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Die Erfindung betrifft ein Andrückwerkzeug, insbesondere Umform- bzw. Falzwerkzeug, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Aus der Praxis sind Falzroboter bekannt, die ein Falzwerkzeug mit einem Andrückelement, z. B. einer Falzrolle, tragen und gegen den zu falzenden Flansch eines Werkstücks drücken sowie entlang einer Falzbahn bewegen. Derartige Falzwerkzeuge können eine starr oder federnd ausweichfähig gelagerte Falzrolle haben. Die Andrückkraft wird vom Roboter aufgebracht, wobei seine Bewegungsbahn beim Falzprozess entsprechend programmiert wird.
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Aus der
DE 600 20 126 T2 ist ein Falzroboter bekannt, der ein Falzwerkzeug führt und an ein Werkstück andrückt. Dabei wird die Zustellbewegung des Falzroboters gesteuert oder geregelt. Hierfür erhält der Roboter ein Sensorsignal, welches die Reaktionskraft repräsentiert. Das Sensorsignal kann von einem separaten Sensor zwischen Falzrolle und Roboterflansch oder von den Antriebsmotoren des Roboters stammen. In einer anderen Variante ist ein Drucksensor in einem übermäßig aufgepumpten und dadurch starren Druckluftbalg angeordnet.
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Die
US 4,565,081 A befasst sich mit einer Umformmaschine zum Treiben eines Bleches an einer Form mittels einer Kreuzschlitteneinheit.
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Die
DE 10 2010 003 697 A1 und die nachveröffentlichte
DE 10 2011 006 679 A1 zeigen einen aktiven Flansch, der zwischen einen Roboter und eine Schleifmaschine geschaltet wird und der eine Minderung von Stoßkräften beim ersten Werkzeugkontakt mit dem Werkstück vermeiden soll.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Andrücktechnik, insbesondere Falztechnik, aufzuzeigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
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Das beanspruchte Andrückwerkzeug hat den Vorteil, dass mit der Erfassungs- und Stelleinrichtung die auf das Werkstück wirkende Andrückkraft eigenständig gesteuert oder geregelt werden kann. Eingriffe in die Bahnprogrammierung des Roboters sind dabei nicht erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass die Einstellung der Andrückkraft auch von weniger qualifiziertem Personal vorgenommen werden kann, das keine detaillierten Kenntnisse und Fähigkeiten für die Roboterprogrammierung hat.
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Die erfindungsgemäße Andrücktechnik hat insbesondere den Vorteil, dass damit Schwankungen in der vom Roboter ausgeübten Andrückkraft kompensiert werden können. Zum Einen kann eine Bahnprogrammierung ungenau oder fehlerhaft sein. Auch ein Werkstück, für das ursprünglich die Bahnprogrammierung des Roboters erfolgte, kann sich im Betrieb ändern. Vor allem ist der Roboter mit seinen Gliedern und Roboterachsen selbst ein elastisches System und hat je nach Achsenstellung unterschiedliche Federsteifigkeiten. Insbesondere ist ein Roboter federweich, wenn er zum Erreichen eines weiter entfernten Prozessortes eine Strecklage einnimmt und quer zu dieser gestreckten Ausrichtung eine Andrückkraft ausüben soll. Wenn der Prozessort sich näher am Roboter befindet und der Roboter eine Knickstellung einnimmt, ist die Federsteifigkeit wesentlich höher. Diese unterschiedlichen Federsteifigkeiten sind schlecht erfassbar und können bei einer Roboterprogrammierung nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand berücksichtigt werden. Eine Kompensation über die Bahnprogrammierung ist zudem relativ ungenau.
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Die beanspruchte Andrücktechnik schafft hier Abhilfe. Sie wirkt in unmittelbarer Nähe zum Prozessort und kann roboterbedingte Schwankungen in der Andrückkraft aussteuern oder ausregeln. Diese Kompensation ist von der Ursache der Kraftschwankung unabhängig.
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Die beanspruchte Andrücktechnik erlaubt im Weiteren eine Prozessoptimierung und eine Anpassung der Andrückkraft an unterschiedliche Prozesserfordernisse. Die Andrückkraft kann insbesondere an problematischen Prozessstellen lokal erhöht werden. Beim Falzen können dies z. B. Ecken oder Biegestellen im Falzverlauf sein, die dem Rollfalzen einen höheren Widerstand entgegensetzen. An anderen Stellen kann die Andrückkraft ggf. auch reduziert werden, um Beeinträchtigungen des Werkstücks, eine Roboterüberlastung oder dergleichen zu vermeiden.
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Schließlich kann die beanspruchte Andrücktechnik auch für andere Zwecke eingesetzt werden, z. B. zur Schlupfvermeidung bei angetriebenen Andrückelementen, insbesondere drehend angetriebenen Falzrollen. Schlupf kann zu Oberflächenschäden am Werkstück führen. Durch eine lokale Erhöhung der Andrückkraft wird der z. B. geschwindigkeitsgeregelte Antrieb für das Andrückelement zur Erhöhung des Drehmoments gezwungen, was einerseits Schlupf zwischen dem Andrückelement und dem Werkstück vermeidet. Andererseits wird ein Teil der z. B. beim Falzen für die Flanschbiegung benötigten Kraft vom Antrieb des Andrückelements aufgebracht. Durch die Erhöhung der Andrückkraft steigt das Motor- und Antriebsmoment in günstiger Weise. Hierbei ist auch der Umstand vorteilhaft, dass die Andrückkraft und das Antriebsmoment in einem bestimmten Verhältnis, insbesondere in einem Proportionalverhältnis, zueinander stehen.
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Das Andrückwerkzeug kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung als robotergeführtes Falzwerkzeug, wobei ein Andrückelement bevorzugt als frei drehbare oder angetriebene Falzrolle ausgebildet und außerdem ggf. mehrfach vorhanden sein kann. Das Andrückelement kann außerdem von einer Feder beaufschlagt sein, um Ausweichbewegungen zu erlauben.
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Auch die Komponenten des Andrückwerkzeugs, insbesondere die Erfassungseinrichtung und die Stelleinrichtung, können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Eine Verbindung mit einer Robotersteuerung kann Vorteile für die gezielte Anpassung der Andrückkraft haben, insbesondere für bahnbezogene lokale Kraftänderungen. Eine Anzeige erleichtert einem Bediener die ggf. manuelle Einstellung und außerdem die Überwachung und Verfolgung der Andrückkräfte im Prozess und an unterschiedlichen Prozessstellen entlang einer programmierten Bahn.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
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1: einen Roboter mit einem Falzwerkzeug in federsteifer Knickstellung,
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2: den Roboter von 1 in einer federweichen Streckstellung,
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3: eine Prinzipdarstellung von Roboter und Andrückwerkzeug mit Erfassungs- und Stelleinrichtung,
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4: eine Variante der Anordnung von 3 mit einem gefederten Andrückelement und
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5 bis 7: verschiedene Betriebs- und Funktionsstellungen von Roboter und Andrückwerkzeug zur Generierung einer Andrückkraft.
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Die Erfindung betrifft ein Andrückwerkzeug (2) und ein Andrückverfahren. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungseinrichtung (1) mit einem programmierbaren mehrachsigen Roboter (3) und einem Andrückwerkzeug (2) sowie ein Bearbeitungsverfahren.
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Der Roboter (3) weist mehrere beweglich, insbesondere gelenkig miteinander verbundene Roboterglieder mit angetriebenen translatorischen und/oder rotatorischen Roboterachsen an den Verbindungsstellen auf. Die Ausbildung, Kombination und Zahl von translatorischen und/oder rotatorischen Roboterachsen ist beliebig wählbar.
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Bevorzugt kommt ein Gelenkarmroboter oder Knickarmroboter (3) zum Einsatz, der als Basis einen Sockel und ferner eine Schwinge, einen Ausleger und ein Endglied (4), insbesondere eine Roboterhand, mit einem drehenden Abtriebsflansch aufweist. In der gezeigten Ausführungsform hat der Roboter (3) sechs rotatorische Achsen inklusive einer dreiachsigen Roboterhand (4). Er kann auch weniger Achsen, z. B. fünf Achsen, oder eine oder mehrere Zusatzachse(n), z. B. Fahrachse(n), aufweisen.
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Der Roboter (3) ist mit einer Robotersteuerung (22) verbunden, die in 4 schematisch dargestellt ist. Die Robotersteuerung (22) beinhaltet einen oder mehrere Recheneinheiten mit Prozessoren, Ein- und Ausgabemittel sowie Speicher für Daten und Programme. In der Robotersteuerung (22) ist ein Bahnprogramm für die Bewegungen des bevorzugt positionsgesteuerten Roboters (3) programmiert und gespeichert. Zur Durchführung des Bearbeitungsprozesses, insbesondere Andrückprozesses, führt der Roboter (3) ein Andrückwerkzeug (2) entlang dieser programmierten Bahn. Der Roboter (3) drückt dabei das Andrückwerkzeug (2) mit einem Andrückelement (10) und einer Andrückkraft (F) gegen ein in 1 und 2 schematisch dargestelltes Werkstück (5) auf einer Aufnahme (6), z. B. einem Falzbett.
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Ein Bearbeitungsprozess unter Aufbringung einer ziehend oder drückend ausgeübten Andrückkraft (F) auf ein Werkstück (5) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Es kann sich hierbei insbesondere um einen Umformprozess, insbesondere einen Falzprozess, handeln. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kommt ein Roboterfalzen zum Einsatz, wobei mit dem Andrückelement (10) ein Flansch eines Werkstücks (5) in einer oder mehreren Stufen nacheinander gebogen und gefalzt wird. Das Werkstück (5) kann aus ein oder mehreren dünnen Blechen bestehen, wobei beim Falzen auch ein weiteres Blech vom gefalzten Flansch eingeklemmt werden kann.
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Die programmierte Bearbeitungsbahn kann als Einzelstrecke oder Folge von Strecken, alternativ oder zusätzlich aber auch punktweise oder als Folge von Punkten programmiert sein. Beim Roboterfalzen wird z. B. das Andrückwerkzeug (2) entlang eines Falzverlaufes an einem Werkstückrand und in einer Bahnstrecke zumindest abschnittsweise kontinuierlich bewegt.
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Das Andrückwerkzeug (2) ist in 1 und 2 in einer beispielhaften konstruktiven Ausführungsform dargestellt. Es weist ein Gestell (7) auf, das z. B. einen lang gestreckten, gehäuseartigen Schaft (12), ggf. mit seitlichen Wandöffnungen, und eine zentrale Achse (8) hat. Das Gestell (7) trägt am oberen Ende einen Roboteranschluss (9) zur festen oder lösbaren Verbindung mit dem Abtriebselement, z. B. dem Drehflansch, des Roboter-Endglieds (4). Wenn das Andrückwerkzeug (2) gewechselt werden soll, kann eine automatische Wechselkupplung (nicht dargestellt) zwischengeschaltet sein. Die Achse (8) kann mit der Drehachse des besagten Abtriebselements fluchten.
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Am Gestell (7) ist an geeigneter Stelle, insbesondere am unteren Ende, ein Andrückelement (10) angeordnet, mit dem in Zug- oder Drückrichtung eine Andrückkraft (F) ausgeübt wird. Das Andrückelement (10) kann einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Ein oder mehrere Andrückelemente (10) können sich an einem Halter (11) befinden, der am Gestell (7) starr oder beweglich montiert ist. Ein Andrückelement (10) kann z. B. als um eine Lagerachse drehbare Falzrolle mit einem den Falzerfordernissen entsprechend konturierten Mantel ausgebildet sein. Wenn mit dem Andrückwerkzeug (2) ein mehrstufiger Falzprozess, z. B. mit Vor- und Fertigfalzen, durchgeführt wird, können mehrere Falzrollen (10) mit unterschiedlichen Mantelgeometrien, z. B. zylindrisch und konisch, vorhanden und an unterschiedlichen Seiten des Gestells (7) angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform befinden sich einzelne oder alle Andrückelemente bzw. Falzrollen (10) an einem Halter (11).
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Das Andrückwerkzeug (2) besitzt eine Erfassungseinrichtung (14) für die Andrückkraft (F) an der Prozessstelle (26) und eine von der Erfassungseinrichtung (14) gesteuerte oder geregelte Stelleinrichtung (15) für die Verstellung eines beweglich am Gestell (7) angeordneten Andrückelements (10). Die Stelleinrichtung (15) besitzt einen mit der Erfassungseinrichtung (14) verbundenen Regler (16).
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Eine Verstellbarkeit eines Andrückelements (10) kann in einer oder mehreren Achsen bzw. Richtungen gegeben sein und kann außerdem eine wählbare Kinematik haben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine lineare und verschiebliche Verstellbarkeit in Richtung der Achse (8) gegeben. Ein Andrückelement (10) kann einzeln verstellbar am Gestell (7) gelagert sein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Halter (11) mit den mehreren Andrückelementen bzw. Falzrollen (10) am Gestell (7) beweglich gelagert, vorzugsweise verschieblich entlang der Achse (8) gelagert. Die Lagerung für die besagte ein- oder mehrachsige Beweglichkeit kann in beliebig geeigneter Weise ausgeführt sein und ist bevorzugt reibungsarm. Es kann sich z. B. um eine Gleitlagerung handeln. Die Details sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Auf ein Andrückelement (10) oder auf einen Halter (11) mit ein oder mehreren Andrückelementen (10) kann ferner eine Feder (13) einwirken, die z. B. längs der Achse (8) im Gestell (7) angeordnet ist und die eine entsprechende axiale Ausweichbewegung von Andrückelement (10) und ggf. Halter (11) ermöglicht. Die Feder (13) kann z. B. als Tellerfedern in Paket- oder Säulenform, als Schraubenfeder oder dgl. ausgebildet sein.
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Eine Falzrolle (10) kann eine frei drehbare Lagerung aufweisen. Alternativ ist es möglich, eine Falzrolle (10) drehend anzutreiben, wofür ein in 4 schematisch angedeuteter Antrieb (24) an geeigneter Stelle, z. B. am Halter (11), angeordnet ist. Dies kann ein elektromotorischer Drehantrieb sein, der gesteuert oder geregelt ist. Er kann insbesondere eine Geschwindigkeits- oder Drehzahlregelung haben. Der Antrieb (24) kann mit der Robotersteuerung (22) verbunden sein und von dieser ein Steuersignal für die Vorgabe oder zum Einstellen eines Soll-Werts für die Drehzahl oder die Geschwindigkeit erhalten. Hierbei kann z. B. die Abwälzgeschwindigkeit am Prozessort (26) in Abhängigkeit von der Führungs- oder Bahngeschwindigkeit des Roboters (3) entlang des Falzverlaufs eingestellt werden. Die Geschwindigkeiten können z. B. gleich groß gewählt werden. Der Drehantrieb und die Versatz- oder Führungsbewegung des Roboters (3) sind dann synchron.
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Die Stelleinrichtung (15) verstellt in der vorerwähnten Weise ein Andrückelement (10) in mindestens einer Richtung, vorzugsweise in Achsrichtung (8) und führt dabei z. B. eine lineare Verschiebebewegung aus. Die Stelleinrichtung (15) kann das Andrückelement (10) eigenständig verstellen, wobei die Bahnprogrammierung in der Robotersteuerung (22) nicht verändert wird. Die Stelleinrichtung (15) bzw. die Erfassungseinrichtung (14) kann darauf ausgelegt sein, variable Roboterelastizitäten zu kompensieren. Außerdem ist es möglich, die Andrückkraft (F) zur eigenständigen Prozessbeeinflussung zu verstellen.
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Der Roboter (3) kann je nach Stellung seiner Glieder und Roboterachsen eine unterschiedliche Federelastizität aufweisen und weicht beim Aufbringen der Andrückkraft (F) selbst mehr oder weniger stark federnd aus. 1 zeigt hierzu eine Knickstellung mit relativ hoher Federsteifigkeit. Bei der in 2 gezeigten Streckstellung des Roboters (3) ist die Federsteifigkeit deutlich geringer. Bei den in 3 bis 6 dargestellten schematischen Modellen wird der Roboter (3) durch eine Feder symbolisiert, die zwischen einem schematisch dargestellten Untergrund (28) und dem Andrückwerkzeug (2) angeordnet ist.
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Dem federsteifen Roboter (3) von 1 entspricht die Schemadarstellung von 5 mit einer großen Länge (L) der den Roboter (3) symbolisierenden Feder. Der federweiche Roboter (3) von 2 entspricht dem Schemabild von 6 mit einer komprimierten und entsprechend verkürzten Feder (3). Aus 5 und 6 geht hervor, dass die am Prozessort (26) wirkende reale Andrückkraft (F) beim weichen Roboter von 2,6 geringer als beim harten Roboter von 1,5 ist.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist außerdem die vorerwähnte Feder (13) vorhanden, die entsprechend der Federsteifigkeit des Roboters (3) mehr oder weniger komprimiert wird. In diesen Ausführungsbeispielen beinhaltet das System eine Reihenschaltung von Federn (3, 13).
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Die Stelleinrichtung (15) und die Erfassungseinrichtung (14) sind in der Lage, diese Veränderung der Andrückkraft (F) zu detektieren und bedarfsweise zu verändern. Die Stelleinrichtung (15) weist hierfür einen Aktor (18) auf, der auf das beaufschlagte Andrückelement (10) wirkt und dabei zusätzlich eine Stellkraft und einen Stellweg einbringt. Dieser Sachverhalt ist in 7 schematisch dargestellt. Der am Gestell (7) angeordnete Aktor (18) stützt sich über den Roboteranschluss (9) am Roboter (3) ab und wirkt direkt oder mittelbar über die Feder (13) auf das beaufschlagte Andrückelement (10) ein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird für eine Erhöhung der Andrückkraft (F) das Andrückelement (10) vom Aktor (18) ausgeschoben, wobei die Feder (13) zusätzlich komprimiert wird. Durch die Verstellung des Andrückelements (10) wird der Abstand zwischen dem Roboteranschluss (9) und dem Prozesspunkt (26) verändert, hier vergrößert. Der Prozesspunkt (26) kann zugleich den sog. Tool-Center-Point (TCP) des Andrückwerkzeugs (2) darstellen. Der Stellantrieb (15) verändert somit die wirksame Länge des Andrückwerkzeugs (2) und die Lage des TCP.
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Der Aktor (18) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise besteht er aus formsteifen oder inkompressiblen Medien und ermöglicht bei Ansteuerung eine definierte Wegverstellung und Kraftänderung.
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3 gibt ein allgemeines Schema für die Anordnung und Ausbildung eines Aktors (18) wieder. Er ist am Gestell (7) angeordnet und abgestützt, wobei er sich vorzugsweise zwischen dem Roboteranschluss (9) und dem Andrückelement (10) bzw. dem Halter (11) befindet. In der in 3 gezeigten Schemavariante fehlt eine Feder (13), sodass der Aktor (18) direkt auf den Halter (11) oder ein Andrückelement (10) einwirkt und dieses verstellt. Der Aktor (18) ist mit dem Regler (16) verbunden und wird von diesem angesteuert.
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Der in 3 schematisch dargestellte Aktor (18) kann z. B. ein elektromotorischer Spindeltrieb oder Zahnstangentrieb sein. Alternativ ist ein Hebel- oder Kurbeltrieb mit einem Kraftbetätiger, z. B. einem Piezo-Element, möglich.
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In 4 ist eine andere Variante dargestellt. Der Aktor (18) ist hier als Hydraulikeinheit (19) ausgebildet. Diese weist am Gestell (7) einen Stellzylinder (21) auf, der mit einem vorzugsweise inkompressiblen Fluid, z. B. einem Hydrauliköl, beaufschlagt wird und eine Kolbenstange entsprechend weit ausfährt, die auf ein Andrückelement (10) oder einen Halter (11) direkt oder wie in 4 über die zwischengeschaltete Feder (13) mittelbar einwirkt. Die Hydraulikeinheit (19) weist ferner einen mit dem Regler (16) verbundenen Antrieb (20), z. B. einen Stellmotor, insbesondere einen elektrischen Servomotor, auf, der mit einem Stellglied auf einen anderen Zylinder und dessen Kolben einwirkt und das besagte Fluid entsprechend der Vorgabe in den Stellzylinder (21) verdrängt. Der Antrieb (20) steuert hierüber die Verstellbewegung des Stellzylinders (21). Die Hydraulikeinheit (19) kann am Andrückwerkzeug (2) angebaut und vom Roboter (3) mitgeführt sein. Alternativ können der Antrieb (20) und der von ihm beaufschlagte erste Zylinder extern angeordnet und über eine Leitung mit dem werkzeugseitigen Stellzylinder (21) verbunden sein. 1 und 2 zeigen hierfür beispielhaft Leitungsanschlüsse am Gestell (7).
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Mit einer Erfassungseinrichtung (14) kann die Andrückkraft (F) bzw. die auf das Andrückelement (10) einwirkende Reaktionskraft detektiert werden. Hierfür kann die Erfassungseinrichtung (14) eine Sensorik (17) mit ein oder mehreren geeigneten Sensoren aufweisen. Zur Detektion kann die Kraft gemessen werden, z. B. durch eine Kraftmessdose, Dehnmessstreifen oder dergleichen andere Sensoren an geeigneter Stelle. Im Schemabild von 3 eines Andrückwerkzeugs (2) ohne Feder (13) ist eine solche Sensorik (17) mit Kraftmessung z. B. zwischen Aktor (18) und Andrückelement (10), z. B. am Halter (11), angeordnet. Sie kann sich auch an anderer geeigneter Stelle befinden.
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Alternativ oder zusätzlich ist eine mittelbare Detektion der Andrückkraft (F) möglich, z. B. über den Federweg einer Feder (13) gemäß der Variante von 4 bis 7. Die Sensorik kann z. B. einen Abstandsmesser aufweisen, der am Gestell (7) starr montiert ist und der den Abstand zu einem prozessseitigen Bezugspunkt, z. B. zum Werkstück (5), misst. Aus dem Abstand kann auf die Federlänge (L) der vom Aktor (18) komprimierten Feder (13) geschlossen und hieraus über die Federkennlinie die Kraft ermittelt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Federlänge bzw. ihre Veränderung direkt gemessen werden, z. B. über einen Hall-Sensor. Daneben sind weitere konstruktive und funktionelle Varianten der Sensorik (17) möglich.
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Die Erfassungseinrichtung (14) kann außerdem mit einer Anzeige (27) verbunden sein gemäß 4. Auf der Anzeige (27) können optisch oder in anderer geeigneter Weise die gemessenen oder erfassten Werte, insbesondere die Kraftwerte, angezeigt werden.
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Die Erfassungseinrichtung (14) ist ferner mit der Stelleinrichtung (15) und insbesondere mit deren Regler (16) verbunden und speist dort den detektierten Istwert für die Andrückkraft (F) ein.
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Der Regler (16) besitzt ferner eine feste oder veränderliche Sollwert-Eingabe. Die Stelleinrichtung (15), insbesondere der Regler (16) kann z. B. mit der Robotersteuerung (22) verbunden sein. Die Sollwert-Eingabe kann dabei über die Robotersteuerung (22) erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Sollwert-Eingabe auf andere Weise, z. B. manuell durch einen Bediener, erfolgen. Hierfür kann am Regler (16) ein in 4 gezeigtes Eingabemittel (23) angeordnet sein, welches z. B. von einem Bediener betätigt werden kann, z. B. einem dreh- oder Schiebeschalter. Eine Anzeige (nicht dargestellt) erlaubt dabei eine Kontrolle der Eingabe. Alternativ ist eine Fern-Einstellung und Programmierung des Reglers (16), z. B.
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durch eine Computer oder ein anderes Einstellgerät vor oder über Distanz mit einer Leitungsverbindung, z. B. über ein Netzwerk, das Internet oder dgl. möglich.
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Das Verhältnis und die gegenseitige Beeinflussung der Sollwert-Eingabe von der Robotersteuerung (22) und von anderer Stelle, insbesondere von Eingabemittel (23), können bedarfsweise ausgestaltet sein. Z. B. kann das Eingabemittel (23) führend sein und die Sollwert-Eingabe von der Robotersteuerung (22) überlagern oder ersetzen.
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In einer anderen Ausführungsform kann eine Sollwert-Eingabe für die Andrückkraft (F) von der Robotersteuerung (22) entfallen. In einem solchen Fall wird der Sollwert nur über das Eingabemittel (23) eingestellt.
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Ferner ist es möglich, von der Robotersteuerung (22) bahnbezogene Signale zur Lokalisierung des Prozess- oder Bahnorts an den Regler (16) zu übermitteln. Bei einer solchen Ausführung können in einem entsprechend komplex und ggf. mit eigener Intelligenz ausgerüsteten Regler (16) auf die Bahn oder einzelne Prozessorte (26) bezogene Sollwerte für die Andrückkraft (F) eingegeben und gespeichert werden.
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In einer weiteren Variante kann der Regler (16) der Robotersteuerung (22) zugeordnet und insbesondere dort integriert sein.
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Eine ortsbezogene Sollwert-Eingabe kann sinnvoll sein, um die Andrückkraft (F) an spezielle Prozesserfordernisse anzupassen. Dies kann z. B. an Ecken oder Biegestellen bzw. Kurven eines Flanschverlaufs erfolgen. An solchen Stellen setzt der zu biegende Flansch dem Andrückelement (10) einen größeren Widerstand als an geraden Bereichen des Falzverlaufs entgegen. Mit einer entsprechenden Sollwert-Eingabe kann über die Stelleinrichtung (15) die Andrückkraft (F) erhöht werden, um den Widerstand zu überwinden. Ferner kann es andere Prozessstellen geben, an denen aus anderen Gründen eine erhöhte oder ggf. auch verringerte Andrückkraft (F) erforderlich ist.
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Das Andrückwerkzeug (2) kann ferner eine Einrichtung (25) zur Schlupfvermeidung zwischen einem angetriebenen Antriebselement (10), insbesondere einer angetriebenen Falzrolle, und dem beaufschlagten Werkstück (5) aufweisen. Der Antrieb (24) des Andrückelements (10) kann hierbei z. B. eine Geschwindigkeitsregelung aufweisen. Über die Sollwerteingabe am Regler (16) kann der Sollwert für die Andrückkraft F erhöht werden, wodurch auch der Widerstand für den Antrieb (24) und das bewegte Andrückmittel (10) erhöht wird. Dies führt zu einer Verlangsamung der Antriebsbewegung, welcher der Antrieb (24) mit einer Erhöhung des Antriebmoments entgegenwirkt. Auf diese Weise kann Schlupf verhindert werden. Die beschriebene Maßnahme kann gezielt zur Behebung etwaig festgestellter Schlupfprobleme und hiervon verursachter Schadstellen am Werkstück (5) eingesetzt werden. Bei erhöhten Umform- und Falzwiderständen, z. B. an den vorerwähnten Eckbereichen oder Kurven im Falzverlauf, kann mit der zur Widerstandsüberwindung und zur Flanschbiegung ohnehin erhöhten Andrückkraft F das Antriebsmoment automatisch miterhöht werden.
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Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander vertauscht oder miteinander kombiniert werden.
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Das Andrückmittel (10) kann variiert werden. Es kann z. B. als Druckstempel oder als Andrückfinger oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Auch der Bearbeitungs- oder Andrückprozess kann eine andere Ausbildung haben. Z. B. können mit stempelförmigen Andrückelementen (10) Werkstückteile aneinander punktweise oder streckenweise angedrückt und dabei gefügt werden, z. B. über eine Clipsverbindung, eine Klebeverbindung oder dgl. Ein Antrieb (24) für ein Andrückelement (10) kann alternativ am Gestell (7) angeordnet sein und eine der Verstellung des Andrückelements (10) folgende Antriebsverbindung haben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bearbeitungseinrichtung, Falzeinrichtung
- 2
- Andrückwerkzeug, Umformwerkzeug, Falzwerkzeug
- 3
- Roboter, Feder
- 4
- Endglied, Hand
- 5
- Werkstück
- 6
- Aufnahme, Bett
- 7
- Gestell
- 8
- Achse
- 9
- Roboteranschluss
- 10
- Andrückelement, Falzrolle
- 11
- Halter
- 12
- Schaft
- 13
- Feder
- 14
- Erfassungseinrichtung
- 15
- Stelleinrichtung
- 16
- Regler
- 17
- Sensorik, Wegsensor, Kraftsensor
- 18
- Aktor
- 19
- Hydraulikeinheit
- 20
- Antrieb, Stellmotor, Servomotor
- 21
- Stellzylinder
- 22
- Robotersteuerung
- 23
- Eingabemittel
- 24
- Antrieb, Drehantrieb
- 25
- Einrichtung zur Schlupfvermeidung
- 26
- Prozesspunkt, TCP
- 27
- Anzeige
- 28
- Untergrund
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60020126 T2 [0003]
- US 4565081 A [0004]
- DE 102010003697 A1 [0005]
- DE 102011006679 A1 [0005]
