigiert werden während das Bearbeitungsaggregat von dem Handhabungsgerät abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen entlang der Kontur des Werkstücks geführt wird. So ist es denkbar, dass bspw. die Kraft, die zum Bewegen des Bearbeitungsaggregats auf der programmierten Verfahrbahn aufgewandt werden muss, während der Verfahrbewegung aufgenommen wird. Bei einem Bearbeitungsaggregat, das eine schneidende Bearbeitung des Werkstücks ausführt, kann ein Anstieg dieser Kraft ein Hinweis darauf sein, dass das Bearbeitungsaggregat zu dicht an dem Werkstück angeordnet ist und sich zu tief in das Werkstück hineinschneidet. Falls die Kraft oder die Steigung des Kraftanstiegs einen vorgebbaren Wert übersteigt, kann die programmierte Verfahrbewegung bzw. können die Befehle korrigiert werden. Die Korrektur kann entweder automatisch oder nach Rückfrage bei einem Bediener des Bearbeitungsaggregats erfolgen. Beim nächsten zu bearbeitenden Werkstück greift das Handhabungsgerät dann auf die korrigierten Befehle zurück und führt das Bearbeitungsaggregat entlang der korrigierten Verfahrbahn.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Bearbeitungsaggregat von dem Handhabungsgerät abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen entlang der Kontur des Werkstücks zunächst im virtuellen Raum geführt wird. Die Verfahrbewegung im virtuellen, vorzugsweise 3-dimensionalen Raum kann auf einem Bildschirm eines Computers dargestellt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die programmierte Verfahrbahn überprüft werden kann, ohne tatsächlich Werkstücke zu bearbeiten. Die virtuelle Simulation geht schneller als das reelle Abfahren der Verfahrbahn, und es wird kein Ausschuss produziert. Mit den Befehlen für die automatisch programmierte und simulativ korrigierte Verfahrbahn können die Handhabungsgeräte dann programmiert werden. Bei dezentral angeordneten Handhabungsgeräten, können die Befehle bspw. über das Internet an die Handhabungsgeräte übermittelt werden.
Es wird vorgeschlagen, dass die Verfahrbewegung des Handhabungsgeräts im virtuellen Raum, ein virtuelles Bearbeitungsaggregat und ein virtuelles Werkstück auf einem Bildschirm dargestellt wird, wobei bei der Berechnung und Darstellung der Verfahrbewegung des Handhabungsgeräts, des Bearbeitungsaggregats und des Werkstücks die Zustandsdaten berücksichtigt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das erfindungsgemäße Verfahren zur Programmierung eines Handhabungsgeräts zu verwenden, welches abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen ein Entgratungswerkzeug entlang einer zu entgratenden Kontur eines Werkstücks führt.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist. Das Computerprogramm ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, wenn es auf dem Rechengerät abläuft. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung es geeignet ist. Das Computerprogramm ist vorzugsweise auf einem Speicherelement, insbesondere auf einem elektrischen Speichermedium, abgespeichert. Als Speicherelement kann bspw. ein Random-Access-Memory, ein Read-Only-Memory oder ein Flash- Memory zur Anwendung kommen.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Handhabungsgerät, welches ein Bearbeitungsaggregat auf einer programmierbaren Verfahrbahn entlang einer Kontur eines Werkstücks führt, wobei die Verfahrbahn nach einem erfindungsgemäßen Verfahren programmiert wird; und
Fig. 2 ein Struktogramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Programmierung der Verfahrbahn des Handhabungsgeräts aus Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein als Gelenkarmroboter ausgebildetes Handhabungsgerät in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Das Handhabungsgerät 1 umfasst einen Gelenkarm 2, an dessen distalem Ende ein Bearbeitungsaggregat 3 in Form eine Entgratungswerkzeugs, insbesondere eines Entgratungsmessers, angeordnet ist. Das Bearbeitungsaggregat 3 wird durch das Handhabungsgerät 1 auf einer programmierbaren Verfahrfahrbahn entlang einer Kontur eines als ein Kunststoffschlitten ausgebildeten Werkstücks 4 geführt.
Zur Herstellung des Kunststoffschlittens 4 wird dieser bei hohen Temperaturen geformt und noch bei relativ hohen Temperaturen aus den Formen entnommen. Um Bearbeitungszeit und damit Herstellungskosten zu sparen, wird er unmittelbar nach dem Entformen weiter verarbeitet. Die Weiterverarbeitung umfasst bspw. das Entgraten bzw. Entfernen von Verschlusskanten der Formen, die zur Herstellung des Kunststoffteils verwendet wurden. Zum Entgraten wird das Entgratungswerkzeug 3 mit hoher Genauigkeit entlang der Kontur der Verschlusskanten geführt. Während der Weiterverarbeitung kühlt der Kunststoffschlitten 4 langsam ab, was schrumpfende Abmessungen mit sich bringt.
Die Verfahrbahn, entlang der das Bearbeitungsaggregat 3 von dem Handhabungsgerät 1 geführt wird, wird erfindungsgemäß vollautomatisch und unter Berücksichtigung von Zustandsdaten des Werkstücks 4, bspw. der Temperatur bzw. der Abmessungen, programmiert. Durch die Berücksichtigung der Zustandsdaten ist - unter Beibehaltung eines vollautomatischen Ablaufs - eine derartige Programmierung des Handhabungsgeräts 1 möglich, dass das Handhabungsgerät 1 das Bearbeitungsaggregat 3 auf einer wesentlich genaueren Verfahrbahn entlang einer Kontor des Werkstücks 4 führen kann.
Die Programmierung der Verfahrbahn erfolgt in einem Computer 5, der über eine Datenübertragungsleitung 6 mit dem Handhabungsgerät 1 in Verbindung steht. Der Computer 5 umfasst ein als Flash-Memory ausgebildetes Speicherelement 7, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist. Das Computerprogramm ist auf einem als Mikroprozessor ausgebildeten Rechengerät 8 des Computers 5 ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, wenn es auf dem Rechengerät 8 abläuft. Zur Ausführung des Computerprogramms wird es entweder als ganzes oder befehlsweise über eine Datenleitung 9 aus dem Speicherelement 7 an das Rechengerät 8 übertragen. Das Rechengerät 8 steht über eine Ausgabeleitung 10 mit einem Bildschirm 11 in Verbindung, der eine Schnittstelle zu einer Bedienperson des Computers 5 zur Ausgabe von Informationen darstellt.
Die Struktur des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Programmieren der Verfahrbahn des Handhabungsgeräts 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Ausgehend von einer Idee eines von dem Bearbeitungsaggregat 3 zu bearbeitenden Werkstücks 4 bei einem Kunden 20, werden Befehle 21 für die abzufahrende Verfahrbahn in einem unten näher erläuterten Verfahren ermittelt und ein Handhabungsgerät 1 beim Kunden 20 mit den ermittelten Befehlen 21 programmiert. Die Idee des Werkstücks 4 kann bspw. in Form einer abstrakten Aufgabenstellung 22, als CAD (Computer Aided Design)-Daten 23 und/oder als ein Prototyp 24 vorhanden sein.
Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diesem die Idee 22, 23, 24 des zu bearbeitenden Werkstücks 4 über eine entsprechende Schnittstelle zur Verfügung gestellt. In der Praxis wird die Idee 22, 23, 24 in Form einer konkreten Lösung 25 oder von CAD-Daten 26 in den Computer 5 eingegeben. Dort werden sie dem Computerprogramm, das zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf dem Rechengerät 8 abläuft, zur Verfügung gestellt. Die konkrete Lösung 25 und die CAD- Daten 26 enthalten Informationen über die Soll-Abmessungen des Werkstücks 4 zumindest im Bereich der Kontur. Anhand dieser Soll-Abmessungen 25, 26 werden die Verfahrbefehle für das Handhabungsgerät 1 in einem Entwurfsbereich 27 automatisch generiert.
Erfindungsgemäß werden die Soll-Abmessungen 25, 26 um Zustandsdaten 28 des Werkstücks 4 ergänzt. Die Zustandsdaten 28 beinhalten Informationen über den Zustand des Werkstücks 4 zumindest im Bereich der Kontur. Der Zustand betrifft bspw. die Temperatur oder Materialeigenschaften des Werkstücks 4, sowie Zug- oder Druckspannungen, die in dem Werkstück 4 wirken. Anhand der Zustandsdaten 28 können die Soll- Abmessungen 25, 26 korrigiert werden, im Idealfall können sogar die Ist-Abmessungen des Werkstücks 4 ermittelt werden.
Zur Ermittlung der Zustandsdaten 28 werden geeignete Messvorrichtungen eingesetzt, wie. Temperaturmessvorrichtungen (z. B. Thermometer) bzw. Spannungsmessvorrichtungen (z. B. Dehnmessstreifen). Zur Ermittlung der Ist-Abmessungen kann eine beliebige Abtastvorrichtung 29 zum Abtasten des Prototyps 24 eingesetzt werden. Die Abtastvorrichtung 29 ist bspw. als eine optische Abtastvorrichtung (sog. Scanner) oder als ein Messtaster, der mit einer Vorrichtung zum Bestimmen der räumlichen Koordinaten des Messtasters (sog. Faro-Arm) in Verbindung steht, ausgebildet sein.
Anhand der Soll-Abmessungen 25, 26 und der Zustandsdaten 28 wird ein virtuelles Werkstück 30, ein virtuelles Werkzeug 31 zur Herstellung des Werkstücks 4 (z. B. ein Formwerkzeug zur Herstellung des Kunststoffschlittens) und eine virtuelle Aufnahme 32 (z. B. Formaufnahme) für das Werkstück 4 während der Bearbeitung durch das Bearbeitungsaggregat 3 (z. B. während des Entgratens entlang der Kontur der Verschlusskanten der Formen) ermittelt. Die Daten des ermittelten virtuellen Werkzeugs 31 und der Aufnahme 32 werden ausgegeben und zur Herstellung eines realen Werkzeugs 33 (z. B. eines Formwerkzeugs) zur Herstellung des Werkstücks 4 und einer realen Aufnahme 34 in einem Werkzeugbau 35 herangezogen. Das auf diese Weise hergestellte Werkzeug 33 ist zusammen mit weiteren Elementen 36 (z. B. Spritz-Gieß-Extrusionselemente) Bestandteil einer Anlage 37 zur Herstellung des Werkstücks 4 (z. B. einer Spritz-Gieß-Extrusionsanlage zur Herstellung des Kunststoffschlittens).
Anhand des virtuellen Werkstücks 30 aus dem Entwurfsbereich 27 erfolgt in einem virtuellen Bereich 39 eine virtuelle Programmierung 38 einer virtuellen Bearbeitungszelle 40 (z. B. einer virtuellen Entgratungszelle), die Teil eines virtuellen Raums ist. Die Programmierung 38 erfolgt außer in Abhängigkeit von dem Werkstück 30 auch in Abhängigkeit von dem Aufbau und der Konstruktion der virtuellen Bearbeitungszelle 40 sowie in Abhängigkeit eines virtuellen Bearbeitungsaggregats 41 (z. B. eines virtuellen Entgratungsmessers). Im Rahmen der virtuellen Programmierung 38 erfolgt eine (quasi)-automatische Programmierung der virtuellen Bearbeitungszelle 40. Die virtuelle Aufnahme 32 aus dem Entwurfsbereich 27 ist Bestandteil der virtuellen Bearbeitungszelle 40. Weitere Bestandteile der virtuellen Bearbeitungszelle 40 sind virtuelle Zellenelemente 42 (z. B. Streben oder Träger einer Bearbeitungszelle 40) und ein virtuelles Handhabungsgerät 43 (z. B. Gelenkarmroboter).
Die lediglich im virtuellen Raum existierenden Elemente 40, 41, 42, 43 können auf dem Bildschirm 11 des Computers 5 ausgegeben werden. Es kann gewählt werden zwischen einer statischen Ausgabe der Elemente 40, 41, 42, 43, die mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet ist, und einer dynamischen Betriebsdemonstration 45.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass Informationen und Erkenntnisse, die anhand der virtuellen Programmierung 38 der Bearbeitungszelle 40 gewonnen wurden, in den Entwurfsbereich 27 rückgeführt werden (Pfeil 46). Dort werden sie zur Korrektur der Soll-Abmessungen 25, 26 und/oder der Zustandsgrößen 28 des Werkstücks 4 und letztlich zur Korrektur der automatisch generierten Verfahrbefehle herangezogen. Dadurch kann die Genauigkeit der generierten Verfahrbefehle noch einmal deutlich erhöht werden.
Die im Rahmen der virtuellen Programmierung 38 generierten virtuellen Verfahrbefehle werden zum virtuellen Betrieb 47einer virtuellen Bearbeitungszelle 40 herangezogen. Anhand des virtuellen Betriebs 47 können Erkenntnisse und Informationen für den Praxisbetrieb gewonnen werden. Dazu kann bspw. eine virtuelle Kraft ermittelt werden, die zum Führen des virtuellen Bearbeitungsaggregats 41 entlang der virtuellen Kontur des virtuellen Werkstücks 30 benötigt wird. Übersteigt die Kraft oder der Gradient dieser Kraft einen vorgebbaren Grenzwert, kann bspw. davon ausgegangen werden, dass das Bearbeitungsaggregat 41 zu dicht an das Werkstück 30 herangeführt wurde. Diese Information wird an die virtuelle Programmierung 38 rückgeführt, und die virtuellen Verfahrbefehle werden dort korrigiert. Der weitere virtuelle Betrieb 47 der virtuellen Bearbeitungszelle 40 erfolgt dann unter Berücksichtigung der korrigierten Verfahrbefehle. Die Korrektur der virtuellen Verfahrbefehle kann entweder automatisch oder nach Rückfrage bei der Bedienperson des Computers 5 erfolgen.
Die reale Aufnahme 34 und das reale Bearbeitungsaggregat 3 wird zur Konfektionierung 48 einer realen Bearbeitungszelle 49 herangezogen. Außerdem werden zur Konfektionierung 48 reale Zellenelemente 50 (z. B. Träger, Streben) und das reale Handhabungsgerät 1 berücksichtigt. Die Zelle 49 wird nach den Vorgaben aus dem Funktionsblock 38 montiert (Funktionsblock 51) und beim Kunden 20 aufgestellt.
Das hergestellte Werkstück 4 wird beim Kunden 20 an die Bearbeitungszelle 49 weitergereicht und dort bearbeitet (z. B. entgratet). Der Vorgang der eigentlichen Programmierung 21 der Bearbeitungszelle 49 bzw. des Handhabungsgeräts 1 als Teil der Bearbeitungszelle 49 erfolgt ganz zum Schluss des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach der automatischen Generierung und Verifikation und ggf. Korrektur der Verfahrbefehle im virtuellen Raum. Die Programmierung 21 erfolgt durch Übertragen der virtuellen Verfahrbefehle, anhand derer die virtuelle Bearbeitungszelle 40 in Funktionsblock 47 betrieben wird, von dem virtuellen Bereich 39 über die Datenübertragungsleitung 6 an die reale Bearbeitungszelle 49 bzw. das Handhabungsgerät 1. Die Datenübertragungsleitung 6 ist in Fig. 1 unterbrochen dargestellt, um zu verdeutlichen, dass die Datenübertragung nicht durch räumliche Entfernungen zwischen dem Computer 5 und dem Handhabungsgerät 1 beschränkt wird. Vielmehr ist es auch denkbar, dass weite Entfernungen, bspw. über das Internet, überbrückt werden.
Die Funktionen aus den verschiedenen Bereiche 27, 35 und 39 können von Dienstleistern, ggf. auch von unterschiedlichen Dienstleistern, ausgeführt werden. Diese bieten an und erbringen Ihre Dienstleistungen gegenüber dem Kunden 20. Der Entwurfsbereich 27 betrifft die Auslegung und Konstruktion des virtuellen Werkzeugs 31 zur Herstellung des virtuellen Werkstücks 30 sowie der virtuellen Aufnahme 32 für das virtuelle Werkstück 30 während der Bearbeitung. Der Entwurfsbereich 27 liefert also Daten für das virtuelle Werkzeug 31 und/oder die virtuelle Aufnahme 34. Der Werkzeugbau 35 betrifft die Herstellung des realen Werkzeugs 33 für die Herstellung des realen Werkstücks 4 und der realen Aufnahme 34 für das Werkstück 4 anhand der Daten des virtuellen Werkzeugs 31 und der virtuellen Aufnahme 32. Der Werkzeugbau 35 liefert also ein fertiges reales Werkzeug 33 und/oder eine fertige reale Aufnahme 34. Der virtuelle Bereich 39 betrifft die automatische Generierung, Verifikation und ggf. Korrektur der Verfahrbefehle für die Bearbeitungszelle 40 bzw. das Handhabungsgerät 43 im virtuellen Raum. Der virtuelle Bereich 39 liefert also die Programmierbefehle für das Handhabungsgerät 1, damit dieses das Bearbeitungsaggregat 3 auf der Verfahrbahn entlang der vorgegebenen Kontur verfährt. Es ist außerdem denkbar, dass die Bearbeitungszelle 49 nicht beim Kunden 20, sondern bei einem Dienstleister steht, der an Fremdfirmen die Dienstleistung der (Weiter-)Bearbeitung von an einem anderen Ort gefertigten Werkstücken 4 verkauft.

Claims

1. Verfahren zum Programmieren einer Verfahrbewegung eines Handhabungsgeräts (1, 43), welches ein Bearbeitungsaggregat (341) abhängig von der programmierten Verfahrbewegung entlang einer Kontur eines Werkstücks (4, 30) führt, wobei die Befehle (21) für die Verfahrbewegung anhand von Soll-Abmessungen (25, 26) des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur automatisch generiert werden und das Handhabungsgerät (1, 43) mit den Befehlen (21) programmiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehle (21) für die Verfahrbewegung zusätzlich anhand von Zustandsdaten (28) des Werkstücks (4), welche Informationen über den Zustand des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur beinhalten, automatisch generiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) Informationen über die Temperatur des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur beinhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) Informationen über das Material des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur beinhalten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) Informationen über die Ist-Abmessungen des Werkstücks (4) zumindest im Bereich der Kontur beinhalten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) zeitabhängig sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) ortsabhängig sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) gemessen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) modelliert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten (28) für eine zukünftige Programmierung korrigiert werden während das Bearbeitungsaggregat (3, 41) von dem Handhabungsgerät (1, 43) abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen entlang der Kontur des Werkstücks (4, 30) geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsaggregat (3, 41) von dem Handhabungsgerät (1, 43) abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen entlang der Kontur des Werkstücks (4, 30) im virtuellen Raum geführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrbewegung des Handhabungsgeräts (43) im virtuellen Raum, ein virtuelles Bearbeitungsaggregat (41) und ein virtuelles Werkstück (30) auf einem Bildschirm (11) dargestellt wird, wobei bei der Berechnung und Darstellung der Verfahrbewegung des Handhabungsgeräts (43), des Bearbeitungsaggregats (41) und des Werkstücks (30) die Zustandsdaten (28) berücksichtigt werden.

12. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Programmierung eines Handhabungsgeräts (1, 43), welches abhängig von den programmierten Verfahrbewegungen ein Entgratungswerkzeug (3, 41) entlang einer zu entgratenden Kontur eines Werkstücks (4, 30) führt, verwendet wird.

13. Computerprogramm, das auf einem Rechengerät (8), insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 geeignet ist, wenn es auf dem Rechengerät (8) abläuft.

14. Computerprogramm nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement (7), insbesondere auf einem Random- Access-Memory, einem Read-Only-Memory oder einem Flash- Memory, abgespeichert ist.