DE20314281U1 - Cutting tool for controlled weakening of release panels concealing airbags, includes sensor measuring residual thickness for robotic control - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a cutting tool according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Eine Insassen-Rückhaltevorrichtung mit aufblasbarem Gas- oder Luftsack – im folgenden "Airbag" oder "Airbageinheit" genannt – soll wie ein Sicher heitsgurt auch den Fahrzeugführer und/oder die Mitinsassen bei Verkehrsunfällen vor Verletzungen schützen und wird in der Regel zusätzlich zu den Sicherheitsgurten eingebaut.An occupant restraint with inflatable Gas or air bag - in the following "airbag" or "airbag unit" - should like a seat belt also applies to the driver and / or passengers in traffic accidents protect against injuries and will usually be additional built into the seat belts.
Hinsichtlich der Wirkungsweise eines Airbags ist zu berücksichtigen, dass dieser erst bei Geschwindigkeiten ab etwa sechzehn Kilometern pro Stunde wirksam wird. Dann zündet bei einer starken Verzögerung oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs – wie bei einem Gurtstrammer auch – ein elektrischer oder elektronischer Sensor einen pyrotechnischen Treibsatz. Das hierbei frei werdende Gas füllt innerhalb weniger Millisekunden den Airbag, durch den der Fahrzeugführer und/oder die Mitinsassen abgestützt werden. Daraufhin entleert sich der Airbag sofort wieder, so dass sich der Fahrzeugführer und/oder die Mitinsassen wieder bewegen können.With regard to the mode of operation of a Airbags must be taken into account that this only at speeds from about sixteen kilometers takes effect per hour. Then ignite with a strong delay or acceleration of the motor vehicle - like a belt tensioner also a electrical or electronic sensor a pyrotechnic propellant. The gas released here fills within the airbag through which the vehicle driver and / or supported the inmates become. The airbag then deflates immediately, so that the driver and / or the inmates can move again.
Wie bereits angedeutet, finden Airbags in Kraftfahrzeugen nicht nur für den Fahrzeugführer, sondern zunehmend auch für die Mitinsassen Verwendung, und zwar sowohl als Frontschutz als auch als Seitenairbag zum Schutz gegen einen seitlichen Aufprall.As already indicated, there are airbags in motor vehicles not only for the driver, but increasingly also for the inmates use, both as front protection as also as a side airbag to protect against a side impact.
Der Fahrerairbag zum Schutz vor frontalen Unfällen hat seinen "natürlichen" Platz in der Lenkradnabe und fügt sich somit zwanglos in die Innenraumgestaltung des Kraftfahrzeugs ein; hingegen benötigen Beifahrerund Seitenairbags Einbauorte, die den Gesamteindruck des Innenraums des Kraftfahrzeugs entscheidend prägen, nämlich die freie Fläche der Armaturentafel vor dem Beifahrer und die Seitenverkleidungen der Türen des Kraftfahrzeugs.The driver airbag has protection against frontal accidents its "natural" place in the steering wheel hub and adds thus informal in the interior design of the motor vehicle on; however need Passenger and side airbags Installation locations that the overall impression of the Characterize the interior of the motor vehicle decisively, namely the free area of the Dashboard in front of the passenger and the side panels of the Doors of the Motor vehicle.
Komplette Airbageinheiten, d. h. einbaufertige Kombinationen von Abdekkung, Airbag und Gasgenerator unterbrechen diese "Gestaltungsflächen" durch Farb- und/oder Musterabweichungen, vor allem aber durch das ent stehende "Fugenbild", das infolge unvermeidbarer Einbautoleranzen häufig unregelmäßig und damit unschön ist.Complete airbag units, i. H. Ready-to-install combinations of cover, airbag and gas generator interrupt these "design surfaces" with color and / or Pattern deviations, but above all due to the resulting "joint pattern", which is inevitable as a result Installation tolerances often irregular and so ugly is.
Es besteht daher die Tendenz, Beifahrer- und
Seitenairbags "unsichtbar" einzubauen, d. h.
hinter durchgehenden Kaschierungen oder Innenraumverkleidungsteilen
der eingangs genannten Art anzuordnen, wie sie beispielsweise aus
den Druckschriften
Aufgrund entsprechender Designvorgaben für die Innenraumgestaltung von Kraftfahrzeugen fordert die Automobilindustrie zunehmend Instrumententafeln mit unsichtbarem Beifahrerairbag. Dazu müssen die Oberflächenschicht (= zumeist Folie oder "Haut"), der Schaum und der Träger der Instrumententafel mit Sollbruchstellen versehen werden, so dass sich beim Auslösen des Airbagtreibsatzes ein klappenförmiges Segment der Instrumententafel öffnet und sich der Airbag entfalten kann.Due to corresponding design specifications for interior design The automotive industry is increasingly demanding instrument panels from motor vehicles with invisible passenger airbag. To do this, the surface layer (= mostly foil or "skin"), the foam and the carrier the instrument panel with predetermined breaking points so that itself when triggered of the airbag propellant opens a flap-shaped segment of the instrument panel and the airbag can deploy.
Gemäß dem Stand der Technik sind
hierzu bei gesonderten Airbag-Kompletteinheiten
die Abdeckungen des Führungskanals
für den
Airbag als ein- oder zweiflügelige
Klappen ausgebildet, die um "plastische
Scharniere" schwenkbar
sind und so unter dem Druck des expandierenden Airbags eine Durchtrittsöffnung freigeben.
Dieser Stand der Technik wird im Prinzip auch bei "unsichtbarem" Einbau des Airbags
beibehalten: "Klappnuten", d. h. Querschnittsschwächungen
des Trägerteils,
die ein "plastisches", gegebenenfalls
mit einer eingearbeiteten Metalleinlage verstärktes Gelenk bilden, und "Reißnuten", die das Öffnen der
Klappen sicherstellen sollen, geben dabei den Öffnungsbereich für den Airbag in
der durchgehenden Verkleidung vor. Die durch diese Nuten begrenzten
Klappen öffnen
sich unter dem Druck des expandierenden Airbags zur Fahrgastzelle hin,
so dass sich der Airbag hierhin ausdehnen kann (vgl. beispielsweise
die Druckschrift
Problematisch ist hierbei das Reißverhalten der
Kaschierung sowohl beim notwendigen Anriss als auch beim Weiterriss,
der möglichst
symmetrisch erfolgen sollte, um die Funktion des Airbags nicht zu gefährden. Es
ist daher üblich
(vgl. beispielsweise die Druckschrift
Dieses Vorgehen weist aber immer noch eine Reihe von Nachteilen auf:However, this procedure always points a number of disadvantages:
- – Die Ausbildung großflächiger Klappen beim Öffnen des Airbagkanals birgt die Gefahr des Abreißens dieser Klappen, die dann in der Fahrgastzelle ein zusätzliches Verletzungsrisiko bedeuten;- The Formation of large flaps When opening of the airbag channel carries the risk of tearing off these flaps, which then an additional one in the passenger compartment Mean risk of injury;
- – eine mehr als 60%ige Querschnittsschwächung definiert durchzuführen, erfordert in Anbetracht der Dickentoleranz der Kaschierfolien einen erheblichen Fertigungs- und Kontrollaufwand;- one more than 60% cross-sectional weakening defined perform, considering the thickness tolerance of the laminating film requires one considerable manufacturing and control effort;
- – die notwendige Querschnittsschwächung der Kaschierfolie ist so groß, dass die Gefahr besteht, dass sich dieser Bereich auf der Sichtseite abzeichnet.- the necessary cross-sectional weakening the liner is so big that there is a risk that this area is on the visible side looming.
Es gibt daher Vorschläge, mit
dem expandierenden Airbag gesondert Schneidmesser zu betätigen, um
so unabhängig
von Toleranzen in der Kaschierfoliendicke ein definiertes Aufreißen der
Kaschierung sicherzustellen (vgl. beispielsweise die Druckschrift
In weiteren Versuchen wurden konventionellerweise Folien per se gespannt, die entsprechend der Anordnung des Airbags geschwächt sind, wobei die Schwächung der Aufreißkante in Längsrichtung beispielsweise mit einem Laser bewerkstelligt wird.In other trials, they were conventional Foils stretched per se, according to the arrangement of the airbag weakened are, the weakening the tear-off edge in the longitudinal direction, for example is accomplished with a laser.
Diese Art der Schwächung ist aber bei Zugbelastung quer zur Aufreißnaht sehr empfindlich, denn hierbei wird die Naht auseinander gezogen, und die Aufreißkante klafft dauerhaft sichtbar auf. Eine solche Zugbelastung quer zur Aufreißkante ist beispielsweise im Bereich von Wölbungen gegeben, weil beim Spannen der Folie über eine gewölbte Fläche Zugkräfte in Umfangsrichtung entstehen. Durch die Schwächung, beispielsweise durch kleine Schnitte oder Poren, bleibt in der Folie nur noch ein Restquerschnitt der nicht geschwächten Abschnitte übrig, der die Zugkräfte entsprechend tragen muss.That kind of weakening is but very sensitive to tensile stress across the tear seam, because the seam is pulled apart and the tear edge gapes permanently visible. Such a tensile load is transverse to the tear edge for example in the area of arches given because when stretching the film over a curved surface tensile forces in the circumferential direction arise. By weakening for example, through small cuts or pores, remains in the film only a remaining cross section of the non-weakened sections remains, the the tensile forces must wear accordingly.
Bei einigen Materialien können durch das Aufklaffen der Schwächung Schnittkanten entstehen, die bei Hautkontakt zu Hautverletzungen, wie etwa zu Schürfungen, führen können. Letztere Gefahr besteht insbesondere bei Verwendung der Folie zur Abdeckung eines Knieairbagmoduls, denn hier kann der Abstand zwischen Folie und Fahrzeuginsasse sehr gering sein.With some materials, through the gaping of the weakening Cut edges occur which, when in contact with the skin, lead to skin injuries, how about digging, to lead can. The latter danger exists especially when using the film Cover of a knee airbag module, because here the distance between Foil and vehicle occupant be very low.
Des weiteren ist es von Nachteil, dass sichtbar große Aufklaffungen der Schwächung eine unerwünschte Schmutzhaftung sowie einen leichten Schmutz- und Feuchtigkeitsdurchtritt durch die Schwächung ermöglichen. Bei der Kaschierung des Innenraums eines Fahrzeugs sind insbesondere der Kniebereich der Armatur oder die Instrumententafel Bereiche mit gewölbten Flächen, die von einer solchen Folie überspannt werden und bei denen die vorstehend beschriebenen Probleme auftreten.Furthermore, it is disadvantageous that visibly large Gaps in the weakening an undesirable Dirt adherence and a slight passage of dirt and moisture through the weakening enable. When laminating the interior of a vehicle, in particular the knee area of the fitting or the instrument panel areas with domed surfaces, that spanned by such a slide and encounter the problems described above.
Nicht zuletzt um die vorgenannten Schwierigkeiten zu umgehen, hat sich bei konventionellen Oberflächenmaterialien, wie z. B. P[oIy]V[inyl]C[hlorid] oder T(hermoJP[lastischenJO[lefinen], zum Herstellen der Sollbruchstelle ein Schneidverfahren mittels Ultraschall etabliert. Dabei wird mit einer skalpellartigen Klinge an der rückseitigen Oberfläche der Haut ein Schnitt angebracht. Maschinenseitig wird die Klinge entlang der gewünschten Kontur geführt, wobei die Restwandstärke der Haut durch die Tiefeneinstellung der Maschine definiert ist.Not least about the aforementioned Difficulties to get around have been with conventional surface materials, such as B. P [oIy] V [inyl] C [hloride] or T (hermoJP [lastischenJO [lefinen], a cutting method to produce the predetermined breaking point Ultrasound established. This is done with a scalpel-like blade on the back surface a cut is made to the skin. The blade is on the machine side along the desired one Contoured, whereby the remaining wall thickness the skin is defined by the depth setting of the machine.
Die zum reaktionsarmen Schneiden erforderliche Längsbewegung des Messers wird durch eine Ultraschallsonotrode erzeugt, die das Messer longitudinal mit einer Frequenz von etwa zwanzig Kilohertz und mit einer Amplitude von etwa zwanzig Mikrometern schwingen lässt. In der Automobilindustrie hat sich für dieses Verfahren der Begriff "Scoring" etabliert.The one for low-reaction cutting required longitudinal movement of the knife is generated by an ultrasonic sonotrode, which Knife longitudinally with a frequency of about twenty kilohertz and vibrates with an amplitude of about twenty micrometers. In The term "scoring" has established itself in the automotive industry for this process.
Als kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zu den oben genannten Hautmaterialien (P[oly]V[inyl]C(hlorid], T[hermo]P[lastischen]O[lefine],...) gewinnt P[oly]U[rethan] gegenwärtig zunehmend an Bedeutung, was sich in steigenden Marktanteilen bemerkbar macht. P[oly]U[rethan]-Häute können in geschlossenen Formen durch Gießen oder in offenen Formen durch Sprühen hergestellt werden.As an inexpensive and environmentally friendly alternative to the above-mentioned skin materials (P [oly] V [inyl] C (hlorid], T [hermo] P [lastischen] O [lefine], ...) P [oly] U [rethan] is currently winning increasingly important, which is noticeable in increasing market shares makes. P [oly] U [rethane] skins can be used in closed molds by casting or in open forms by spraying getting produced.
Beim Einschneiden von Materialien, wie z. B.
- – aus P[oIy]U[rethan]-Elastomeren,
- – aus P[oIy]V[inyl]C[hlorid],
- – aus T[hermo]P[lastischen]E[lastomeren],
- – aus T[hermo]P[lastischen]E[lastomeren auf Polyether]-E[ster-Basis],
- – aus T[hermo]P[lastischen]O[lefinen] und/oder
- – aus T[hermo]P[lastischen Poly]U[rethanen]
- - from P [oIy] U [rethane] elastomers,
- - from P [oIy] V [inyl] C [chloride],
- - from T [hermo] P [lastic] E [lastomeric],
- - from T [hermo] P [lastischen] E [polyether] -E [steromer-based],
- - from T [hermo] P [lastischen] O [lefinen] and / or
- - from T [hermo] P [lastic poly] U [rethanen]
Um diese Exaktheit zu erzielen, sind Maschinen erforderlich, bei denen die geometrisch und thermisch bedingte Genauigkeit nur durch aufwendige Maßnahmen sichergestellt werden kann. Die Investitionskosten für derartige Maschinen sind sehr hoch.To achieve this accuracy, are Machines required where the geometrical and thermal conditional accuracy can only be ensured by complex measures can. The investment cost for such machines are very high.
Eine bisherige Lösung besteht im Einsatz eines deutlich preiswerteren Knickarmroboters, der mit sechs in Reihe geschalteten Drehachsen alle benötigten translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrade darstellen kann. Trotz ausreichender Bahngenauigkeit kann der Roboter jedoch den Reaktionskräften aus dem Prozess keine ausreichende Steifigkeit entgegensetzen, um ein dynamisches Aufbiegen der Struktur und damit eine unzulässig große Bahnabweichung zu verhindern.A previous solution has been to use a significantly cheaper articulated arm robot, with six in a row switched axes of rotation all required can represent translational and rotational degrees of freedom. Despite sufficient path accuracy, the robot can reaction forces do not provide sufficient rigidity from the process to a dynamic bending of the structure and thus an impermissibly large path deviation to prevent.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem Schneidwerkzeug zum Zwecke der Herstellung einer Material-Sollbruchstelle für die Freigabe von in Instrumententafeln, in Seitenverkleidungen der Türen eines Fahrzeugs und in der Lenkradnabe eingebaute Airbags als Insassenschutz so auszubilden, dass die Vorrichtung in der Lage ist, dynamische Abweichungen zwischen einer Werkzeugspitze (Schneidklinge) und einer Schneidgegenplatte mit hoher Auflösung zu detektieren und diese sofort zu kompensieren, so dass der Schneidrobo ter mit einfachen steuerungstechnischen Mitteln ein gleich enges Toleranzfeld wie die wesentlich teureren Maschinen bei der Ausbildung von Restwänden im eingeschnittenen Material einhalten kann.PRESENTATION OF THE INVENTION: OBJECT, SOLUTION, ADVANTAGES Based on the disadvantages and inadequacies set out above, and in consideration of the outlined state of the art, the present invention is based on the object of providing a device with a cutting tool for the purpose of producing a predetermined breaking point for the release of in instrument panels, in the side panels of the doors of a vehicle and in the steering wheel hub, to design airbags as occupant protection so that the device is able to detect dynamic deviations between a tool tip (cutting blade) and a cutting counterplate with high resolution and to compensate them immediately, so that the cutting robot with simple control technology means an equally narrow tolerance range as the much more expensive ones Machines in the formation of residual walls in the incised material.
Diese Aufgabe wird gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Schneidwerkzeug mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.This task is done according to the teaching the present invention by a cutting tool with the Features mentioned claim 1 solved. Advantageous configurations and appropriate further training of the present invention are characterized in the respective subclaims.
Danach besteht die Erfindung darin, dass zur in-process-Regelung der Restwandstärke von eingeschnittenen Materialien bei der Ausbildung von Schwächungs- bzw. Sollbruch- und Trennlinien, d. h. bei der Airbagschwächung am Schneidkopf des Schneidwerkzeugs neben dessen Schneidklinge oder neben dem Schneidwerkzeug mit dessen Führungsund Bewegungseinrichtung verbunden zur Messung des Abstands zu einer Schneidgegenplatte mindestens ein Abstandssensor mit einem Messprinzip angeordnet ist.The invention then consists in that for in-process control of the remaining wall thickness of cut materials in the formation of weakening or predetermined breaking and dividing lines, d. H. at the airbag weakening on Cutting head of the cutting tool next to its cutting blade or next to the cutting tool with its guiding and moving device connected to measure the distance to a cutting counterplate at least a distance sensor with a measuring principle is arranged.
Das Messprinzip ist gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung nun derart gewählt, dass das Sensorsignal in keiner Weise durch eine in der Schneidaufnahme liegende Formhaut beeinflussbar ist, wobei das Sensorsignal als Messgröße eines Regelkreises dient, bei dem der Abstand zwischen der Werkzeugspitze bzw. Schneidklinge und der Schneidgegenplatte die Regelgröße ist. Als Stellglied kann die robotergesteuerte Einrichtung mit ihrem Lageregelkreis oder mindestens eine zusätzlich zwischengeschaltete Stellachse wirken.The measuring principle is according to the teaching of the present invention is now chosen such that the sensor signal in no way through a molded skin lying in the cutting receptacle can be influenced, the sensor signal being a measured variable Control loop, in which the distance between the tool tip or cutting blade and the cutting counter plate is the controlled variable. As an actuator, the robot-controlled device with its Position control loop or at least one additional intermediate Actuating axis.
Des weiteren sieht die Erfindung zur in-process-Regelung der Restwandstärke bei der Airbagschwächung ein in seiner Bewegung gesteuertes, d. h. insbesondere programm- und/oder robotergesteuertes Schneidwerkzeug für Materialien, insbesondere z. B. aus PU-Elastomeren, aus PVC, aus TPE, aus TPE–E (= thermoplastische Elastomere auf Basis von Polyester), aus TPO und/oder aus TPU als Strukturhaut, als Slushhaut, als Spritzsprühhaut und/oder als Gießhaut vor.The invention further provides for in-process control of the remaining wall thickness during airbag weakening controlled in its movement, d. H. in particular program and / or robot-controlled cutting tool for materials, in particular z. B. from PU elastomers, from PVC, from TPE, from TPE-E (= thermoplastic Elastomers based on polyester), TPO and / or TPU as Structural skin, as a slush skin, as a spray spray skin and / or as a cast skin.
Das Schneidwerkzeug weist mindestens einen Schneidkopf mit einer Schneidklinge, mit einem Klingenhalter für die Schneidklinge und mit einer den Klingenhalter mit der Schneidklinge in eine bevorzugte oszillierende bzw. pulsierende Schneidbewegung versetzenden Antriebsvorrichtung auf; alternativ oder ergänzend hierzu kann das Schneidwerkzeug mittels der robotergesteuerten Einrichtung in eine ziehende, den Schnitt erzeugende Vorschubbewegung versetzt werden.The cutting tool has at least a cutting head with a cutting blade, with a blade holder for the Cutting blade and with a the blade holder with the cutting blade in a preferred oscillating or pulsating cutting movement Drive device on; alternatively or in addition to this, the cutting tool by means of the robot-controlled device in a pulling, the Cut generating feed movement are offset.
Die Schneidklinge zur Erzeugung von entlang einer Sollbruchlinie verlaufenden Schwächungsstrukturen im Material der Airbag-Verkleidung wird mit mindestens einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit entlang der Sollbruchlinie verfahren und das Material eingeschnitten.The cutting blade for generating weakening structures in the material running along a predetermined breaking line the airbag covering is at least a predetermined feed rate Move along the predetermined breaking line and cut the material.
Hierbei wird vermittels mindestens eines neben dem Schneidwerkzeug angeordneten und zusammen mit dem Schneidwerkzeug geführten Abstandssensors der Abstand vom Abstandssensor zu einer das einzuschneidende Material aufnehmenden Schneidgegenplatte gemessen.Here, at least one arranged next to the cutting tool and together with the Cutting tool guided Distance sensor the distance from the distance sensor to the one to be cut Material receiving cutting counter plate measured.
Die Restwandstärke wird dann aus dem zwischen Abstandssensor und Schneidgegenplatte gemessenen Abstand abzüglich des vorgegebenen und während des Schneidvorgangs konstant gehaltenen Werts für den Abstand des Abstandssensors von der Grundfläche, d. h. von der Bodenfläche des Einschnitts in das Material errechnet, wobei die Schneidklingentiefe bei Abweichungen automatisch nachgeregelt wird.The remaining wall thickness is then the between Distance sensor and cutting counter plate measured distance minus the given and during of the cutting process kept constant value for the distance of the distance sensor from the footprint, d. H. from the floor area of the incision in the material calculated, the cutting blade depth is automatically adjusted in the event of deviations.
Des weiteren sieht die Erfindung vor, dass zur in-process-Regelung der Restwandstärke von eingeschnittenen Materialien bei der Airbagschwächung am Schneidkopf des Schneidwerkzeugs neben dessen Schneid klinge oder neben dem Schneidwerkzeug mit dessen Führungs- und Bewegungseinrichtung verbunden zur Messung des Abstands zu einer Schneidgegenplatte mindestens ein Abstandssensor mit einem Messprinzip angeordnet ist, das derart gewählt wird, dass das Sensorsignal in keiner Weise durch eine in der Schneidaufnahrne liegende Formhaut beeinflusst wird.The invention further provides before that for in-process control of the remaining wall thickness of cut materials in airbag weakening on the cutting head of the cutting tool next to its cutting blade or in addition to the cutting tool with its guiding and moving device connected to measure the distance to a cutting counterplate at least a distance sensor is arranged with a measuring principle that such chosen is that the sensor signal in no way by one in the cutting receptacle lying molded skin is influenced.
Hierbei wird das Sensorsignal als Messgröße eines Regelkreises herangezogen, bei dem der Abstand zwischen der Werkzeugspitze bzw. Schneidklinge und der Schneidgegenplatte die Regelgröße ist, wobei als Stellglied die robotergesteuerte Einrichtung mit ihrem Lageregelkreis oder eine zusätzliche zwischengeschaltete Stellachse wirkt; die Restwandstärke wird aus dem Wert des Abstands zwischen dem Abstandssensor und der Schneidgegenplatte abzüglich der vorgegebenen Höhendifferenz zwischen dem Abstandssensor und der Klingenspitze errechnet.Here, the sensor signal is considered Measured variable of a Control loop used, in which the distance between the tool tip or cutting blade and the cutting counterplate is the controlled variable, the actuator being the robot-controlled device with its Position control loop or an additional interposed actuating axis acts; the remaining wall thickness is from the value of the distance between the distance sensor and the cutting counterplate less the predetermined height difference calculated between the distance sensor and the blade tip.
Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidwerkzeug wird eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung der Restwandstärke der Haut ohne aufwendige Maßnahmen oder ohne aufwerdige Einrichtungen erreicht. Die sich bei den bisher bekannten Lösungen ergebenden Nachteile werden verhindert.With the cutting tool designed according to the invention is a high accuracy in the production of the residual wall thickness Skin without complex measures or achieved without elaborate facilities. The ones with the so far known solutions resulting disadvantages are avoided.
Die Maschine ist somit in der Lage, dynamische Abweichungen zwischen der Werkzeugspitze und der Schneidgegenplatte mit hoher Auflösung zu detektieren und diese sofort zu kompensieren; insofern kann der Schneidroboter mit einfachen steuerungstechnischen Mitteln ein gleich enges Toleranzfeld einhalten, wie dies sonst nur mit wesentlich teureren Maschinen möglich ist.The machine is thus able to dynamic deviations between the tool tip and the cutting counterplate with high resolution to detect and compensate immediately; to that extent Cutting robots with simple control technology means the same Adhere to a narrow tolerance range, as is otherwise only essential more expensive machines possible is.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt
es verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die den Ansprüchen 1 und
7 nachgeordneten Ansprüche
verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand des durch
die
Es zeigt:It shows:
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente
oder Merkmale sind in den
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to execution the invention
Das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug
Die Realisierung des Schneidwerkzeugs
Die Bewegung des Schneidwerkzeugs
Alle Schneidvorgänge, Schnittbahnen und dergleichen werden vorzugsweise automatisch mit einer in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Führungs- und Bewegungseinrichtung gesteuert.All cutting processes, cutting paths and the like are preferably automatically with one in the drawing for reasons of clarity not shown leadership and movement device controlled.
Die Oszillation des Messers
Am Schneidkopf
Hierbei ist der Abstandssensor
Da das Hautmaterial
Die Höhendifferenz A1 (vgl. hierzu
auch
Zu berücksichtigen ist im Hinblick
auf die Höhe
des Abstandssensors
Mit der Lehre gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es möglich,
trotz dieser Dickenschwankungen einen Einschnitt mit exakt konstanter
Restwandstärke
A2 zu erzielen. Die Höhe
des Abstandssensors
Gemäß einer erfindungswesentlichen
Weiterbildung des vorliegenden Schneidwerkzeugs
Das Online-Messprinzip des zur Erfassung der
Restwandstärke
A2 vorgesehenen Abstandssensors
Was nun die in-process-Regelung der
Restwandstärke
A2 des eingeschnittenen Materials
Als Stellglied kann z. B. eine externe zusätzliche zwischengeschaltete Stellachse mit eigener Regelung fungieren. Eine derartige zusätzliche zwischengeschaltete Stellachse stellt technisch eine Lösung dar, wenn die verwendete Steuerung nicht die Möglichkeit zulässt, eine Messgröße in der Lageregelung mitzuverarbeiten.As an actuator z. B. an external additional Intermediate control axis function with its own control. A such additional intermediate positioning axis represents a technical solution, if the control used does not allow the possibility of a Measured variable in the Co-process position control.
In diesem Falle kann eine zusätzliche
lineare Bewegungsachse in Achsrichtung des Schneidkopfs
Gemäß einer Alternative oder Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann auch eine Steuerung auf C[omputerized]N[umerical]C[ontrol]-Basis (CNC = computerunterstützte numerische Maschinensteuerung) eingesetzt werden, sofern diese CNC-Steuerung über die Möglichkeit verfügt, eine Messgröße in der Lageregelung mitzuverarbeiten.According to an alternative or further training of The present invention can also be a control based on C [omputerized] N [umerical] C [ontrol] (CNC = computer-aided numerical machine control) are used, provided that this CNC control via the possibility features, a measure in the Co-process position control.
Eine externe zusätzliche zwischengeschaltete Stellachse mit eigener Regelung oder auch eine CNC-Steuerung ist als technisch einem nachfolgend beschriebenen Roboter mit Lageregelkreis gleich gestaltet anzusehen.An external additional intermediary Actuating axis with its own control or a CNC control as technically a robot with position control loop described below designed to look the same.
Als Stellglied kann also alternativ oder ergänzend auch der Roboter selbst mit seinem Lageregelkreis wirken, wobei in diesem Falle die Information für das Stellglied dem Regelkreis in der Lageregelung der Robotersteuerung entnommen wird.Alternatively, as an actuator or in addition the robot itself also works with its position control loop, whereby in this case, the information for the actuator to the control loop is taken from the position control of the robot controller.
Im exemplarischen Falle, dass der
Roboter selbst mit seinem Lageregelkreis als Stellglied fungiert,
ist dieser Lageregelkreis in die Steuerung der Maschine, und hierbei
insbesondere in die Lageregelung der Steuerung integriert. Die einzige
hergestellte Verbindung zum Schneidwerkzeug
In diesem Falle ist die Maschine ein Knickarmroboter, doch es kann genauso gut eine konventionelle kartesische Maschine mit x-Achse, mit y-Achse und mit z-Achse sein.In this case the machine is an articulated arm robot, but it can just as well be a conventional one Cartesian machine with x-axis, with y-axis and with z-axis.
Sofern die Maschine allerdings nicht über die Funktion eines externen überlagerten Regelkreises verfügt, ist es auch möglich, eine externe zusätzliche, z. B. P[ersonal]C[omputer]-basierte Regelung einzusetzen. Grundsätzlich gilt, dass der Regelkreis technisch im wesentlichen gleich gestaltet ist, und zwar unabhängig davon, ob der Regelkreis in einen Roboter oder in eine Maschine integriert ist.Unless the machine has the function an external superimposed Control loop, is it also possible an external additional, e.g. B. P [ersonal] C [omputer] -based control. Basically, that the control loop is technically essentially the same, and independently whether the control loop is in a robot or in a machine is integrated.
Der Regelkreis dient dazu, das Messsignal des
Abstandssensors
In diesem Zusammenhang wird das externe Signal als überlagerte Messgröße zugeführt. In der Steuerung ist die Stellgröße so verschaltet, dass die Stellgröße eine Korrekturbewegung genau in senkrechter Richtung erzeugt.In this context, the external signal as layered Measured variable supplied. In the control variable is interconnected in such a way that the manipulated variable is a Correction movement generated exactly in the vertical direction.
- 100100
- Schneidwerkzeugcutting tool
- 1010
- Schneidkopfcutting head
- 1515
- Gehäusecasing
- 2020
- Antriebsvorrichtungdriving device
- 2121
-
Antriebsmotor
der Antriebsvorrichtung
20 Drive motor of the drive device20 - 3030
- Klingenhalterblade holder
- 3535
- Messerklinge oder Schneidklingeknife blade or cutting blade
- 4040
-
(erste
Komponente der) Verbindung zwischen Schneidkopf
10 und(first component of) connection between cutting head10 and -
Abstandssensor
85 distance sensor85 - 4242
-
(zweite
Komponente der) Verbindung zwischen Schneidkopf
10 (second component of) connection between cutting head10 -
und
Abstandssensor
85 and distance sensor85 - 7070
- einzuschneidendes Material, insbesondere Hautmaterialeinzuschneidendes Material, especially skin material
- 8181
- Schneidgegenlage oder SchneidgegenplatteCutting counter support or cutting counter plate
- 8585
- Abstandssensordistance sensor
- 8686
-
Bodenfläche des
Einschnitts in das Material
70 Bottom surface of the incision in the material70 - AA
-
Abstand
zwischen Abstandssensor
85 und Schneidgegenplatte81 Distance between distance sensor85 and cutting counter plate81 - A1A1
-
Höhendifferenz
zwischen Abstandssensor
85 und Spitze derHeight difference between distance sensor85 and tip of the -
Schneidklinge
35 cutting blade35 - A2A2
- Restwandstärke = Abstand A minus Höhendifferenz A1Remaining wall thickness = distance A minus height difference A1
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