DE69118843T2

DE69118843T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen und Halten dünner Werkstücke grosser Abmessungen an einem vorbestimmten theoretischen Profil

Info

Publication number: DE69118843T2
Application number: DE69118843T
Authority: DE
Inventors: Gerard Raymond Bon
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2011-12-10
Also published as: DE69118843D1; EP0490746A1; FR2670148B1; FR2670148A1; ES2087269T3; EP0490746B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen großflächige dünne Werkstücke an ein vorbestimmtes theoretisches Profil angepaßt und in dieser Position gehalten werden können, um an diesen vor allem Bearbeitungsvorgänge und/oder versoniedene spezifische Behandlungen ausführen zu können.
Derartige dünne Werkstücke, deren Flächen im allgemeinen gekrümmt sind, werden besonders, wenn auch nicht ausschließlich, in der Luftfahrt eingesetzt und stellen nach der Montage den Rumpf oder das Tragwerk der Luftfahrzeuge dar.
Im allgemeinen werden diese dünnen Werkstücke zuvor durch Tiefziehen hergestellt. Aufgrund ihrer großen Abmessungen im Vergleich zu ihrer Dicke müssen sie dann für die Bearbeitung und/oder die anschließende Behandlung auf geeigneten Vorrichtungen angebracht werden.
Dazu haben die gegenwärtig gebräuchlichen bekannten Vorrichtungen eine Vielzahl von Stützen, die an einem ihrer Enden mit schwenkbaren Greifköpfen ausgerüstet sind, auf denen das dünne Werkstück aufliegt. Diese Greifköpfe arbeiten im allgemeinen mit Unterdruck, so daß das dünne Werkstück, wenn in jedem Kopf ein Teilvakuum erzeugt wird, fest in seiner Lage gehalten wird. Die Stützen der Vorrichtung sind so verteilt, daß das dünne Werkstück geeignet abgestützt wird, und werden zu Beginn auf das theoretische Profil des dünnen Werkstücks eingestellt, damit dieses überall an allen Greifköpfen anliegt.
Es kommt jedoch oft vor, daß das tatsächliche Profil der dünnen Werkstücke nach dem Tiefziehen hauptsächlich durch Herstellungsfehler, die sich bei großflächigen Werkstücken häufig ergeben, etwas vom vorbestimmten theoretischen Profil abweicht. Wenn dann ein derartiges dünnes Werkstück mit gekrümmter Oberfläche auf die Vorrichtung gebracht wird, liegt es nicht auf allen Greifköpfen der Stützen auf, da sein tatsächliches Profil nicht dem theoretischen Profil, das durch die Stützen vorgegeben wird, entspricht.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, muß eine Bedienperson von Hand auf die betreffenden Bereiche des Werkstücks einwirken, um die Verbindung mit den entsprechenden Greifköpfen herzustellen.
Dieser Vorgang ist jedoch langwierig und aufwendig und kann außerdem nur am Rand des dünnen Werkstücks ausgeführt werden, da die zentralen Greifköpfe der Vorrichtung im allgemeinen nicht erreichbar sind. Außerdem kann diese manuelle Lösung, die zu unvollkommenen Ergebnissen führt, nicht bei einem automatischen Fertigungszyklus vorgesehen werden und bedeutet damit eine Beeinträchtigung der Produktion.
Es ist festzustellen, daß in Dokument GB-A-2 205 258 ein Verfahren sowie ein Gerät entsprechend der Einleitung von Anspruch 2 beschrieben werden, mit dem ein dünnes Werkstück mit gekrümmter Oberfläche abgestützt und in Position gehalten werden kann und das zwischen jeder einstellbaren Stütze und einem schwenkbaren Unterdruck-Greifkopf Verstellmittel in der Art von Kolben hat. Nachdem wie üblich eine ungefähre Einstellung der einstellbaren Stützen vorgenommen wurde, werden diese Verstellmittel betätigt, um über den Werkzeugträger der Maschine und einen Computer die genaue Einstellung der Lage der Kautschukmembranen der Greifköpfe zu ermöglichen, die dann eine Gesamtheit von Punkten bilden, die dem vorbestimmten theoretischen Profil des dünnen Werkstücks entsprechen.
In diesem früheren Dokument ist es mit den Verstellmitteln zwischen den einstellbaren Stützen und den Greifköpfen des Geräts also nicht möglich, ein dünnes Werkstück mit gekrümmter Oberfläche an alle Greifköpfe, die das theoretische Profil des Werkstücks verkörpern, anzustellen, wenn dessen tatsächliches Profil Abweichungen aufweist.
Die vorliegende Erfindung, deren Gegenstand es ist, diese Nachteile zu beseitigen, bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen großflächige dünne Werkstücke an ein vorbestimmtes theoretisches Profil unabhängig vom tatsächlichen Profil der Werkstücke angepaßt und in dieser Stellung gehalten werden können. Die Konzeption der Vorrichtung der Erfindung ist mechanisch einfach, kostengünstig und ermöglicht außerdem die Automatisierung des Fertigungszyklus.
Dazu besteht das erfindungsgemäße Verfahren, mit dem großflächige dünne Werkstücke an ein vorbestimmtes theoretisches Profil angepaßt und in dieser Lage gehalten werden können, der Art, daß eine Vielzahl einstellbarer Stützen eingesetzt wird, die an einem ihrer Enden schwenkbare Greifköpfe und zwischen jedem Greifkopf und dessen Stütze Verstellmittel haben, darin, daß:
- die Stützen so eingestellt werden, daß die Greifköpfe auf das vorbestimmte theoretische Profil gebracht werden, wenn die Verstellmittel eine eingefahrene Stellung einnehmen;
- die Verstellmittel in eine ausgefahrene Stellung gesteuert werden, in der das theoretische Profil somit verschoben wird;
- das dünne Werkstück auf den Greuköpfen angeordnet wird, wobei es auf einigen von diesen aufliegt;
- die Verstellmittel betätigt werden, so daß alle Greifköpfe an das Werkstück angelegt werden und dessen tatsächliches Profil annehmen;
- das Werkstück an die Greifköpfe angelegt gehalten wird, und dann
- die Verstellmittel in ihre eingefahrene Stellung abgesenkt werden, so daß das dünne Werkstück von seinem tatsächlichen Profil auf das vorbestimmte theoretische Profil gebracht wird, das der eingefahrenen Stellung der Verstellmittel entspricht.
Zur Anwendung dieses Verfahrens ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Vielzahl von einstellbaren Stützen, die jeweils an einem ihrer Enden schwenkbare Greifköpfe mit Unterdruck haben, an die das dünne Werkstück angelegt werden kann, und mit Verstellmitteln unter jedem Greifkopf, die jeweils mit den Stützen verbunden sind, wobei die Verstellmittel gesteuert werden und jeweils aus einem Arbeitszylinder mit Zylinder und Kolben bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß:
- sich die Verstellmittel zwischen zwei Stellungen, d.h. einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung, bewegen können, und ihr Hub den zulässigen Maßabweichungen entspricht, die zwischen dem tatsächlichen Profil des dünnen Werkstücks und dem vorbestimmten theoretischen Profil auftreten können, wobei dieses theoretische Profil durch die eingefahrene Stellung der steuerbaren Verstellmittel definiert wird;
- zwischen Zylinder und Kolben jedes Arbeitszylinders eine Druckfeder vorgesehen ist; und
- jede Feder so eingestellt ist, daß sie in der ausgefahrenen Stellung der Verstellmittel genau dem Gewicht des Kolbens und des entsprechenden Greifkopfes entgegenwirken kann.
Durch die steuerbaren Verstellmittel zwischen jeder Stütze und dem Greifkopf ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung so den Fortfall der Handarbeitsgänge, durch die das tatsächliche Profil der dünnen Werkstücke an das vorbestimmte theoretische Profil angepaßt werden soll. Die Stützen werden zu Anfang so eingestellt, daß die Greifköpfe in der eingefahrenen Endstellung der Verstellmittel das vorbestimmte theoretische Profil verkörpern.
Nach einem weiteren Merkmal der Vorrichtung handelt es sich bei den Arbeitszylindern zwischen den einstellbaren Stützen und den Greifköpfen um Fluid-Arbeitszylinder, die durch entsprechende Leitungen mit einer gemeinsamen Fluidquelle verbunden sind. Dabei ist jeder der Greifköpfe über eine Leitung mit der Fluidquelle verbunden.
Wenn es sich bei den Greifköpfen um Unterdruckgreifköpfe handelt, die aus einer gemeinsamen Fluidquelle gespeist werden, können die Verstellmittel und die Greifköpfe somit nach einem festgelegten Arbeitsprogramm gesteuert werden, so daß der Herstellungszyklus der dünnen Werkstücke von der Übergabe an die Vorrichtung, die deren Anpassung an das vorbestimmte theoretische Profil übernimmt, bis hin zu den vorgesehenen Bearbeitungs- und/oder Behandlungsvorgängen und ihre anschließende Übergabe zum Beispiel an einen weiteren Arbeitsplatz vollautomatisiert werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart ist bei jedem Arbeitszylinder der Zylinder an der einstellbaren Stütze befestigt, und der Kolben hat eine Stange, die mit einem ihrer als Kolben ausgebildeten Enden dicht im Zylinder gleiten kann und mit ihrem anderen Ende mit dem Greifkopf verbunden ist.
Bemerkenswert sind folglich die einfache Ausführung und die Funktionstüchtigkeit der Verstellmittel, die leicht ohne große Investitionen an alten Vorrichtungen nachgerüstet werden können.
Außerdem kann die gemeinsame Fluidquelle in den Arbeitszylindern einen Luftdruck oder ähnliches erzeugen und damit die Verschiebung der Greifköpfe auf den Zylinderstangen in die ausgefahrene Stellung bewirken, das dünne Werkstück an die Greifköpfe angelegt halten und die Stangen der Arbeitszylinder in die eingefahrene Stellung bewegen und so das tatsächliche Profil des dünnen Werkstücks an dessen vorbestimmtes theoretisches Profil anpassen.
Außerdem ist die Druckfeder vorteilhafterweise zwischen dem Zylinderboden und der Gleitstange jedes Arbeitszylinders angebracht. So ist gewährleistet, daß das dünne Werkstück an alle Greifköpfe angelegt wird, die in diesem Augenblick das tatsächliche Profil des Werkstücks annehmen. Durch das in jedem Kopf erzeugte Teilvakuum halten die Köpfe das Werkstück fest und werden dann von den Arbeitszylindern in die eingefahrene Stellung der Stangen gebracht, die dem vorbestimmten theoretischen Profil entspricht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Greifkopf auf jedem steuerbaren Verstellmittel aus:
- einem Fuß, der mit den steuerbaren Stellmitteln verbunden ist und eine annähernd halbkugelförmige Außenfläche hat, die in der Nähe ihres Umfangs einen Runddichtring aufweist;
- einer schwenkbaren halbkugelförmigen Schale, die auf dem Runddichtring des Fußes aufliegt und mit der Außenfläche des Fußs eine kalottenförmige Kammer bildet, und
- einer Platte, die an der halbkugelförmigen Schale in deren diametraler Ebene befestigt ist und auf der Außenseite eine Dichtung hat, an die sich das dünne Werkstück anlegen kann.
Vorteilhafterweise hat die Außenseite jeder Platte eine Vielzahl von Kugeln, die eine Bezugsebene für die Positionierung des dünnen Werkstücks bilden und das relative Gleiten zwischen dem dünnen Werkstück und der Schale jedes Greifkopfes gewährleisten. Der Schnittpunkt zwischen der Achse jedes Arbeitszylinders und der Bezugsebene der entsprechenden Schale stellt einen Punkt des vorbestimmten theoretischen Profils des dünnen Werkstücks dar.
Außerdem hat jeder Fuß eine Durchführung, durch die die kalottenförmige Kammer mit der Leitung aus der Fluidquelle über ein Fluidorgan verbunden werden kann, das aus einem Durchsatzbegrenzer und einer parallel dazu angebrachten Rückschlagklappe besteht, und die Schale eine Leitung, durch die die kalottenförmige Kammer über eine steuerbare Klappe mit dem Raum in Verbindung gebracht werden kann, der von der Außenfläche der Diatte und der Dichtung begrenzt wird, an die sich das dünne Werkstück anlegen kann.
Dazu ist an der Außenseite jeder Platte ein Wechselkugelschalter angebracht, der auf die steuerbare Klappe an der Platte einwirken kann, wenn das dünne Werkstück an der Dichtung anliegt, so daß im Raum über die Leitung ein Teilvakuum hergestellt wird.
Außerdem ist in der Leitung zwischen jedem steuerbaren Verstellmittel und der Fluidquelle ein Durchsatzbegrenzer vorgesehen. Dadurch gelangt das Teilvakuum aus der Fluidquelle schrittweise in die Arbeitszylinder, und die Stangen werden in ihre eingefahrene Stellung versetzt.
Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Auf diesen Figuren werden mit identischen Bezugsnummern ähnliche Elemente bezeichnet.
Figur 1 stellt als teilweisen Axialschnitt eine der einstellbaren Stützen der Vorrichtung dar, die mit einem schwenkbaren Greifkopf ausgerüstet ist und erfindungsgemäß steuerbare Verstellmittel hat, die sich in der eingefahrenen Stellung befinden.
Figur 2 ist eine Ansicht ähnlich der obigen, bei der sich die steuerbaren Verstellmittel in der ausgefahrenen Stellung befinden.
Die Figuren 3A, 3B, 3C und 3D veranschaulichen schematisch die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung, durch die ein dünnes Werkstück abgestützt und an ein vorbestimmtes theoretisches Profil angepaßt werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sollen großflächige dünne Werkstücke, die im allgemeinen eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, an ein vorbestimmtes theoretisches Profil angepaßt und in dieser Position gehalten werden, um im weiteren verschiedene Bearbeitungsvorgänge und/oder Behandlungen sowie spezifische Kontrollen ausführen zu können.
Dazu hat die Vorrichtung 1 eine Vielzahl einstellbarer Stützen 2, von denen eine teilweise in Figur 1 dargestellt ist. Diese einstellbaren Stützen 2 können in der bekannten Weise aus fahrbaren Hubzylinderbühnen mit flexiblen Arbeitsmitteln bestehen, die jeweils mit einem schwenkbaren Greifkopf 3 für Unterdruck ausgerüstet sind.
Entsprechend der Erfindung sind zwischen jeder Stütze 2 und dem entsprechenden Greifkopf 3 steuerbare Verstellmittel 4 vorgesehen, deren Aufgabe es ist, die Maßabweichungen zu beseitigen, die zwischen dem tatsächlichen Profil des dünnen Werkstücks und dem vorbestimmten theoretischen Profil aus den oben genannten Gründen auftreten können. Dazu kann das tatsächliche Profil des dünnen Werkstücks durch die steuerbaren Verstellmittel 4 mit Hilfe der Greifköpfe, wie unter Bezugnahme auf die Figuren 3A bis 3D zu sehen sein wird, in das theoretische Profil verändert werden.
Die Mittel 4 können sich somit zwischen zwei Endstellungen, einer eingefahrenen Stellung (Figur 1) und einer ausgefahrenen Stellung (Figur 2), bewegen. Dabei entspricht deren Hub den zulässigen Maßabweichungen, die zwischen dem tatsächlichen Profil und dem vorbestimmten theoretischen Profil der dünnen Werkstücke auftreten können. Diese steuerbaren Verstellmittel 4, die jeder einstellbaren Stütze 2 zugeordnet sind, verwenden zur Kraftübertragung ein Fluid und sind über eine Leitung 6 mit einer gemeinsamen Fluidquelle 5 verbunden, an die über entsprechende Leitungen 7 ebenfalls die Greifköpfe 3 angeschlossen sind.
In den Figuren 1 und 2 sind die steuerbaren Verstellmittel 4 in diesem Ausführungsbeispiel strukturell als pneumatischer Arbeitszylinder 8 definiert, der aus einem Zylinder 9, der mit seinem Boden 9A durch eine Schraube 10 am oberen Teil 2A der Stütze 2 befestigt ist, und aus einer Stange 11 besteht, die mit ihrem freien Ende 11A mit dem Greifkopf 3 verbunden ist und mit ihrem anderen als Kolben ausgeführten Ende 11B dicht im Zylinder 9 gleiten kann.
Um die Zentrierung jedes pneumatischen Arbeitszylinders 8 gegenüber der Stütze 2 zu gewährleisten, greift ein Ringansatz 9B, der sich außen am Boden 9A des Zylinders fortsetzt, in eine entsprechende Aussparung 2B am oberen Teil 2A der einstellbaren Stütze 2 ein.
Außerdem wird der Zylinder 9 auf der dem Boden entgegengesetzten Seite durch einen Zylinderkopf 9C mit einem Durchgangsloch 9D verschlossen, das den Zugang zur Außenluft gewährleistet. Die Stange 11 verläuft durch den Zylinderkopf 9C. Die Leitung 6, durch die jeder Arbeitszylinder 8 mit der Fluidquelle 5 verbunden ist, ist mit einem ihrer Enden in der Nähe von Boden 9A des Zylinders über einen Durchgang 9F angeschlossen, wobei in der Leitung 6 an deren Ende, das an den Zylinder angeschlossen ist, außerdem ein Durchsatzbegrenzer 6A angebracht ist.
Zwischen dem Boden 9A von Zylinder 9 und der beweglichen Stange 11 jedes Arbeitszylinders ist zudem eine Druckfeder 12 vorgesehen. Diese koaxial zur Achse des Arbeitszylinders angeordnete Feder 12 wird durch eine kreisrunde Auskragung 9E als innere Verlängerung des Zylinderbodens und durch ein Grundloch 11C koaxial zur Auskragung 9E innerhalb der Stange 11 gehalten. Außerdem ist jede Feder 12 so eingestellt, daß sie genau dem Gewicht der Stange und des Greifkopfes entgegenwirken kann.
In Figur 1 befindet sich die Stange 11 des Arbeitszylinders, wie später zu sehen sein wird, durch ein Teilvakuum, das in der Zylinderkammer 9G durch die Quelle 5 erzeugt wird, in eingefahrener Stellung und drückt so die Feder zusammen. In Figur 2 wird die Kammer 9G jedes Arbeitszylinders durch die Quelle 5 mit Druckluft beaufschlagt, so daß sich die Stange 11 in einer ausgefahrenen Endstellung befindet.
Der mit Unterdruck arbeitende schwenkbare Greifkopf 3 auf jedem pneumatischen Arbeitszylinder 8 hat in diesem Ausführungsbeispiel einen Fuß 14, eine schwenkbare Schale 15 und eine Platte 16 mit einer Lippendichtung 17, an die sich das dünne Werkstück anlegen kann.
Der Fuß 14 ist am Ende 11A der Stange 11 von Arbeitszylinder 8 mit einer Schraube 18 befestigt und hat eine annähernd halbkugelförmige Außenfläche 14A, die in der Nähe ihres Umfangs mit einem Runddichtring 148 versehen ist. Die Schale 15 hat die Form einer Halbkugel und liegt am Runddichtring 14B von Fuß 14 an. So entsteht durch die Außenfläche 14A des Fußes und die entsprechende Wand 15A von Schale 15 eine Kammer 19 in Form einer Kalotte. Die Platte 16 ist an der Schale 15 etwa in deren diametraler Ebene befestigt und hat auf der Außenseite 16A in der Nähe ihres Umfangs die kreisrunde Lippendichtung 17.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren 1 und 2 ist außerdem zu sehen, daß die Leitung 7 über ein Fluidorgan 7A, das aus einem Durchsatzbegrenzer 7A1 und einer parallel dazu angebrachten Rückschlagklappe 7A2 besteht, an eine Durchführung 14C im Fuß 14 angeschlossen ist und so die Kammer 19 mit der Fluidquelle 5 in Verbindung bringen kann. An der Innenseite 16B von Platte 16, die nach dem Innenraum der halbkugelförmigen Schale 15 gerichtet ist, ist zudem eine steuerbare Klappe 20 befestigt, die durch eine Leitung 21, deren Enden mit der Wand 15A von Schale 15 und der Außenseite 16A der Platte verbunden sind, die Kammer 19 und den von der Außenseite 16A und der Dichtung 17 begrenzten Raum 22 in Verbindung bringen kann. Dazu kann die Klappe durch einen Wechselkugelschalter 23, der in der Platte 16 in der Achse von Arbeitszylinder 8 angebracht ist, gesteuert werden.
Außerdem hat jeder Greifkopf 3 drei um 120º zueinander versetzte Kugeln 24, von denen zwei in den Figuren 1 und 2 zu sehen sind. Die drei Kugeln 24, die in der Platte 16 gelagert sind, stehen an deren Außenseite 16A über, bilden eine Bezugsebene für das dünne Werkstück und gewährleisten das seitliche relative Gleiten zwischen dem dünnen Werkstück und der Schale.
Die durch die drei Kugeln 24 gebildete Bezugsebene bestimmt zusammen mit der Achse des Arbeitszylinders 8 einen geometrischen Punkt P. Dabei deckt sich die Gesamtheit der geometrischen Punkte P der Arbeitszylinder mit dem vorbestimmten theoretischen Profil des dünnen Werkstücks Jede Schale 15 kann also gegenüber dem festen Fuß 14 um diesen Punkt P geschwenkt werden.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Figuren 3A,3B,3C und 3D beschrieben, die schematisch drei der einstellbaren Stützen von Vorrichtung 1 darstellen, die in einer beliebigen Transversalebene angeordnet sind.
In Figur 3A wurden die Stützen 2 zuvor in der Höhe so eingestellt, daß die durch den Schnittpunkt der Achsen der pneumatischen Arbeitszylinder 8 mit den Bezugsebenen der Kugeln 24 gebildeten geometrischen Punkte P dem vorbestimmten theoretischen Profil entsprechen, das das dünne Werkstück haben soll. Dieses theoretische Profil Pth, das sich durch Aneinanderfügen aller Punkte P ergibt, ist gestrichelt dargestellt. Die Höheneinstellung der einstellbaren Stützen erfolgt, wenn sich die pneumatischen Arbeitszylinder 8 in eingefahrener Stellung, wie in Figur 1 dargestellt, befinden. Die Kolben 11B der Stangen liegen dann am jeweiligen Boden 9A der Zylinder an, und die Kammern 9G haben ein Kleinstvolumen.
Dann wird die Fluidquelle 5 angesteuert, um in den Leitungen 6 und 7 Druckluft zu erzeugen. Die Druckluft gelangt über die Durchführung 9F in die Kammern 9G der Zylinder 9 und drückt jede Stange 11 solange nach oben, bis ihr Kolben an den Zylinderköpfen 9C anliegt. Die Umgebungsluft zwischen den Kolben und den Zylinderköpfen der Arbeitszylinder wird über die Bohrungen 9D nach außen gedrückt. Die Kammern 9G haben dann ihr größtes Volumen. Gleichzeitig gelangt die Druckluft in diesem Fall durch den Durchsatzbegrenzer 7A1 jedes Arbeitszylinders (durch die Rückschlagklappe 7A2 wird ein Rückstrom der Luft verhindert) und die Durchführung 14C in jedem Fuß 14 in die Kammer 19 der Greifköpfe 3. Durch die Luft aus den Durchsatzbegrenzern wird jetzt jede schwenkbare Schale 15 leicht angehoben, so daß sie besser auf dem Runddichtring 14B des Fußes gleiten kann. Außerdem gelangt die Luft in jeder Kammer 19 in die Leitung 21, in der sie durch jede Steuerklappe 20, die alle geschlossen sind, gestoppt wird.
In diesem Augenblick nimmt die Vorrichtung 1 die in Figur 3B gezeigte Stellung ein, in der sich die Arbeitszylinder 8 in einer ausgefahrenen Endstellung befinden und jeder Punkt des theoretischen Profils Pth um einen Abstand verschoben wurde, der dem identischen Hub der pneumatischen Arbeitszylinder 8 entspricht.
Das dünne Werkstück 30, das durch nicht dargestellte geeignete Mittel gehalten wird, wird dann an die Greifköpfe 3 herangeführt und auf diesen abgelegt. An diesem fleispiel ist zu sehen, daß das tatsächliche Profil Pr des dünnen Werkstücks 30 nicht dem vorbestimmten theoretischen Profil Pth entspricht, so daß es in diesem dargestellten Beispiel nicht auf den beiden äußeren Greifköpfen aufliegt.
Um das dünne Werkstück 30 an allen Greifköpfen 3 von Vorrichtung 1 zur Auflage zu bringen, wird die Druckluftversorgung abgeschaltet und der Kreislauf an die Außenluft (Luftdruck) gelegt. Da jede Feder 9E genau auf das Gewicht der Stange und des darauf befindlichen Greifkopfes eingestellt ist, werden die Greifköpfe 3, die sich bereits mit dem dünnen Werkstück 30 in Kontakt befinden, unter dem Gewicht des Werkstücks (durch die sich in die Zylinder zurückschiebenden Stangen) solange abgesenkt, bis alle Greifköpfe 3 am Werkstück 30 anliegen. Durch die Anbringung derartiger Federn kann das dünne Werkstück, wie Figur 3C zeigt, mit allen Greifköpfen in Kontakt gebracht werden. In diesem Moment entsprechen die Punkte P der Schalen 15, die gegenüber ihrem entsprechenden festen Fuß 14 eine automatische Schwenkbewegung vollzogen haben, dem tatsächlichen Profil des dünnen Werkstücks 30. In diesem Beispiel sind also die Maßabweichungen zu sehen, die zwischen dem tatsächlichen Profil des Werkstücks und dem vorbestimmten theoretischen Profil im Bereich der äußeren Arbeitszylinder 8 bestehen.
Um das dünne Werkstück 30 auf sein vorbestimmtes theoretisches Profil Pth zu bringen und dort zu halten, erzeugt die Fluidquelle 5 dann in den Leitungen 6 und 7 ein Teilvakuum bzw. einen Unterdruck. Dadurch öffnen sich die Rückschlagklappen 7A2, und es entsteht in den Kammern 19 ein Teilvakuum, so daß zwischen jeder geschwenkten Schale 15 und ihrem Fuß 14 mit der Dichtung 14B eine Saugverbindung gewährleistet wird.
Durch das auf den Kugeln 24 jeder Platte aufliegende dünne Werkstück 30 wird der Kugelschalter 23 eingedrückt, der seinerseits die Öffnung der Klappe 20 steuert. Auf diese Weise wird in der Leitung 21 und dann in Raum 22 zwischen dem entsprechenden Bereich des Werkstücks, der Dichtung 17 und der Außenseite 16A der Platten 16 ein Unterdruck hergestellt. Das Werkstück 30 wird damit fest an die Greifköpfe 3 angesaugt. Durch den Durchsatzbegrenzer 6A bildet sich der Unterdruck allmählich unter leichter Verzögerung in der Kammer 9G jedes Arbeitszylinders 8 heraus. Das führt dazu, daß die Stangen 11 mit den Greifköpfen langsam wieder in die in Figur 1 dargestellte eingefahrene Stellung gelangen und das dünne Werkstück 30, wie in Figur 3D gezeigt, das vorbestimmte theoretische Profil annimmt.
In diesem Stadium kann das dünne Werkstück dann bearbeitet werden. Wenn die Bearbeitung beendet ist, wird die Fluidquelle so gesteuert, daß das Teilvakuum in den Arbeitszylindern und den Greifköpfen aufgehoben wird. Durch Quelle 5 wird erneut mit Druckluft beauf schlagt und die Vorrichtung 1 in die in Figur 3B dargestellte Lage versetzt. Unterdessen wird das dünne Werkstück zum Beispiel an einen anderen Arbeitsplatz transportiert.
Dann kann ein neuer Arbeitszyklus der Vorrichtung beginnen.
Es wurden oben zwar Unterdruck-Greifköpfe beschrieben, aber es könnten natürlich auch Greifköpfe eines anderen Typs, zum Beispiel elektromagnetische Greifköpfe, eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren, mit dem großflächige dünne Werkstücke an ein vorbestimmtes theoretisches Profil (Pth) angepaßt und in dieser Lage gehalten werden können, derart, daß eine Vielzahl einstellbarer Stützen (2), die jeweils an einem ihrer Enden mit schwenkbaren Greifköpfen (3) ausgerüstet sind, und Verstellmittel (4) zwischen jedem Greifkopf (3) und seiner Stütze (2) eingesetzt werden, wobei das Verfahren darin besteht, daß:

- die Stützen (2) so eingestellt werden, daß die Greifköpfe (3) auf das vorbestimmte theoretische Profil (Pth) gebracht werden, wenn sich die Verstellmittel (4) in eingefahrener Stellung befinden;

- die Verstellmittel (4) in eine ausgefahrene Stellung gesteuert werden, so daß das theoretische Profil (Pth) verschoben wird;

- das dünne Werkstück auf den Greifköpfen (3) angeordnet wird und auf einigen davon aufliegt;

- die Verstellmittel (4) betätigt werden, so daß alle Greifköpfe (3) am Werkstück anliegen und dessen tatsächliches Profil (Pr) annehmen;

- das Werkstück an die Greifköpfe (3) angelegt gehalten wird; dann

- die Verstellmittel (4) in ihre eingefahrene Stellung abgesenkt werden, so daß das dünne Werkstück vom tatsächlichen Profil (Pr) an das vorbestimmte theoretische Profil (Pth), das der eingefahrenen Stellung der Verstellmittel (4) entspricht, angepaßt und in dieser Stellung gehalten wird.

2. Vorrichtung (1) zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, derart, daß diese eine Vielzahl von einstellbaren Stützen (2), die jeweils an einem Ende mit schwenkbaren Greifköpfen (3) des Unterdruck-Typs ausgerüstet sind, an die sich das dünne Werkstück anlegen kann, und Verstellmittel (4) hat, auf denen sich je ein Greifkopf (3) befindet und die jeweils mit den Stützen (2) verbunden sind, wobei die Verstellmittel (4) gesteuert werden können und jeweils aus einem Arbeitszylinder (8) mit Zylinder (9) und Kolben (11, 11A, 11B) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß

- sich die Verstellmittel (4) zwischen zwei Stellungen, einer eingefahrenen bzw. einer ausgefahrenen Stellung, bewegen können, und deren Hub den zulässigen Maßabweichungen zwischen dem tatsächlichen Profil (Pr) des dünnen Werkstücks und dem vorbestimmten theoretischen Profil (Pth), das bei eingefahrener Stellung der steuerbaren Verstellmittel (4) definiert wird, entspricht;

- eine Druckfeder (12) zwischen dem Zylinder (9) und dem Kolben (11,11A,11B) jedes Arbeitszylinders (8) vorgesehen ist; und

- jede Feder (12) so eingestellt ist, daß sie in der ausgefahrenen Stellung der Verstellmittel (4) genau dem Gewicht von Kolben (11,11A,11B) und zugeordnetem Greifkopf (3) entgegenwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (8) zwischen den einstellbaren Stützen und den Greifköpfen mit einem Fluid als Kraftübertragungsmittel arbeiten und über entsprechende Leitungen (6) mit einer gemeinsamen Fluidquelle (5) verbunden sind, und dadurch, daß jeder Greifkopf (3) über eine Leitung (7) mit der Fluidquelle verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Arbeitszylinder (8) der Zylinder (9) an der einstellbaren Stütze (2) befestigt ist und der Kolben eine Stange (11) hat, die mit einem als Kolben (11B) ausgebildeten Ende dicht im Zylinder gleiten kann und mit ihrem anderen Ende (11A) mit dem Greifkopf (3) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Fluidquelle (5) in den Arbeitszylindern (8) einen Luftdruck oder ähnliches erzeugen und die Verschiebung der Greifköpfe (3) auf den Stangen (11) der Arbeitszylinder (8) in die ausgefahrene Stellung bewirken, dann das dünne Werkstück (30) an die Greifköpfe (3) angelegt halten und die Stangen der Arbeitszylinder in die eingefahrene Stellung versetzen kann, so daß das tatsächliche Profil des dünnen Werkstücks an dessen vorbestimmtes theoretisches Profil angepaßt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (12) zwischen dem Boden (9A) von Zylinder (9) und der Gleitstange (11) jedes Arbeitszylinders (8) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Greifkopf (3) auf jedem der steuerbaren Verstellmittel aus:

- einem Fuß (14), der mit den steuerbaren Verstellmitteln (4) verbunden ist und eine annähernd halbkugelförmige Außenfläche (14A) mit einem Runddichtring (14B) in der Nähe ihres Umfangs hat;

- einer schwenkbaren halbkugelförmigen Schale (15), die auf dem Runddichtring (148) von Fuß (14) aufliegt und mit der Außenfläche (14A) des Fußes eine Kammer (19) in Form einer Kalotte bildet; und

- einer Platte (16), die an der halbkugelförmigen Schale (15) in deren diametraler Ebene befestigt ist und an ihrer Außenseite (16A) eine Dichtung (17) hat, an die sich das dünne Werkstück (30) anlegen kann, besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (16A) jeder Platte (16) eine Vielzahl von Kugeln (24) hat, die eine Bezugsebene für die Positionierung des dünnen Werkstücks bilden und das relative Gleiten zwischen dem dünnen Werkstück und der Schale jedes Greifkopfes gewährleisten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fuß (14) mit einer Durchführung (14C) versehen ist, die die kalottenförmige Kammer (19) und die Leitung (7) aus der Fluidquelle (5) über ein Fluidorgan (7A), das aus einem Durchsatzbegrenzer (7A1) und einer parallel dazu angeordneten Rückschlagklappe (7A2) in der Leitung besteht, miteinander verbinden kann, und dadurch, daß die Schale (15) eine Leitung (21) hat, durch die die kalottenförmige Kammer (19) über eine steuerbare Klappe (20) mit dem Raum (22) verbunden werden kann, der durch die Außenseite (16A) von Platte (16) und die Dichtung (17) gebildet wird, an die sich das dünne Werkstück anlegen kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite (16A) jeder Platte ein Wechselkugelschalter (23) angebracht ist, der die an der Platte befestigte steuerbare Klappe betätigen kann, wenn das dünne Werkstück an der Dichtung anliegt, so daß sich im Raum (22) über die Leitung (21) das Teilvakuum einstellt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (6) zwischen jedem steuerbaren Verstellmittel (4) und der Fluidquelle (5) ein Durchsatzbegrenzer (6A) vorgesehen ist.