DE69515116T2

DE69515116T2 - Vorrichtung zum anschlag- und sensor-basierten steuern von biegeoperationen

Info

Publication number: DE69515116T2
Application number: DE69515116T
Authority: DE
Inventors: Alan Bourne; L. Elkins; Kensuke Hazama; M. Moore; Marie Murray; H. Sturges
Original assignee: Amada Co Ltd; AMADA Ltd US; US Amada Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; AMADA Ltd US; US Amada Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: WO1996014949A3; DE69515116D1; JP3784831B2; US5987958A; WO1996014949A2; US6292716B1; EP0738190B1; EP0738190A1; US5761940A; JPH09509368A; JP2007075898A; JP4637082B2; JP2006218542A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Sachgebiet einer Anschlagsmessung während des Betriebs einer Abkantpresse für eine Metallblechbiegearbeitungsstation und auf eine auf einem Sensor basierenden Steuerung von robotermäßigen Manipulationen von Blechwerkstücken.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Fingermeßvorrichtung für eine Vorrichtung zum Ausrichten von schmiedbaren Werkstücken in Bezug auf ein Prägewerkzeug einer Biegevorrichtung, wenn das Werkstück in einen Prägeraum eingeladen ist, wie dies in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ausrichten von Blechwerkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3, wobei die Vorrichtung die vorstehend erwähnte Fingermeßvorrichtung umfaßt.

Diskussion des Stands der Technik und allgemeine Informationen

Die Fig. 1-3 stellen, in einer vereinfachten Ansicht, eine beispielhafte, herkömmliche Biegearbeitsstation 10 zum Biegen von Blechteilen aus einem manuell erzeugten Programm, das in verschiedene Steuervorrichtungen geladen ist, die innerhalb der Arbeitsstation vorgesehen sind, dar. Die dargestellte Biegearbeitsstation ist eine BM100 Amada Arbeitsstation.

(a) Die Hardware und deren Betrieb

Fig. 1 stellt eine vereinfachte Gesamtansicht der Biegearbeitsstation 10 dar. Fig. 2 stellt eine Teilansicht einer Abkantbank bzw. -presse 29 dar, die so positioniert ist, um eine Biegung an einem Werkstück 16 auszuführen. Die Elemente, die in Fig. 2 dargestellt sind, umfassen einen Roboterarm 12, der einen Roboterarmgreifer 14 besitzt, der ein Werkstück 16 ergreift, einen Stempel 18, der durch einen Stempelhalter 20 gehalten wird, und eine Prägeplatte 19, die auf einer Prägeplattenschiene 22 plaziert ist. Ein Rückseitenmeßmechanismus 24 ist links des Stempels 18 und der Prägeplatte 19 dargestellt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Biegearbeitsstation 10 vier mechanische Hauptkomponenten: eine Abkantpresse 29 zum Biegen eines Werkstücks 16; einen Robotermanipulator (Roboterarm) 12 mit fünf Freiheitsgraden zum Handhaben und Positionieren des Werkstücks 16 innerhalb der Abkantpresse 29; eine Material- Beladeeinrichtung/Entladeeinrichtung (L/UL) 30 zum Beladen und Positionieren eines unbearbeiteten Werkstücks an einer Stelle für den Roboterarm 12, um die Werkstücke zu ergreifen und fertiggestellte Werkstücke zu entladen; und einen Umpositionierungsgreifer 32 zum Halten des Werkstücks 16, während der Roboterarm 12 seine Greifstellung verändert.
Die Abkantpresse 29 umfaßt verschiedene Komponenten, wie sie in den Fig. 1-3 dargestellt ist. Wie die Fig. 3 zeigt, umfaßt die Abkantpresse 29 mindestens eine Prägeplatte 19, die auf einer Prägeplattenschiene 22 plaziert ist, und mindestens ein entsprechendes Stempel- bzw. Druckwerkzeug 18, das durch einen Stempelwerkzeughalter 20 gehalten ist. Die Abkantpresse 29 umfaßt weiterhin einen Rückseitenmeßmechanismus 24.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt der Roboterarm 12 einen Roboterarmgreifer 14, der dazu verwendet wird, ein Werkstück 16 zu ergreifen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Material-Beladeeinrichtung/Entladeeinrichtung 30 verschiedene Saugkappen 31, die eine nach oben gerichtete Saugkraft zum Anheben eines Blechwerkstücks 16 erzeugen, um dadurch der L/UL 30 zu ermöglichen, das Werkstück 16 zu der Greifereinrichtung 14 des Roboters 12 vorbei zu führen, und um darauffolgend ein Werkstück 16 von der Greifereinrichtung 14 aufzusuchen und das fertiggestellte Werkstück zu entladen.
Im Betrieb wird die Beladeeinrichtung/Entladeeinrichtung 30 ein unbearbeitetes Werkstück 16 von einer Aufnahme (nicht dargestellt) anheben und wird das Werkstück 16 zu einer Position anheben und bewegen, um durch die Greifereinrichtung 14 des Roboters 12 ergriffen zu werden. Der Roboter 12 manövriert sich dann selbst zu einer Position entsprechend einer bestimmten Biegestufe, die innerhalb der Biegearbeitsstation 10 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf jede der Fig. 1 und 3 weist die Stufe 1 die Stufe an dem am weitesten links liegenden Bereich der Abkantpresse 29 auf, und die Stufe 2 ist rechts der Stufe 1 entlang der Prägeplattenschiene 22 angeordnet.
Wenn die erste Biegung an der Stufe 1 vorgenommen werden soll, wird der Roboter 12 das Werkstück 16 zu der Stufe 1 bewegen und wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, das Werkstück 16 innerhalb des Prägeraums der Abkantpresse 29 manövrieren (d. h. an einer Stelle zwischen dem Stempelwerkzeug 18 und der Prägeplatte 19), bis es einen hinteren Anschlagbereich der Rückseitenmeßeinrichtung 24 erreicht und berührt. Dann wird ein Biegevorgang an dem Werkstück 16 an der Stufe 1 ausgeführt. Beim Ausführen des Biegevorgangs bewegt sich die Schiene 22 nach oben (entlang einer D-Achse), wie durch den Richtungspfeil A in Fig. 2 angezeigt ist. Wenn das Stempelwerkzeug 18 und die Prägeplatte 19 gleichzeitig das Werkstück 16 berühren, so daß das Werkstück 16 eine relativ stabile Position innerhalb der Abkantpresse 29 annimmt, wird die Greifereinrichtung 14 ihren Griff an dem Werkstück 16 lösen und der Roboter 12 wird die Greifereinrichtung 14 von dem Werkstück 16 weg bewegen. Die Abkantpresse 29 wird dann ihren Biegevorgang des Werkstücks 16 unter Abschluß der nach oben gerichteten Bewegung der Prägeplatte 19, bis die geeignete Biegung gebildet worden ist, abschließen.
Wenn die Prägeplatte 19 gegen das Stempelwerkzeug 18 in Eingriff gebracht ist, wobei das Werkstück 16 in seinem Biegezustand gehalten wird, bevor die Prägeplatte 19 unter Erniedrigung der Abkantpresse 29 außer Eingriff gelangt, wird der Roboterarm 12 seine Roboterarm-Greifereinrichtung 14 umpositionieren, um das Werkstück 16 zu halten. Wenn die Greifereinrichtung 14 das Werkstück 16 hält, wird die Prägeplatte 19 durch Freigeben der Abkantpresse 29 außer Eingriff gebracht werden. Der Roboter 12 manövriert dann das Werkstück 16 und positioniert es um, um die nächste Biegung in der bestimmten Biegesequenz, die für das Werkstück 16 programmiert worden ist, durchzuführen. Die nächste Biegung innerhalb der Biegesequenz kann entweder an derselben Stufe, oder an einer unterschiedlichen Stufe, wie beispielsweise Stufe 2, durchgeführt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Typ von Biegungen, die durchgeführt werden sollen, und der Werkzeugbestückung, die innerhalb der Abkantpresse 29 vorgesehen ist. In Abhängigkeit von der nächsten Biegung, die durchgeführt werden soll, und der Konfiguration des Werkstücks 16, kann es erforderlich sein, die Greifposition der Greifereinrichtung 14 umzupositionieren. Ein Umpositionieren der Greifereinrichtung 32 ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist, für diesen Zweck vorgesehen. Vor einer Durchführung der nächsten Biegung, für die eine Umpositionierung der Robotergreifereinrichtung 14 notwendig ist, wird das Werkstück 16 durch den Roboter 12 zu einer Umpositionierungsgreifereinrichtung 32 bewegt werden. Die Umpositionierungsgreifereinrichtung 32 wird dann das Werkstück 16 so ergreifen, daß die Robotergreifereinrichtung 14 das Werkstück 16 wieder an einer Stelle ergreifen kann, die für die nächste Biegung oder eine Sequenz von Biegungen geeignet ist.

(b) Das Steuersystem

Die Biegearbeitsstation 10, die in Fig. 1 dargestellt ist, wird durch verschiedene Steuervorrichtungen gesteuert, die separat untergebracht sind, einschließlich einer MM20-CAPS Schnittstelle 40, einer Abkantpressen-Steuereinrichtung 42, einer Roboter- Steuereinrichtung 44 und einer Belade/Entladeeinheit-Steuereinrichtung 46. Die Abkantpressen-Steuereinrichtung 42 weist eine NC9R-Abkantpressen-Steuereinrichtung auf und die Roboter-Steuereinrichtung 44 weist eine 25B Roboter-Steuereinrichtung auf, die jeweils von Amada geliefert werden. Jede der Abkantpressen-Steuereinrichtung 42 und der Roboter-Steuereinrichtung 44 besitzen deren eigene CPU und Programmierumgebungen. Die Belade/Entlade-Steuereinheit 46 weist eine selbständige programmierbare, logische Steuereinheit (Programmable Logic Controller - PLC) auf und ist mit jeweiligen Konsolen verdrahtet, die für die Abkantpressen-Steuereinrichtung 42 und die Roboter- Steuereinrichtung 44 vorgesehen sind.
Jede der Steuereinrichtungen 42, 44 und 46 besitzt eine unterschiedliche Art eines Busses, einer Architektur und ist von unterschiedlichen Herstellern. Sie werden primär durch parallele I/O-Signale koordiniert. Serielle Schnittstellen sind als Transportverbindungen und für Roboterprogramme zu den Steuereinrichtungen vorgesehen, wobei jede davon in einer unterschiedlichen Art und Weise programmiert ist. Zum Beispiel werden logische Diagramme dazu verwendet, die PLC der Belade/Entlade-Steuereinrichtung 46 zu programmieren, und ein RML wird dazu verwendet, die Roboter-Steuereinrichtung 44 zu programmieren.

(c) Der Design/Herstellvorgang

Der gesamte Design/Herstellvorgang zum Biegen von einem Blech umfaßt verschiedene Schritte. Zuerst wird ein Teil, das hergestellt werden soll, typischerweise unter Verwendung eines geeigneten CAD-Systems, designed. Dann werden ein Plan, der die Werkzeugbestückung definiert, die verwendet werden soll, und eine Sequenz von Biegungen, die ausgeführt werden soll, erzeugt. Wenn einmal die benötigte Werkzeugbestückung bestimmt ist, wird ein Bediener damit beginnen, die Biegearbeitsstation einzustellen. Nachdem die Arbeitsstation eingestellt ist, wird der Plan ausgeführt, d. h. ein Werkstück wird eingeladen und ein Betrieb der Biegearbeitsstation wird so gesteuert, um die vollständige Sequenz von Biegungen bei einem unbearbeiteten Blechwerkstück auszuführen. Die Ergebnisse des anfänglichen Durchlaufs (der anfänglichen Durchläufe) der Biegearbeitsstation werden dann zu dem Design-Schritt zurückgeführt, wo geeignete Modifikationen in dem Design des Teils im Hinblick auf den tatsächlichen Betrieb des Systems vorgenommen werden können.
In dem Planungsschritt wird ein Plan für die Biegearbeitsstation 10 entwickelt, um das System zu konfigurieren, um eine Sequenz von Biegevorgängen durchzuführen. Eine benötigte Hardware muß ausgewählt werden, einschließlich geeigneter Prägeplatten, Stempelwerkzeugen, Greifern, usw.. Zusätzlich muß die Biegesequenz bestimmt werden, die die Reihenfolge und Auswahl von Biegungen, die durch die Biegearbeitsstation 10 durchgeführt werden sollen, umfaßt. Beim Auswählen der Hardware und beim Bestimmen der Biegesequenz, zusammen mit anderen Parametern, wird eine Software erzeugt werden, um die Biegearbeitsstation 10 zu betreiben, so daß die Biegearbeitsstation 10 automatisch den vollständigen Biegevorgang durchführen kann.
Fig. 4 stellt die Struktur eines Rückseitenmeßmechanismus 24 der herkömmlichen Biegearbeitsstation BM100 Amada, dargestellt in Fig. 1, dar. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist der Rückseitenmeßmechanismus 24 mindestens zwei lineare Potentiometer 60 zum Ausführen von Rückseitenmeßvorgängen auf. Um einen Rückseitenmeßvorgang durchzuführen, stellt ein Roboter 12 (siehe Fig. 1) seine Dimension A so ein, daß das Werkstück 16 horizontal liegt, und bewegt das Werkstück in eine positive Y-Richtung zu dem Rückseitenmeßmechanismus 24 hin, bis ein Kontakt mit mindestens einem der linearen Potentiometer 60 vorgenommen ist. Eine Bewegung des Roboters 12 (und der Robotergreifereinrichtung 14) wird dann so gesteuert, um jedes der zwei kontaktierten, linearen Potentiometer 60 auszubalancieren und um die gesamte Y-Position einzustellen, wie dies durch die Ausgangssignale angezeigt ist, die durch die linearen Potentiometer 60 erzeugt sind. Beim Durchführen einer solchen Einstellung kann der Roboter das Werkstück 16 von einer ersten Position I zu einer zweiten Position II bewegen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn das Werkstück 16 von der Stelle I zu der Stelle II bewegt wird, und zwar durch Drehen der Robotergreifereinrichtung 14 in einer -B Richtung, dann wird die Position des Werkstücks 16 in der X-Richtung wesentlich verändert werden, und zwar um einen Betrag ΔX. Für jede Einstellung in der Position des Werkstücks, die vorgenommen wird, ist es wahrscheinlich, daß die X-Position des Werkstücks 16 geändert werden wird. Dies erfordert eine zusätzliche Bewegung durch den Roboter 12, um die X-Position des Werkstücks 16 zu korrigieren, und verursacht demzufolge Verzögerungen in dem Rückseitenmeßvorgang. Eine zusätzliche Einschränkung in dem Rückseitenmeßmechanismus, der in Fig. 4 dargestellt ist, ist diejenige, daß der Mechanismus nicht so ausgelegt ist, um eine Seitenmessung zu ermöglichen, d. h. eine Messung in der X-Richtung des Werkstücks 16.
Eine Meßfingervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 sind aus der JP-A-3-110018 bekannt, die ein Meßelement für einen Eingriff mit einer ersten Kante eines Werkstücks und zwei weitere Meßelemente für einen Eingriff mit einer zweiten Kante des Werkstücks aufweist, wobei die zweite Kante im wesentlichen senkrecht zu der ersten Kante liegt. Wenn in der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ein Werkstück nicht in einer geeigneten Einrichtung zu einer Biegevorrichtung liegt, insbesondere dem Stempel und der Prägeplatte der Vorrichtung, müßten Einstellvorgänge ausgeführt werden, die wiederholt ausgeführt werden müssen, bis die korrekte Position erreicht ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist diejenige, den Positionierungsvorgang eines Werkstücks unter Verwendung eines Rückseitenmeßmechanismus, der ermöglicht, daß ein Werkstück korrekt in einer effizienteren Art und Weise positioniert wird, zu verbessern. Dieses technische Problem wird durch eine Fingermeßvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst, und weiterhin durch eine Vorrichtung zum Ausrichten von schmiedbaren, plattenförmigen Werkstücken gemäß Anspruch 3.
Durch Messung der Kontaktkräfte zwischen dem Werkstück und dem mindestens einen Meßfingermechanismus kann der Einstellvorgang in den meisten Fällen in einem fortlaufenden Betrieb durchgeführt werden, ohne daß erforderlich ist, daß die Einstellung wiederholt durchgeführt wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden weiterhin in der detaillierten Beschreibung, die folgt, unter Bezugnahme auf eine Vielzahl von Zeichnungen anhand von nicht einschränkenden Beispielen beschrieben, in denen entsprechende Bezugszeichen ähnliche Teile durch die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg darstellen, und wobei:
Fig. 1 stellt eine Biegearbeitsstation Amada BM100 nach dem Stand der Technik dar;
Fig. 2 stellt eine Seitenansicht eines Prägeraums dar;
Fig. 3 stellt eine Vorderansicht eines Prägeraums dar;
Fig. 4 stellt einen Rückseitenmeßmechanismus nach dem Stand der Technik dar, wobei ein Werkstück ausgerichtet wird;
Fig. 5 stellt einen Rückseitenmeßmechanismus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, der sowohl einen linken als auch einen rechten Fingermeßmechanismus umfaßt;
Fig. 6 stellt einen linken Fingermeßmechanismus dar, der eine X-Messung vornimmt;
Fig. 7 stellt einen linken Fingermeßmechanismus dar, der eine X-Messung vornimmt;
Fig. 8A und 8B stellen Fühlschaltkreise für eine alternierende Kraft zur Verwendung in Verbindung mit dem Rückseitenmeßmechanismus, der in Fig. 5 gezeigt ist, dar;
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm eines Biegevorgangs, der durch eine Biegearbeitsstation, wie beispielsweise diejenige, die in Fig. 1 dargestellt ist, durchgeführt wird;
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm der Hauptschritte eines Ausrichtungsvorgangs;
Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Rückseitenmeßvorgangs;
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm einer zweiten Ausführung eines Rückseitenmeßvorgangs;
Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Seitenmeßvorgangs;
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Seitenmeßvorgangs;
Fig. 15 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht eines zerlegten Nachgiebigkeits-Roboter- Greifereinrichtungssensor;
Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm eines Vorgangs zum Durchführen einer Biegung mit einer Biegung, die folgt;
Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Geschwindigkeitssteuermoduls;
Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Moduls einer ersten Ausführungsform zum Durchführen einer aktiven Dämpfung von Teile-Vibrationen darstellt;
Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise eines Moduls einer zweiten Ausführungsform zum Durchführen einer aktiven Dämpfung von Teile-Vibrationen darstellt;
Fig. 20A-20B zeigen ein Flußdiagramm des Betriebs eines Kontakt-Steuermoduls einer ersten Ausführungsform;
Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Kontakt-Steuermoduls einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise eines geführten Bewegungsmoduls darstellt;
Fig. 23A-23B zeigen zusammen ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise eines Aufprallerfassungsmoduls darstellt,
Fig. 24A-24B stellen einen Abfall- bzw. Neigungssensor basierend auf einer Hintergrundbeleuchtungsbetrachtung dar;
Fig. 25 zeigt ein Flußdiagramm eines eine Neigung fühlenden Verfahrens, das auf einer Hintergrundbeleuchtungsbetrachtung basiert;
Fig. 26 zeigt ein Flußdiagramm eines Neigungsfühlvorgangs ohne Hintergrundbeleuchtung;
Fig. 27A stellt einen Verbund-Unterbrechungsstrahl-Neigungssensor dar, wobei sich ein Werkstück noch nicht dem Prägeraum annähert und einen abgetasteten Strahl trifft;
Fig. 27B stellt einen Verbund-Unterbrechungsstrahl-Neigungssensor mit einem Werkstück dar, das den Prägeraum annähert und auf einen abgetasteten Strahl trifft;
Fig. 27C stellt einen Verbund-Unterbrechungsstrahl-Neigungssensor dar, mit einem Werkstück, das in der Y-Richtung gestoppt wird und erniedrigt wird, bis es einen festgelegten, querverlaufenden Strahl getroffen hat;
Fig. 28 zeigt ein Flußdiagramm eines Neigungsfühlvorgangs, der mit einem Verbund- Unterbrechungsstrahl durchgeführt wird;
Fig. 29A-29B stellen einen Einzelstrahl-Neigungssensor in Bezug auf einen Roboter, der ein Werkstück trägt, dar;
Fig. 30 zeigt ein Flußdiagramm, das einen Neigungsfühlvorgang darstellt, der mit einem Einzelstrahl-Neigungssensor, wie er in den Fig. 29A und 29B dargestellt ist, durchgeführt wird;
Fig. 31 zeigt eine Seitenansicht einer Prägeplatte und eines Spiegelhaltemechanismus für einen Winkelsensor;
Fig. 32 stellt eine Seitenansicht einer Prägeplatte und eine Strahl-Emitter/Detektoreinheit dar;
Fig. 33 stellt eine Seitenansicht einer Strahl-Emitter/Detektoreinheit mit einer Tragestruktur dar;
Fig. 34 zeigt eine Oberseitenansicht einer Strahl-Emitter/Detektoreinheit mit einer Tragestruktur;
Fig. 35 zeigt ein Flußdiagramm der Schritte, die durch einen Rückfedersteuervorgang durchgeführt sind;
Fig. 36 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Positionieren einer Prägeplatte oder von Prägeplatten in der X-Richtung;
Fig. 37 stellt eine linke Rückseitenmeßvorrichtung dar, die eine Positionierung einer Prägeplatte oder von Prägeplatten in der X-Richtung durchführt;
Fig. 38 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Positionieren eines Werkstücks relativ zu einer Prägeplatte oder zu Prägeplatten; und
Fig. 39 stellt eine linke Rückseitenmeßvorrichtung dar, die eine Positionierung eines Werkstücks durchführt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERLÄUTERNDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Rückseitenmessung

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen in größerem Detail stellt Fig. 5 eine erläuternde Ausführungsform eines Rückseitenmeßmechanismus dar, der sowohl einen linken als auch einen rechten Fingermeßmechanismus umfaßt. Ein Werkstück 16 wird von vorne in einen Prägeraum, über eine Prägeplatte 19, beladen. Das Werkstück 16 wird durch eine Robotergreifereinrichtung 14 gehalten und wird in Kontakt mit jedem der Finger 106 eines linken Fingermeßmechanismus 100 und eines rechten Fingermeßmechanismus 102 gebracht.
Jeder der dargestellten Fingermeßmechanismen 100, 102 umfaßt einen Finger 106, der aus gehärtetem Stahl gebildet sein kann, und einen L-förmigen Arm 108, der aus Aluminium gebildet sein kann. Jeder L-förmige Arm 108 ist um einen Schwenkpunkt 110 bewegbar und ist drehbar (an dem Schwenkpunkt) auf einer Fingermeßtragebasis 111 befestigt. Jeder der Fingermeßmechanismen 100, 102 umfaßt weiterhin ein Paar von eine Kraft fühlenden Widerständen 104, die als Fühlelemente verwendet sind. Jeder eine Kraft fühlende Widerstand 104 wird unter einer konstanten Kraft zwischen einem Kunststoffdrückstab 112 und einer flachen Aluminiumoberfläche gehalten. Die die Kraft fühlenden Widerstände 104a und 104c, die näher zu der Prägeplatte 19 angeordnet sind, sind jeweils zwischen einem Kunststoffdrückstab 112 und einer flachen, vertikalen Oberfläche eines L- förmigen Arms 108 positioniert. Die verbleibenden, eine Kraft fühlenden Widerstände 104b und 104d sind jeweils zwischen einem Kunststoffdrückstab 112 und einer flachen, vertikalen Oberfläche eines Stützelements 113 positioniert, das an der Fingermeßtragebasis 111 befestigt ist. Die die Kraft fühlenden Widerstände 104 werden jeweils unter einer konstanten Kraft gegen deren jeweiligen Anschlagflächen durch die Wirkkraft eines federvorbelasteten Einstellmechanismus 114 gehalten, die jeweils auf einen Drückstab 112 einwirken, der auf einer inneren Seite eines L-förmigen Arms 108 angeordnet ist.
Jeder federvorbelastete Einstellmechanismus 114 kann mit einer Gewindeeinstellschraube 118 versehen sein, die dazu verwendet werden kann, die Spannung einer Feder 119 einzustellen, die innerhalb einer Federkammer 120 vorgesehen ist. Die Feder 119 wird in Kontakt mit einem translatierenden Element 121 gebracht, das wiederum in direktem Kontakt mit einem Drückstab 112 steht.
Jeder der L-förmigen Arme 108 ist so konfiguriert, um sich um einen Schwenkpunkt 110 zu drehen. Demgemäß sind sie jeweils in der Richtung von (oder entgegengesetzt zu) den Pfeilen bewegbar, die in Fig. 5 angegeben sind. Aufgrund der Verwendung der L-förmigen Arme 108 können die eine Kraft fühlenden Widerstände 104 Kräfte fühlen, die auf die Finger 106 in sowohl einer Richtung senkrecht zu der Prägeplatte 19 als auch parallel zu der Prägeplatte 19 wirken. Die Kräfte, die auf die Finger 106 einwirken, und zwar durch das Werkstück 16, das sich den Fingern in der Art und Weise nähert, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, liegen normal zu der Prägeplatte 19.
Eine Kraft wird durch jeden der die Kraft fühlenden Widerstände 104 aufgrund einer Erhöhung in dem Druck erfaßt, was eine Abnahme im Widerstand in jedem der Sensoren bewirkt. Jeder Fingermeßmechanismus 100, 102 ist mit einem Paar eine Kraft fühlenden Widerständen 104 versehen, um eine Kraft zu messen, und zwar unter Verwendung eines differentiellen Schemas, um eine Empfindlichkeit in Bezug auf Vorlastkräfte, eines FSR- Schlupfs und einer FSR-Hysterese zu minimieren.
Eine Vielzahl von verschiedenen Elementen und/oder Oberflächen sind auf jedem der Fingermeßtragebasen 111 des jeweiligen linken und rechten Fingermeßmechanismus 100 und 102 angegeben. Die wichtigsten Elemente, die auf der Fingermeßtragebasis 111 plaziert sind, umfassen L-förmige Arme 108 und Stützelemente 113. Jedes dieser Elemente kann ein Aluminiumelement sein. Die verbleibenden Elemente/Oberflächen auf der Fingermeßtragebasis 111, dargestellt in Fig. 5, müssen nicht in der präzisen Form vorliegen und an derjenigen Stelle sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Demgemäß werden solche Elemente nicht im Detail hier beschrieben. Es ist wichtig, und wie durch einen Fachmann ersichtlich werden wird, daß jeder der Drückstäbe 112 in einer relativ stabilen Position so plaziert ist, daß sie sich jeweils in einer Richtung normal zu den vertikalen Oberflächen, mit denen sie in einen Kontakt treten, bewegen. Zusätzlich sollte ein geeigneter Tragemechanismus vorgesehen sein, so daß jeder federvorbelastete Einstellmechanismus 114 geeignet in Bezug auf eine Fingermeßtragebasis 111 fixiert ist, und sich frei in einer Rich tung senkrecht zu der Prägeplatte 19, zu Drückstäben 112 hin, bewegen kann, und durch Drehung von Einstellschrauben 118 eingestellt werden kann. Fig. 6 stellt einen einzelnen Fingermeßmechanismus 100 dar, der in seiner Konfiguration zu dem linken Fingermeßmechanismus 100 identisch ist, der in Fig. 5 dargestellt ist. Der dargestellte Fingermeßmechanismus 100 wird für eine X-Messung (d. h. eine Seitenmessung) verwendet, wenn ein Werkstück 16 in einen Prägeraum von der Seite aus beladen wird. Wenn das Werkstück 16 in Kontakt mit dem Meßfinger 106 gelangt, in der Art und Weise, die in Fig. 6 dargestellt ist, bewegt sich der L-förmige Arm 108 in der Richtung des Pfeils, der in Fig. 6 dargestellt ist. Die sich ergebende Kraft, die gemessen ist, ist gleich zu dem Kraftwert, der durch den Sensor 104a geliefert ist, minus dem Kraftwert, der durch den Sensor 104b geliefert ist. Es ist bevorzugt, daß die Toleranzen der relativen Positionen der L-förmigen Arme 108 und der Drückstäbe 112 eng sind, so daß sich die Meßfinger 106 nur um einen kleinen Betrag in einer Richtung orthogonal zu der Prägeplatte 19 oder parallel zu der Prägeplatte 19 bewegen werden. In Bezug hierauf kann der Fingermeßmechanismus 100 so konfiguriert sein, daß dabei ein maximaler Fingerverschiebeweg von ungefähr 0,003 Inch in einer Richtung senkrecht zu der Prägeplatte 19 vorhanden ist.
Jeder der Schwenkpunkte 110 der L-förmigen Arme 108 kann mit einem ausreichend bekannten Lagermechanismus, oder mittels einer Schraube, durch eine zylindrische Öffnung innerhalb jedes Arms 108 geführt und an der Fingermeßtragebasis 111 befestigt, gebildet sein. Die bestimmte Art und Weise, in der der Schwenkmechanismus ausgeführt ist, ist nicht für die Erfindung kritisch, mit der Ausnahme, daß der Schwenkmechanismus keine Reibung hervorrufen sollte, die die sich ergebenden Kraftlesungen beeinflussen könnten, die durch die für eine differentielle Kraft empfindlichen Widerstände in jedem der Fingermeßmechanismen 100, 102 gegeben sind.
Fig. 7 stellt den Fingermeßmechanismus 100 dar, wobei ein Werkstück 16 in den Prägeraum einer Prägeplatte 19 von einer Seite gegenüberliegend zu derjenigen, die in Fig. 6 dargestellt ist, beladen wird. Die Fig. 5-7 stellen die Vielseitigkeit des dargestellten Fingermeßmechanismus dahingehend dar, daß er Kraftmessungen in irgendeiner Richtung parallel zu der Prägeplatte 19 und/oder auch in einer Richtung senkrecht zu der Prägeplatte 19 (in der Art und Weise, die in Fig. 5 dargestellt ist), aufnehmen kann. Wenn das Werkstück 16 in Kontakt mit dem Meßfinger 106 in der Art und Weise gelangt, die in Fig. 6 dargestellt ist, bewegt sich der L-förmige Arm 108 in der Richtung, die durch den Pfeil dar gestellt ist. Die sich ergebende Kraft, die gemessen wird, ist gleich zu der Kraft des Sensors 104a minus der Kraft, die durch den Sensor 104b bestimmt ist.
Jeder der für die Kraft empfindlichen Widerstände kann einen FSR aufweisen, und zwar mit der Modellnummer 302 (1/2" Kreis auf einem ULTEM Material) von Interlink Electronics, 546 Flynn Road, Camarillo, CA 93012 (805-484-8855).
Fig. 8A stellt einen eine Kraft fühlenden Schaltkreis dar, der in Verbindung mit jedem des linken und des rechten Fingermeßmechanismus 100, 102, dargestellt in Fig. 5, verwendet werden kann. Der die Kraft fühlende Schaltkreis, der in Fig. 8A dargestellt ist, entspricht dem linken Fingermeßmechanismus 100 und umfaßt demzufolge eine Kraft fühlende Widerstände 104a und 104b. Jeder der eine Kraft fühlenden Widerstände 104a und 104b ist zwischen einer Referenzspannung (1 Volt DC) und einem invertierenden Eingang eines jeweiligen Operationsverstärkers (122a und 122b) verbunden. Ein digitales Potentiometer 124a, das digital durch eine serielle Steuerleitung 128 gesteuert werden kann, ist zwischen dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 122a und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 122a verbunden. Ähnlich ist ein digitales Potentiometer 124b zwischen dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 122b und dem Ausgang desselben verbunden. Der nicht invertierende Eingang jedes der Operationsverstärker ist direkt mit Masse verbunden. Die Ausgänge der Operationsverstärker 122a und 122b sind mit einem Analog-Digital-Wandler 126 verbunden. Zusätzlich ist der Ausgang des Operationsverstärkers 122a, über einen Widerstand R1, mit einem invertierenden Eingangs eines dritten Operationsverstärkers 122c verbunden, und der Ausgang des Operationsverstärkers 122b ist über einen Widerstand R2 mit einem nicht invertierenden Eingang des dritten Operationsverstärkers 122c verbunden. Ein Widerstand R4 ist zwischen dem nicht invertierenden Eingang des dritten Operationsverstärkers 122c und Masse verbunden. Ein anderer Widerstand R3 ist zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 122c und dem Ausgang desselben verbunden.
Eine Mikrosteuereinheit 124 liest den Spannungsausgang ohne Last von dem für die Kraft empfindlichen Widerstand (FSR) über den A/D-Wandler und produziert einen sich ergebenden Kraftwert an dem Ausgangsanschluß Vo. Die Mikrosteuereinheit zentriert und balanciert aus die zwei Nicht-Last-FSR-Spannungen durch Einstellen der Verstärkung jedes Verstärkers 122a und 122b unter Verwendung der digitalen Potentiometern 124a und 124b jeweils. Die Mikrosteuereinheit 124 kann auch eine Kalibrierung unter Last ausfüh ren, während einer oder beide Finger 106 einen Referenzpunkt, wie beispielsweise die Prägeplattenschiene 19, berühren.
Fig. 8B stellt einen alternativen, eine Kraft fühlenden Schaltkreis dar, der die automatische Einstellung der Empfindlichkeit ebenso wie akkurate Kraftlesungen ermöglicht. Dieser alternative Schaltkreis kann in Verbindung mit jedem des linken und des rechten Fingermeßmechanismus 100, 102, dargestellt in Fig. 5, verwendet werden. Der die Kraft fühlende Schaltkreis, der in Fig. 8B dargestellt ist, entspricht dem linken Fingermeßmechanismus 100, und umfaßt demzufolge einen für eine vordere Kraft empfindlichen Widerstand (FSR) 104a und einen für eine hintere Kraft empfindlichen Widerstand (FSR) 104b. Der Schaltkreis umfaßt einen Operationsverstärker 124c und zwei digital gesteuerte Potentiometer 124c, 124b. Der hintere FSR 104b ist zwischen einer Referenzspannung (z. B. 2,5 Volt DC) und einem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 122c verbunden, und der vordere FSR 104a ist zwischen dem invertierenden Eingang und Masse verbunden.
Ein erstes, digitales Potentiometer 124c, das digital gesteuert sein kann (durch eine serielle Steuerleitung (nicht dargestellt)), ist zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärker 122c und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 122c verbunden. Der Schleifkontakt des Potentiometers 124c ist mit einer Seite des Potentiometers verbunden, um einen variablen Widerstand zu bilden. Ein zweites, digitales Potentiometer 124d ist zwischen einer Referenzspannung (z. B. 2,5 Volt DC) und Masse verbunden. Der Schleifkontakt des Potentiometers 124d ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 122d verbunden, um einen Spannungsteiler zu bilden, der eine einstellbare Offset-Spannung liefert.
Die zwei FSR's sind in Reihe so verbunden, daß sie als ein Spannungsteiler wirken. Der Operationsverstärker 124c verstärkt die Spannung und verschiebt sie, die an der Anode auftritt, wo sich die zwei FSR's verbinden. Die Verstärkung des Operationsverstärkers 124c kann durch Einstellen des Widerstandswertes des ersten, digitalen Potentiometers 124c variiert werden, und die Offset-Spannung des Operationsverstärkers 124c kann durch Einstellen des zweiten, digitalen Potentiometers 124d variiert werden, der als ein Spannungsteiler dient. Das erste und das zweite digitale Potentiometer können in jeweiligen Kanälen von einem zweikanaligen, digital gesteuerten Potentiometer vorgesehen sein, wie beispielsweise ein DS1267 von Dallas Semiconductor, 4401 S. Beltwood Park way, Dallas, TX 75244. Es sollte angemerkt werden, daß die Offset-Spannung, die mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 122d verbunden ist, alternativ durch einen D/A-Wandler geliefert werden kann, der eine feinere Einstellung der Offset- Spannung ermöglicht.
Durch Vorsehen dieser Schaltkreisanordnung sind zwei Einstellmechanismen verfügbar. Die Empfindlichkeit des die Kraft fühlenden Schaltkreises kann durch Einstellen des ersten, digitalen Potentiometers 124c eingestellt werden; und die Null-Kraft- Ausgangsspannung (vorhanden an Vo, wenn dort keine Kraft vorhanden ist, die auf den Finger einwirkt) kann durch Einstellen der Offset-Spannung mittels eines zweiten, digitalen Potentiometers 124d (oder durch eine andere, einstellbare DC-Spannungsquelle, wie beispielsweise durch einen D/A-Wandler wie vorstehend angemerkt ist) eingestellt werden. Durch Vorsehen von digital steuerbaren Einstellmechanismen in dem Schaltkreis, der in Fig. 8B dargestellt ist, kann die Empfindlichkeit und das Null-Kraft-Niveau des die Kraft fühlenden Schaltkreises jeweils automatisch eingestellt werden.
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, das die allgemeinen Schritte eines Biegevorgangs, der durch eine Biegevorrichtung durchgeführt werden soll, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, zeigt. In einem ersten Schritt S1 plaziert der Roboter ein Teil in den Prägeraum hinein. In dem nächsten Schritt S2 wird das Teil in der x-, y- und der Dreh- (Orientierungs-) Richtung ausgerichtet. Dann wird, im Schritt S3, der Pressentisch angehoben, bis das Teil seinen Klemmpunkt zwischen der Prägeplatte und dem Werkzeugstempel erreicht. Im Schritt S4 wird die Biegung ausgeführt, mit einer Biegung, die folgt (d. h. mit der Greifereinrichtung, die fest das Werkstück, wie es ist, ergreift, wie es durch den Mechanismus gebogen wird). Im Schritt S5 wird die Abkantpresse geöffnet und im Schritt S6 wird das gebogene Werkstück entnommen. Der Biegevorgang wird dann vorgenommen, wie dies im Schritt S7 angegeben ist.
Fig. 10 stellt ein Flußdiagramm der Hauptschritte eines Ausrichtungsvorgangs dar, der sowohl eine Seitenmessung (in der X-Richtung, die parallel zu der Prägeplatte der Biegevorrichtung liegt) als auch eine Rückseitenmessung (in der Y-Richtung, die senkrecht zu der Prägeplatte liegt) umfaßt. Der Biegevorgang, der sich auf die Ausrichtung eines Teils bezieht, beginnt am Schritt S8 und führt eine Seitenmessung im Schritt S9 durch. Nachdem eine Seitenmessung durchgeführt ist, befindet sich das Teil nun in seiner geeigneten Stellung entlang der X-Achse. Im Schritt S10 wird eine Rückseitenmessung dann durch geführt, die die Position des Teils in der Y-Richtung einstellt. Der Ausrichtungsvorgang wird dann so vorgenommen, wie dies im Schritt S11 angezeigt ist. Obwohl der Seitenmeßschritt 59 vor dem Rückseitenmeßschritt S10 liegt, ist es nicht zwingend notwendig, daß die Reihenfolge der Schritte S9 und S10 so ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Die Rückseitenmessung kann vor oder sogar gleichzeitig zu der Seitenmessung durchgeführt werden, wenn ein Teil ausgerichtet wird. Wenn eine Rückseitenmessung im Schritt S10 durchgeführt wird, und zwar unter Verwendung einer Architektur eines Doppelfinger- Meßmechanismus, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, kann die Y-Position des Teils, zusammen mit dessen Orientierung/Drehung in Bezug auf die Prägeschiene, simultan bestimmt und eingestellt werden.
Fig. 11 stellt ein beispielhaftes Verfahren dar, der beim Ausrichten eines Werkstücks in einer Rückseitenmeßrichtung, d. h. in der Y-Richtung, die senkrecht zu der Prägeplattenschiene einer Biegevorrichtung liegt, durchgeführt werden kann. Der Rückseitenmeßvorgang startet am Schritt S12, und, im Schritt S13, werden die die Kraft fühlenden Rückseitenmeßfinger auf Null gesetzt und ausbalanciert. Dann wird, im Schritt S14, das Teil zu der Rückseitenmessung bewegt (+Y Richtung). Eine Bestimmung wird dann im Schritt S15 vorgenommen, ob das Teil in Kontakt mit dem Rückseitenmeßmechanismus gelangt ist, d. h. einer oder beide der Meßfinger 106 des Mechanismus, der in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn das Teil nicht in Kontakt mit einem Rückseitenmeßfinger gelangt ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S14 zurück, wo das Teil dann erneut in derselben Richtung zu dem Rückseitenmeßmechanismus bewegt wird. Wenn das Teil in Kontakt mit dem Rückseitenmeßmechanismus gelangt ist, schreitet das Verfahren von Schritt S15 zu Schritt S16 fort, der bestimmt, welcher Finger (d. h. der linke oder der rechte) kontaktiert worden ist. Wenn der rechte Finger kontaktiert worden ist, schreitet das Verfahren zu Schritt S18 fort, wobei an diesem Punkt das Teil in Uhrzeigerrichtung um die Fingerspitze 107 des rechten Fingers 106 gedreht werden wird, während ein Kontakt zwischen dem Teil 16 und der rechten Fingerspitze beibehalten wird. Das Verfahren kehrt dann zu Schritt S16 zurück, wobei an diesem Punkt eine Bestimmung dann vorgenommen wird, welcher Finger berührt ist. Wenn beide Finger dann berührt sind, schreitet das Verfahren von Schritt S16 zu Schritt S19 fort, indem die Kräfte, die auf den linken und den rechten Finger 106 ausgeübt werden, ausbalanciert sind. An diesem Punkt ist das Verfahren zum Durchführen einer Rückseitenmessung abgeschlossen, wie im Schritt S20 angezeigt ist.
Wenn im Schritt S16 bestimmt ist, daß der linke Finger der einzige Finger ist, der kontaktiert worden ist, dann wird das Teil in einer Gegenuhrzeigerrichtung um die linke Fingerspitze 107 gedreht werden, während ein Kontakt zwischen dem Teil und der Fingerspitze 107 des linken Fingers 106 beibehalten wird. Das Verfahren kehrt dann zu Schritt S16 nach einer Durchführung des Schritts S17 zurück. Es ist anzumerken, daß beim Berechnen und Steuern, wie das Teil um die Fingerspitze gedreht wird, die Mitte der Drehung des Teils so bestimmt wird, daß sie an einer Position innerhalb der Fingerspitze liegt, die dem Mittelpunkt des äußeren Radius der Fingerspitze entspricht.
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm eines Rückseitenmeßvorgangs einer zweiten Ausführungsform. Unter Starten des Rückseitenmeßvorgangs im Schritt S22 schreitet das Verfahren zu Schritt S24 fort, wo die die Kraft fühlenden Rückseitenmeßfinger auf Null gesetzt und ausbalanciert werden. Dann wird, im Schritt S26, die Rückseitenmeßeinrichtung zu dem Teil hin bewegt (in der Y-Richtung). Im Schritt S28 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Teil in Kontakt mit dem Rückseitenmeßmechanismus gelangt ist oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt der Prozeß zu dem Schritt S26 zurück, wo die Rückseitenmeßeinrichtung wieder bewegt wird. Wenn das Teil einmal in Kontakt mit dem Rückseitenmeßmechanismus gelangt ist, schreitet das Verfahren zu Schritt S30 fort. Im Schritt S30 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, welcher Finger kontaktiert worden ist. Wenn beide Finger kontaktiert worden sind, dann sind die Kräfte zwischen den Fingern im Schritt S32 ausbalanciert, und das Verfahren wird im Schritt S34 beendet. Wenn allerdings entweder der linke oder der rechte Finger kontaktiert worden ist, wie im Schritt S30 bestimmt ist, und irgendeiner des Schritts S36 oder des Schritts S38 durchgeführt wird, wird das Verfahren zu Schritt S30 für eine zusätzliche Bestimmung darüber durchgeführt, welcher Finger kontaktiert ist. Der Hauptunterschied zwischen den Rückseitenmeßverfahren, die in den Fig. 11 und 12 dargestellt sind, ist derjenige, daß das Rückseitenmeßverfahren in Fig. 12 unter Bewegen der Rückseitenmeßeinrichtung zu dem Teil hin durchgeführt wird, und zwar im Schritt S26, im Gegensatz dazu, das Teil zu der Rückseitenmeßeinrichtung im Schritt S14 des Flußdiagramms der Fig. 11 zu bewegen.
Fig. 13 stellt ein Verfahren zum Durchführen einer Seitenmessung dar, in der die Rückseitenmeßeinrichtungsfinger zu dem Teil hin bewegt werden, und die Finger sowohl des linken als auch des rechten Fingermeßmechanismus 100, 102 werden verwendet. Das Seitenmeßverfahren beginnt am Schritt S40 und fährt zu Schritt S42 fort, wobei an diesem Punkt die Rückseitenmeßeinrichtungsfinger so positioniert sind, daß sie breiter als das Teil sind, und werden dann zu dem Teil hin bewegt (in der -Y Richtung). Im Schritt S44 werden die für die Kraft empfindlichen Widerstände in den Rückseitenmeßeinrichtungsfingern auf Null gesetzt und ausbalanciert. Jeder des linken und des rechten Rückseitenmeßeinrichtungsfingers wird dann simultan zu dem Teil in den Schritten S46 und S48 hin bewegt. Wenn der linke Rückseitenmeßeinrichtungsfinger das Teil berührt, wie im Schritt S49 bestimmt ist, schreitet das Verfahren zu Schritt S50 fort. Wenn der rechte Rückseitenmeßeinrichtungsfinger das Teil berührt, wie im Schritt S51 bestimmt ist, dann schreitet das Verfahren direkt zu Schritt S50 fort. Im Schritt S50 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob beide Finger das Teil berührt haben. Wenn dies einmal auftritt, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S52 fort, wo die Kantenpositionsinformationen basierend auf der Position jedes des linken und des rechten Rückseitenmeßeinrichtungsfingers, wenn sie deren jeweiligen Seiten des Teils berühren, gespeichert sind. Die Finger werden dann frei von dem Teil im Schritt S54 bewegt und der Roboter wird zu seiner korrekten X-Position im Schritt S56 bewegt. Das Verfahren wird dann so vorgenommen, wie dies im Schritt S58 angezeigt ist.
Fig. 14 zeigt ein zusätzliches Flußdiagramm eines Seitenmeßverfahrens einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Schritt S60 wird ein Seitenmeßvorgang gestartet. Im Schritt S62 wird ein ausgewählter Rückseitenmeßeinrichtungsfinger (der entweder der linke oder der rechte Rückseitenmeßeinrichtungsfinger in dem Mechanismus, der in Fig. 5 dargestellt ist, sein kann) so positioniert, daß er breiter als oder zu der Seite des Teils ist. Dann wird im Schritt S64 der die Kraft fühlende Rückseitenmeßeinrichtungsfinger auf Null gesetzt und ausbalanciert. Im Schritt S66 wird das Teil dann zu dem Rückseitenmeßeinrichtungsfinger hin bewegt. Eine Bestimmung wird dann im Schritt S68 vorgenommen, ob ein Kontakt zwischen dem Rückseitenmeßeinrichtungsfinger und dem Teil erfaßt ist. Wenn einmal ein Kontakt erfaßt ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S70 fort, wo die geeignete Kantenposition des Teils gespeichert wird. Der Finger wird dann frei von dem Teil im Schritt S72 bewegt und der Roboter wird zu seiner korrekten X-Position im Schritt S74 bewegt. Das Verfahren wird dann so vorgenommen, wie dies im Schritt S76 angezeigt ist.

2. Eine auf einem Sensor basierende Steuerung

Verschiedene unterschiedliche Typen von auf einem Sensor basierenden Steuermodulen können vorgesehen werden, die durch ein Roboteraufgabenmodul, das in einem Sequenzfolgeeinrichtung/Steuermodul vorgesehen sind, zum Steuern einer Biegevorrichtung, wie eine solche, die in Fig. 1 der vorliegenden Beschreibung dargestellt ist, aufgerufen werden. Solche auf einem Sensor basierenden Steuermodule können ein Biegefolgemodul, ein Geschwindigkeitssteuermodul, ein Modul zum aktiven Dämpfen einer Vibration, ein Modul zum Durchführen einer Beladung eines elastischen Teils, ein Modul zum Durchführen einer Ermüdungsversetzung, ein Modul zum Durchführen einer Aufschlagerfassung (von unplanmäßigen Kollisionen), ein Modul zum Durchführen einer geführten Bewegung (Bewegung eines Roboters mit einem Werkstück zu einem vorgesehenen Objekt hin, auf das aufgetroffen werden soll) und ein Modul zum Durchführen einer Beladung eines aktiven Nachgiebigkeits/Kontaktsteuerung (die z. B. Gleiten entlang eines Hindernisses, wie beispielsweise eine Prägeplattenschiene, und Drücken gegen verschiedene Rückseitenmeßeinrichtungssensoren umfaßt) sein.
Fig. 15 stellt eine auseinandergezogene Ansicht eines zerlegten Nachgiebigkeits-Roboter- Greifer-Sensors dar, der auf einer inneren Oberfläche eines Greifers 14 plaziert ist (siehe z. B. Fig. 1), z. B. in der Art und Weise, die in der in Bezug stehenden US-Anmeldung mit dem Titel "Finger Pad Force Sensing System", angemeldet an demselben Tag hierzu im Namen von A. M. Murray, et al., wobei der Inhalt davon ausdrücklich hier unter Bezug darauf eingeschlossen wird, offenbart ist. Der Sensor, der in Fig. 15 dargestellt ist, bildet, wenn er montiert ist, ein geschichtetes Sensorkissen, das sowohl Scherkräfte als auch normale Kräfte fühlt, die auf den Robotergreifer einwirken. Das geschichtete Sensorkissen 128, das in Fig. 15 dargestellt ist, ist auf einer inneren Oberfläche des Robotergreifers montiert und plaziert, z. B. auf der unteren Fläche des Greiferbodens. Wenn die Platte 130 auf dem Greiferboden montiert ist, ist sie direkt mit einer Sensorbefestigungsplatte (nicht dargestellt) verbunden, die dann direkt mit dem Greiferboden verbunden ist.
Das geschichtete Sensorkissen 128 ist so dargestellt, daß es eine Basisplatte 130, ein Gummikissen 132, wobei jedes davon ein zylindrisches Loch durch einen Mittelbereich davon besitzt, umfaßt. Das geschichtete Sensorkissen 128 umfaßt weiterhin eine Anordnung 136 aus FSR Kupferbahnen, die zwischen der FSR-Kohlenstoff-Farbplatte 134 und der Rückseite einer PC-Leiterplatte 139 mit Kupferoberfläche plaziert ist. Eine LED ist an einem mittleren Bereich der PC-Leiterplatte 139 so montiert, daß sie in die Mitte jedes der Lochbereiche eines Gummikissens 132 hineinpassen kann. An einem Oberseitenbereich des gesamten Sensorkissens 128 ist ein Kork-Gummi-Kissen 140 direkt an der Rückseite einer PC-Leiterplatte 139 mit Kupferoberfläche befestigt.
Jedes der verschiedenen Elemente, die das Sensorkissen 128 bilden, können miteinander unter Verwendung eines geeigneten Befestigungsmechanismus verbunden werden, wie beispielsweise eine oder mehrere Mutter- und Schraubenanordnungen, oder mittels Klebstoff. Normale Kräfte können durch das sich ergebende Sensorkissen 128 durch Fühlen des Widerstands zwischen jedem der FSR-Kupferbahnen 136 gefühlt werden, und Scherkräfte können durch eine für eine Position empfindliche Vorrichtung (nicht dargestellt) gefühlt werden, die die Positionierung eines Lichtstrahls erfaßt, der durch eine Licht emittierende Diode 138 durch Öffnungen des Gummikissens 132, und der Basisplatte 130, emittiert ist.
Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen einer Biegung an einem schmiedbaren Blechwerkstück mit einer Biegung, die folgt. In einem ersten Schritt S80 wird der Biegevorgang gestartet, und dann werden Informationen eingegeben, die die Prägeplattenbreite, den Biegehub (wie stark sich die Prägeplatte von dem Klemmpunkt zu der abschließenden Biegeposition bewegen muß) und die Blechdicke umfassen. Solche Informationen können durch eine Planungseinrichtung für die Biegesequenz in der FEL vorgesehen sein. In dem nächsten Schritt S82 wird die Robotergreiferposition eingelesen, wobei die Robotergreiferposition in Einheiten von kartesischen Koordinaten angegeben wird. Im Schritt S84 werden der Radius und der Winkel eines Biegebogens (d. h. eine Linie, die sich von der Greiferposition zu der Biegelinie erstreckt) jeweils berechnet. Im Schritt S86 wird die Biegesequenz initiiert. Nachdem die Biegesequenz im Schritt S86 initiiert worden ist, wird jeder der Schritte vom Schritt S88 bis zum Schritt S104 wiederholt, bis der abschließende Biegewinkel erreicht worden ist. Im Schritt S88 liest das Verfahren die D-Achsen-Position ein, und im Schritt S90 berechnet das Verfahren den Winkel des Bogens als eine Funktion des Positionswerts der D-Achse, der eingelesen wurde. Im Schritt S92 wird die Bewegung der D-Achse in der oberen Richtung auf eine bestimmte Geschwindigkeit so begrenzt, daß die Änderungsrate des Winkels nicht oberhalb eines bestimmten Schwellwerts geht. Dies ermöglicht, daß die Geschwindigkeit des Roboters die Rate anpaßt, unter der sich das Teil während der Biegung bewegt, und ermöglicht demzufolge dem Roboter, das Werkstück während der Biegung zu halten. Im Schritt S94 wird ein digitales Tiefpaßfilter erster Ordnung auf den berechneten, begrenzten Winkel angewandt. Dies ermöglicht, daß eine akkurate Bestimmung der Änderungsrate des Winkels, ohne Berücksichtigung der Hochfrequenzrauschkomponenten in dem gemessenen Winkelsignal, vorgenommen wird. Im Schritt S96 wird die Scherkraft von dem Greifersensor gelesen. Wenn ein Greifersensor mit einer normalen Krafterfassung vorgesehen ist, kann auch eine normale Kraft in diesem Schritt eingelesen werden. Im Schritt S98 wird ein neuer Radius R' basierend auf der Kraftlesung, die im Schritt S96 vorgenommen ist, berechnet. Der neue Radius R' stellt den Radius zwischen dem Biegebogen dar. Im Schritt S100 wird eine neue Roboterposition basierend auf der Biegepfadgleichung berechnet, die eine Funktion des Winkels, R', der Biegeplattenbreite und der Blechdicke ist. Im Schritt S102 wird der Roboter zu der neuen Position bewegt, die berechnet worden ist, und, im Schritt S104, wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der endgültige Winkel des Werkstücks erreicht worden ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S88 zurück. Wenn der endgültige Winkel erreicht worden ist, geht das Verfahren direkt von dem Schritt S104 zu Schritt S106 über, wobei an diesem Punkt das Verfahren abgeschlossen ist.
Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Geschwindigkeitssteuermoduls, das unter einer Roboteraufgabe, vorgesehen innerhalb einer Sequenzfolgeeinrichtung/Steuereinrichtung, aufgerufen werden kann.
Das dargestellte Geschwindigkeitssteuermodul kann kontinuierlich innerhalb einer Folgesteuereinrichtung/Steuereinrichtung zum Steuern der Beschleunigung und der Verzögerung eines Roboters laufen, immer dann, wenn der Roboter bewegt wird, um einen Schlupf eines Werkstücks, das durch den Greifer des Roboters gehalten wird, zu verhindern. In der Alternativen kann ein Mechanismus zum Ein- oder Abschalten des Geschwindigkeitssteuermoduls vorgesehen werden. In der bestimmten Ausführungsform, die in Fig. 17 dargestellt ist, ist das Geschwindigkeitssteuermodul so eingestellt, um kontinuierlich während einer Steuerung der Biegevorrichtung durch eine Folgesteuereinrichtung/Steuereinrichtung zu laufen. In einem ersten Schritt S108 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob sich der Roboter bewegt oder nicht. Wenn sich der Roboter bewegt, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S110 fort. Wenn sich der Roboter nicht bewegt, kehrt das Verfahren wieder zurück und nimmt erneut eine Bestimmung im Schritt S108 vor, ob sich der Roboter bewegt. Im Schritt S110 überwacht das Verfahren die Kraft, die durch Scherkraftsensoren geliefert wird, die in dem Greifer des Roboters vorgesehen sind. In dem nächsten Schritt S112 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die überwachten Kräfte größer als oder gleich zu einem Schwellwert sind. Wenn die überwachten Kräfte größer als oder gleich zu einem Schwellwert sind, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S114 fort, wo der absolute Wert der Beschleunigung erniedrigt wird. Wenn die überwachten Kräfte geringer als der Schwellwert sind, wie dies im Schritt S112 bestimmt ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S116 fort, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob entweder die Geschwindigkeit des Roboters oder der absolute Wert der Beschleunigung des Roboters bei einem Maximum liegt. Wenn irgendein Wert bei einem Maximum liegt, kehrt das Verfahren zu Schritt S108 zurück. Falls weder die Geschwindigkeit noch der absolute Wert der Beschleunigung des Roboters bei einem Maximum liegt, schreitet das Verfahren von dem Schritt S116 zu dem Schritt S118 fort. Es ist anzumerken, daß die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Roboters in Einheiten der Bewegung des Werkzeugmittelpunkts (TCP) des Roboters definiert werden kann, der einen Punkt auf dem Greifer des Roboters entspricht und demzufolge allgemein der Position des Werkstücks, das durch den Roboter gehalten wird, entspricht.
Eine zusätzliche oder alternative Art und Weise, um einen Schlupf des Werkstücks zu reduzieren oder zu verhindern ist diejenige, das Werkstück um seinen Schwerpunkt zu bewegen. Dies würde ein Berechnen oder eine sonstige Bestimmung des Schwerpunkts des Werkstücks und ein Steuern von Bewegungen des Robotergreifers in Einheiten einer Bewegung um den Schwerpunkt herum erfordern.
Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Moduls zum Durchführen einer aktiven Dämpfung von Vibrationen an einem Werkstück, das durch einen Roboter bewegt wird. Die Betriebsweise des Moduls kann durch eine Folgesteuereinrichtung/Steuereinheit gemäß einem Plan, der durch eine Biegefolgeplanungseinrichtung produziert ist, gesteuert werden. Das Verfahren, das durch das Modul durchgeführt wird, kann gleichzeitig zu einem anderen Modul zum Steuern des Roboters, um von einer Stelle zu einer anderen zu bewegen, ablaufen, um demzufolge dem Roboter zu ermöglichen, ein Werkstück von einem Punkt zu einem anderen Punkt zu bewegen, während gleichzeitig die Vibrationen in dem Werkstück während einer Bewegung reduziert oder eliminiert werden. In einem ersten Schritt S120 werden die Teile-Geometrie-Parameter, die benötigt werden, eingelesen. In dem Schritt S122 werden die Ausgangssignale, die durch die Kraftsensoren in dem Robotergreifer produziert sind, gelesen. Dann wird im Schritt S124 eine Bestimmung vorgenommen, ob die ungefähre Frequenz einer Vibration des Werkstücks aus den Auslesungen des Kraftsensors bestimmt werden kann. Wenn eine Annäherung nicht über die Frequenz der Vibration vorgenommen werden kann, geht das Verfahren zu dem Schritt S130 über, wobei an diesem Punkt eine Bestimmung vorgenommen wird, ob dort irgendeine Vibration vorhanden ist. Falls dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zu dem Schritt S132 über und endet. Wenn dabei eine Vibration vorhanden ist, wie dies durch die Größe der Gesamtkraft, die durch die Kraftsensoren produziert ist, angezeigt ist, geht das Verfahren zu Schritt S122 zurück, wo die Kraftsensoren wieder gelesen werden. Das Verfahren schreitet von dem Schritt S124 zu dem Schritt S126 fort, wenn eine Frequenz einer Vibration bestimmt werden kann. Dann wird die Frequenz im Schritt S126 bestimmt. Es wird angemerkt, daß die Frequenz einer Vibration nicht bestimmt werden kann, wenn nur eine Kraftsensorauslesung vorgenommen worden ist, d. h. wenn Schritt 122 nur einmal ausgeführt worden ist. Demzufolge muß das Verfahren zu dem Schritt 122 für zwei, drei oder mehr Kraftsensorlesungen zurückgeführt werden, bevor die Frequenz einer Vibration des Werkstücks im Schritt S126 angenähert werden kann. Wenn einmal die Frequenz einer Vibration im Schritt S126 bestimmt worden ist, wird das Verfahren zu dem Schritt 128 weitergeführt, wo der Roboter in einer Richtung entgegengesetzt zu der Vibration bewegt wird, und zwar mit derselben Frequenz der Vibration und derselben Größe der Kraft für jede Vibration.
Es könnte wünschenswert sein, die Vibrations-Teile-Dynamiken zu modellieren, um sicherzustellen, daß bestimmte Bewegungen des Roboters tatsächlich die Vibration erniedrigen werden, anstelle davon sie zu erhöhen, und um bestimmte Zeitabstimmungsmodifikationen, um den Vibrationen entgegenzuwirken, vorzunehmen.
Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm eines Moduls einer zweiten Ausführungsform zum aktiven Dämpfen der Vibration eines Werkstücks. In einem ersten Schritt S130 werden alle Teile- Geometrie-Parameter, die benötigt werden, eingelesen. In einem zweiten Schritt S132 werden die Kraftsensoren in dem Greifer gelesen. Dann wird, im Schritt S134, eine Bestimmung vorgenommen, ob dort irgendwelche Vibrationen in dem Teil vorhanden sind. Falls dies nicht der Fall ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S136 fort und endet. Wenn Vibrationen vorhanden sind, schreitet das Verfahren von dem Schritt S134 zu dem Schritt S138 fort, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob die ungefähre Frequenz einer Vibration des Teils aus den Kraftsensorauslesungen bestimmt werden kann. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S132 zurück. Wenn die ungefähre Frequenz einer Vibration bestimmt werden kann, schreitet das Verfahren zu Schritt S140 fort, wo die Frequenz der Vibration bestimmt wird. Dann wird, im Schritt S142, der Roboter in einer Richtung entgegengesetzt zu jeder Vibration bewegt, und zwar mit derselben Frequenz und Größe für jede Vibration.
Die Fig. 20A-20B umfassen ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Kontaktsteuer/aktiven Nachgiebigkeits-Steuermoduls. Ein solches Modul kann vorgesehen werden, um zu bewirken, daß ein Teil, das durch den Robotergreifer gehalten wird, konstant ein bestimmtes, erwünschtes Hindernis berührt, und/oder entlang einer Oberfläche eines erwünschten Hindernisses entlanggeglitten wird, während es sich in einer erwünschten Richtung bewegt. Das Steuerverfahren, das in den Fig. 20A-20B dargestellt ist, nimmt an, daß ein Programm für eine geführt Bewegung erfolgreich so ausgeführt worden ist, um das Teil in Kontakt mit einem erwünschten Objekt zu bringen. Wenn dies einmal aufgetreten ist, wird das Kontaktsteuerverfahren, das in den Fig. 20A-20B dargestellt ist, im Schritt S144 beginnen. Im Schritt S144 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob eine erwünschte Bewegung abgeschlossen worden ist. Falls dies der Fall ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S146 fort und endet. Wenn die erwünschte Bewegung nicht abgeschlossen worden ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S148 fort, wo der Roboter durch eine gewisse Erhöhung in der erwünschten Richtung bewegt wird. Im Schritt S150 werden die Kraftsensoren in dem Robotergreifer gelesen. Die Kraftsensorlesungen sollten innerhalb eines bestimmten Bereichs so liegen, daß das Werkstück in Kontakt mit einem erwünschten Objekt mit einer bestimmten, erwünschten Kraft eines Kontakts zwischen dem Werkstück und dem erwünschten Objekt liegt. Dies wird im Schritt S152 bestimmt, der bestimmt, ob ein Kraftsensorwert Fs zwischen den Werten Fc - E und Fc + E liegt. Falls dies nicht der Fall ist, schreitet das Verfahren fort, um Schritt S154 einzustellen, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob der Kraftsensorwert geringer als die erwünschte Kontaktkraft Fc plus des Fehlerfaktors (E) ist. Falls dies der Fall ist, wird der Roboter mit derselben Erhöhung in einer Richtung bewegt, um die tatsächliche Kontaktkraft, im Schritt S156, zu erhöhen, und kehrt dann zu Schritt S144 zurück. Wenn der Kraftsensorwert geringer als die erwünschte Kontaktkraft Fc + E ist, bedeutet dies, daß die Kraft zu hoch sein muß. Dann schreitet das Verfahren zu dem Schritt S158 fort, wobei an diesem Punkt der Roboter um eine gewisse Erhöhung in einer Richtung bewegt wird, um die tatsächliche Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem erwünschten Objekt, das berührt werden soll, zu erniedrigen, und kehrt dann (über einen Verbinder B) zu Schritt S144 zurück. Einstellungen in der tatsächlichen Kontaktkraft und der erwünschten Bewegungserhöhung (die die tatsächliche, erwünschte Bewegung des Werkstücks allgemein ungeachtet der Kontaktkraft anzeigt) können beide zu derselben Zeit ausgeführt werden.
Fig. 21 stellt ein zweites Beispiel/eine erläuternde Ausführungsform eines Kontakt- Steuermoduls dar. In einem ersten Schritt S160 wird ein Delta-Wert initialisiert, um gleich zu Null zu sein. Dann wird, im Schritt S162, eine Bestimmung vorgenommen, ob eine erwünschte Bewegung abgeschlossen worden ist. Falls dies der Fall ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S164 fort und endet. Falls keine Bestimmung im Schritt S162 vorgenommen wird, schreitet das Verfahren direkt zu dem Schritt S166 fort, wobei an diesem Punkt der Roboter in einer erwünschten Richtung plus einem Einstellwert Delta bewegt wird, der für eine Kontaktkrafteinstellung vorgenommen ist. Dann werden, in dem Schritt S168, die Kraftsensoren in dem Greifer gelesen. Im Schritt S170 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob ein Kraftsensorwert innerhalb eines Bereichs der erwünschten Kontaktkraft liegt, d. h. zwischen minimalen und maximalen Kraftwerten, wobei der minimale Kraftwert Fc-E ist und der maximale Kraftwert Fc + E ist. Falls bestimmt ist, daß der Kraftwert innerhalb des erwünschten Bereichs liegt, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S162 zurück. Falls er nicht innerhalb eines erwünschten Bereichs liegt, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S172 fort, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob Fs geringer als Fc-E ist (d. h. die minimale Kraft). Falls dies der Fall ist, schreitet das Verfahren zu Schritt S174 fort, wo Delta zu einer Kontaktrichtung hin erhöht wird, um die Kontaktkraft zu erhöhen, und das Verfahren kehrt dann zu Schritt S162 zurück. Falls der Kraftsensorwert geringer als der minimale Kraftwert ist, schreitet das Verfahren von dem Schritt S172 zu dem Schritt S176 fort, wo der Delta-Wert in einer Kontaktrichtung erniedrigt wird, um die Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem erwünschten Objekt, das kontaktiert werden soll, zu erniedrigen.
Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens, das durch ein Modul für eine geführte Bewegung durchgeführt wird, das ein Modul ist, um beabsichtigt ein Werkstück in Kontakt mit einem erwünschten Hindernis zu bringen und um dann eine Bewegung des Werkstücks zu stoppen, wenn es einmal mit dem erwünschten Objekt in Kontakt gebracht ist. In einem ersten Schritt S178 wird der Roboter durch eine bestimmte Positionserhöhung zu einer erwünschten Richtung hin bewegt, und dann wird, im Schritt S180, eine Kraftsensorlesung vorgenommen. Im Schritt S182 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob ein Kraftsensorwert größer als oder gleich zu einer erwünschten Kontaktkraft ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S178 zurück. Falls der Kraftsensorwert größer als oder gleich zu der erwünschten Kontaktkraft ist, schreitet das Verfahren von dem Schritt S182 zu dem Schritt S184 fort, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob eine Einstellung benötigt wird oder nicht (da das Werkstück zu weit bewegt worden ist, was dazu führt, daß eine Kontaktkraft zu groß ist). Wenn eine Einstellung benötigt wird, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S186 fort, wo die Position des Werkstücks durch eine eingestellte Erhöhung (z. B. um 0,5 mm) zurückgezogen wird. Das Verfahren schreitet dann zu Schritt S188 fort, wobei an diesem Punkt das Verfahren das Programm für die geführte Bewegung verläßt und einen nächsten Schritt in dem Herstellverfahren beginnt. Die Fig. 23A-23B umfassen ein Flußdiagramm der Betriebsweise eines Aufprallerfassungsmoduls, das nicht geplante Kollisionen zwischen einem Werkstück, das durch einen Roboter gehalten ist, und einem unerwünschten Hindernis erfaßt. In einem ersten Schritt S190 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob sich der Roboter bewegt. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Aufprallerfassungsverfahren zu dem Schritt S190 zurück. Es ist anzumerken, daß das Aufprallerfassungsmodul mit einem Fehlermodus versehen sein kann, so daß es konstant immer dann läuft, wenn sich der Roboter bewegt. In einer Alternativen kann es so konfiguriert sein, daß es auf EIN oder AUS gemäß einer Instruktion durch eine Biegefolgeplanungseinrichtung geschaltet werden kann. Das Verfahren schreitet von dem Schritt S190 zu dem Schritt S192 fort, wenn sich der Roboter bewegt, wobei an diesem Punkt eine Kraftsensorlesung durchgeführt wird. Dann wird, im Schritt S194 eine Bestimmung vorgenommen, ob ein Kraftsensorwert größer als oder gleich zu einem kleinen Aufprallschwellwert ist. Wenn der Kraftsensorwert nicht größer als oder gleich zu dem kleinen Aufprallschwellwert ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S190 zurück. Dies bedeutet, daß keine Kollision aufgetreten ist und daß der Roboter seine Bewegung ohne Änderung oder Modifikation fortführen kann. Falls allerdings der Kraftsensorwert größer als oder gleich zu dem kleinen Aufprallschwellwert ist, wird zu dem Schritt S196 weitergegangen, wobei an diesem Punkt die Bewegung des Roboters gestoppt wird.
Das Verfahren schreitet dann zu dem Schritt S198 fort, wobei an diesem Punkt eine weitere Bestimmung vorgenommen wird, ob der Kraftsensorwert größer als oder gleich zu einem großen Aufprallschwellwert ist. Dies gibt einen großen Aufprall zwischen dem Werkstück und einem unerwünschten Hindernis an. Demgemäß schreitet das Verfahren direkt von dem Schritt S198 zu dem Schritt S200 fort und alarmiert die Folgesteuereinrichtung und die Planungseinrichtung des Systems, daß eine große Kollision aufgetreten ist. Keine weitere Bewegung des Roboters wird an diesem Punkt vorgenommen. Andererseits bedeutet dies, wenn der Kraftsensorwert nicht größer als oder gleich zu dem Hauptaufprallschwellwert ist, wie dies im Schritt S198 bestimmt ist, daß nur ein kleiner Aufprall aufgetreten ist. Das Verfahren schreitet dann zu dem Schritt S202 fort, wobei an diesem Punkt eine Bestimmung vorgenommen wird, ob die Richtung des Aufpralls aus den Kraftsensorlesungen oder aus anderen Sensorwerten bestimmt werden kann. Falls dies nicht der Fall ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S204 fort, wo die Bewegung/Verfahrensplanungseinrichtung über den Fehler alarmiert wird, und keine weitere Roboterbewegung wird vorgenommen, bis Modifikationen oder Korrekturen vorgenommen werden können. Wenn die Richtung des Aufpralls aus der Kraftsensorlesung oder aus anderen Sensorwerten bestimmt werden kann, schreitet das Verfahren von dem Schritt S202 (über den Verbinder A) zu dem Schritt S206 fort. Im Schritt S206 wird der Roboter erhöhend in der Richtung der Kraftlesungen (in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Aufprall) bewegt. Dann werden, im Schritt S208, die Kraftsensoren gelesen. Im Schritt S210 wird eine weitere Bestimmung vorgenommen, ob ein Kraftsensorwert ungefähr gleich zu 0 Pound ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S206 zurück, wo der Roboter wieder erhöhend in einer Richtung entgegengesetzt zu dem erfaßten Aufprall bewegt wird. Wenn die Kraftsensorlesung ungefähr 0 ist, wie dies im Schritt S210 bestimmt ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S212 fort, wobei an diesem Punkt die Verfahrens-Planungseinrichtung über die Bewegungsmodifikationen informiert wird, die während der Erfassung eines Aufpralls vorgenommen wurden. Dann werden, im Schritt S214, geometrische Informationen und Verfahrensinformationen erhalten, um Einstellungen in der Bewegung vorzunehmen, immer dann, wenn dieselbe Bewegung durch den Roboter in der Zukunft vorgenommen werden soll. Dann wird, im Schritt S216, die eingestellte Bewegung ausgeführt und das Verfahren wird (über den Verbinder B) zu dem Schritt S190 zurückgeführt.

3. Nachgiebigkeits-Fühl- und Kompensations-Mechanismen und Verfahren

Die Fig. 24A-24B stellen einen auf einer Hintergrundbeleuchtungsbetrachtung basierenden Nachgiebigkeits-Sensor dar. Ein Werkstück ist dargestellt, bevor es in einen Prägeraum in Fig. 24A eingeladen wird, und wie es sich dem Prägeraum in Fig. 24B annähert. Das auf einer Sicht basierende Nachgiebigkeitsfühlsystem ist durch eine CCD-Kamera 144 gebildet, die Bilder von einer Richtung aus erfaßt, die von einem Hintergrundlicht 142 kommt, wobei deren Sichtfeld die Prägeplatte 19 und den Bereich, der die Prägeplatte 19 umgibt, umfaßt. Demgemäß kann, unter Verwendung des auf einer Sicht basierenden Nachgiebigkeits-Fühlmechanismus, der in den Fig. 24A-24B dargestellt ist, wenn sich das Werkstück 16 dem Flächenbereich annähert, der den Prägeraum umgibt, die CCD- Kamera 144 das Vorhandensein eines Werkstücks 16 innerhalb des Bereichs, der den Prägeraum umgibt, und die Nachgiebigkeits-Versetzung der voranführenden Kante des Werkstücks erfassen.
Fig. 25 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Fühlen und Kompensieren eines Nachgebens, unter Verwendung des auf einer Hintergrundbeleuchtungsbetrachtung basierenden Nachgiebigkeitssensors, der in den Fig. 24A-24B dargestellt ist. Das Verfahren wird im Schritt S218 gestartet und schreitet zu einem ersten Schritt S220 fort, wobei an diesem Punkt das Sichtfeld ohne das Teil gespeichert wird. Dann wird, in dem Schritt S222, das Werkstück/das Teil in das Sichtfeld der CCD-Kamera 144 bewegt. Im Schritt S224 wird die Differenz zwischen zwei Einzelbildern (mit und ohne dem Teil) herangezogen. Im Schritt S226 wird der unterste Punkt des Teils aus dem Bild, das durch die CCD- Kamera 144 gebildet ist, bestimmt. Dann wird, im Schritt S228, ein Nachgiebigkeits- Versetzungs-Wert berechnet. Im Schritt S230 wird der Roboter nach oben in einer Z- Richtung um einen Betrag der Nachgiebigkeits-Versetzung bewegt. Das Teil wird dann in den Prägeraum im Schritt S232 eingeladen und das Verfahren endet so, wie dies im Schritt S234 angezeigt ist.
Ein auf einer Sicht basierender Nachgiebigkeitssensor kann ohne die Verwendung einer Hintergrundbeleuchtung 142, wie in der Ausführungsform dargestellt ist, die in den Fig. 24A-24B gezeigt ist, vorgesehen sein. Fig. 26 zeigt ein Flußdiagramm, das die Schritte eines Nachgiebigkeits-Fühl- und -Kompensationsverfahrens darstellt, das mit einem auf einer Sicht basierenden Nachgiebigkeitssensor durchgeführt wird, der keine Hintergrundbeleuchtung verwendet. Das Verfahren beginnt im Schritt S236 und schreitet zu dem Schritt S238 fort, wobei an diesem Punkt das Teil in das Sichtfeld der CCD-Kamera 144 bewegt wird. Die Lage des Teils wird dann im Schritt S240 bestimmt, und zwar unter Verwendung von Informationen, die kontinuierlich basierend auf einer Einzelbild-Subtraktion eingegeben werden, wobei die Einzelbild-Subtraktion unter einer konstanten Rate, z. B. 30 Hertz, durchgeführt wird. Die Informationen über die Lage des Teils werden dann im Schritt S242 verwendet, um eine Roboter-Bewegungsbahn zu dem Ziel hin zu berechnen, und zwar innerhalb der Grenzen des Prägeraums, wo das Werkstück eingeladen wird. Im Schritt S244 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Teil an seinem Ziel ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S240 zurück, wo die Lage des Teils wieder bestimmt wird, wenn das Teil kontinuierlich zu dem Prägeraum hin bewegt wird. Falls im Schritt S244 bestimmt wird, daß das Teil an dem Ziel ist, und demzufolge in dem Prägeraum eingeladen ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S246 fort und endet.
Die Fig. 27A-27C stellen einen Verbund-Unterbrechungsstrahl-Sensor 150 dar. In Fig. 27A ist ein Werkstück 16 bereit, um in den Prägeraum hinein beladen zu werden. In Fig. 27B nähert sich das Werkstück 16 dem Prägeraum an und besitzt einen unterbrochenen Abtastlichtvorhang. In Fig. 27C ist das Werkstück 16 so erniedrigt worden, daß es sowohl einen abtastenden Lichtvorhang als auch einen festgelegten, horizontalen Unterbrechungsstrahl schneidet. Der dargestellte Verbund-Unterbrechungsstrahl- Nachgiebigkeitssensor 150 umfaßt einen Abtastlichtvorhangmechanismus 152 zum Abtasten eines Lichtstrahls entlang einer Ebene, die quer zu der Vorderseite des Prägeraums verläuft. Der Abtastlichtvorhangmechanismus 152 umfaßt eine Abtastlichtstrahlquelle/einen Detektor 154 und ein reflektives Band 156. Demzufolge wird der abgetastete Lichtstrahl, der durch die Abtastlichtstrahlquelle/den Detektor 154 produziert ist, zu demselben Punkt zurückreflektiert werden, wobei das Reflektorband 156 gekrümmt sein kann oder eine Vielzahl von richtungsmäßigen, reflektiven Elementen haben kann, die den abgetasteten Lichtstrahl zurück zu demselben Punkt reflektieren. Die Abtastlichtstrahlquelle/der Detektor 154 können, z. B., einen Abtastspiegel (nicht dargestellt) zum Reflektieren eines Lichtquellenstrahls zu dem reflektiven Band 156 hin und zum Reflektieren eines zurückkehrenden Lichtstrahls zurück zu einem Lichtstrahldetektormechanismus hin (nicht dargestellt) aufweisen. Der Verbund-Unterbrechungsstrahl-Nachgiebigkeitssensor 150 umfaßt weiterhin einen festgelegten, einzelnen (quer verlaufenden) Unterbrechungsstrahl- Mechanismus 158, der einen Unterbrechungsstrahl bildet, der einen unteren Bereich einer Ebene überquert, die den vorderen Teil des Prägeraums abdeckt. Der dargestellte, festgelegte, einzelne Unterbrechungsstrahl-Mechanismus 158 umfaßt eine Lichtquelle 160 und einen Lichtdetektor 162.
Fig. 28 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Durchführen einer Nachgiebigkeitsfühlung- und -kompensation unter Verwendung des Verbund-Unterbrechungsstrahl- Sensors 150 der Fig. 27A-27C darstellt. In einem ersten Schritt S248 wird das Verfahren gestartet und schreitet zu dem Schritt S250 fort, wobei an diesem Punkt das Teil zu dem Prägeraum hin bewegt wird. Dann wird, im Schritt S252, eine Bestimmung vorgenommen, ob der Abtastlichtstrahlvorhang unterbrochen worden ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S250 zurück. Falls der Abtastlichtvorhang unterbrochen worden ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S254 fort, wobei an diesem Punkt eine Bewegung des Teils gestoppt wird. Durch Stoppen der Bewegung des Teils ist die Y- Position des Teils in Bezug auf den Prägeraum dann bekannt. Die Position des Teils entsprechend zu den Schritten S252 und S254 ist in Fig. 27B dargestellt. Dann wird, in dem Schritt S256, das Teil nach unten in der Z-Richtung nur bewegt. Eine Bestimmung wird dann im Schritt S258 vorgenommen, ob der horizontale, festgelegte Strahl unterbrochen worden ist. Falls der horizontale, festgelegte Strahl nicht unterbrochen worden ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S256 zurück. Wenn der horizontale Strahl unterbrochen worden ist, schreitet das Verfahren von dem Schritt S258 zu dem Schritt S260 fort, wo der Nachgiebigkeits-Wert, d. h. der Nachgiebigkeits-Versetzungs-Wert, gesichert wird. Der Nachgiebigkeits-Versetzungs-Wert wird dann basierend auf dem Betrag in der Z-Achse bestimmt, durch den das Teil bewegt worden ist, bis es den festgelegten, horizontalen Strahl, der durch den einzelnen, festgelegten Unterbrechungsstrahl-Mechanismus 158 produziert ist, unterbricht. Fig. 27C stellt die Position des Werkstücks dar, wenn es den horizontalen, festgelegten Strahl unterbricht. Im Schritt S262 wird das Teil dann nach oben in der Z-Richtung so bewegt, daß es von der Prägeplatte frei sein wird, wenn es in dem Prägeraum hinein beladen wird. Im Schritt S264 wird das Teil dann in den Prägeraum eingeladen und das Verfahren zum Durchführen einer Nachgiebigkeitsfühlung wird im Schritt S266 beendet.
Die Fig. 29A-29B stellen einen Einzelstrahl-Nachgiebigkeitssensor-Mechanismus 158 dar, der eine Lichtquelle 160 und einen Lichtdetektor 162 umfaßt. Die Lichtquelle 160 und der Lichtdetektor 163 sind jeweils an einer Position vor der Prägeplatte 19 so plaziert, daß sich der Lichtstrahl, der dadurch produziert ist, von einem Ende zu dem anderen einer Ebene erstreckt, die den Eintrittsbereich des Prägeraums abdeckt. Demzufolge können sie dazu verwendet werden, um eine Z-Position des Werkstücks und den Betrag einer Nachgiebigkeit des Werkstücks vor einem Beladen des Werkstücks in den Prägeraum hinein zu erfassen.
Fig. 30 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Nachgiebigkeitsfühlung und -Kompensation unter Verwendung eines Nachgiebigkeitssensors, wie beispielsweise derjenige, der in den Fig. 29A-29B dargestellt ist. Das Verfahren in Fig. 30 wird im Schritt S268 gestartet und schreitet zu einem ersten Schritt S270 fort. Im Schritt S270 wird ein Modell verwendet, um die Teil-Nachgiebigkeit abzuschätzen. Im Schritt S272 wird die voranführende Kante des Teils über den Unterbrechungsstrahl bewegt, und zwar unter Verwendung der geschätzten Nachgiebigkeit, um den Betrag einer Zeit zu erniedrigen, die dazu benötigt wird, um das Werkstück an einer Stelle zu erhalten, die bewirken wird, daß der Unterbrechungsstrahl unterbrochen wird. Dann wird, im Schritt S274, das Teil in der Z-Richtung erniedrigt. Eine Bestimmung wird dann im Schritt S276 vorgenommen, ob der Strahl unterbrochen worden ist. Falls der Strahl bis dahin noch nicht unterbrochen worden ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S274 zurück. Wenn der Strahl unterbrochen worden ist, geht das Verfahren von dem Schritt S276 zu dem Schritt S278 über, wobei an diesem Punkt die Nachgiebigkeits-Versetzung basierend auf der Position, wo der Strahl unterbrochen wurde, und der Anfangsposition des Werkstücks berechnet wird. Das bedeutet, daß die Nachgiebigkeits-Versetzung basierend auf dem Betrag einer Bewegung in der Z-Richtung berechnet wird, um den das Werkstück bewegt werden mußte, bevor der Strahl unterbrach. Im Schritt S280 wird der Roboter nach oben in der Z- Richtung um den berechneten Nachgiebigkeits-Versetzungs-Betrag bewegt. Das Teil wird dann in den Prägeraum hinein im Schritt S282 eingeladen und das Verfahren wird im Schritt S284 beendet.

4. Winkelfühl- und Rückfederungs-Steuerung

Ein Winkelfühlmechanismus, der in einer Umgebung einer Biegevorrichtung verwendet werden kann, ist in den Fig. 31-33 dargestellt. Der Winkelsensor kann in Verbindung mit einem Rückfederungssteuerverfahren zum Steuern des Betrags einer Biegung eines Flanschteils eines Werkstücks verwendet werden, so daß der sich ergebende Winkel des Werkstücks, nachdem die Biegung durchgeführt ist, auf einem erwünschten Wert liegt, wobei ein erwarteter Betrag einer Rückfederung, die auftreten wird, wenn das Teil einmal von einer in Eingriff gebrachten Abkantpresse freigegeben ist, berücksichtigt wird. Fig. 31 zeigt eine Seitenansicht einer Prägeplatte 19 und einen Spiegelhaltemechanismus 170. Der Spiegelhaltemechanismus 170 hält einen Spiegel 176, der eine reflektive Oberfläche parallel zu einem Flanschteil 178 (Fig. 32) eines Werkstücks 16 (siehe Fig. 32) besitzt. Der Spiegelhaltemechanismus 170 umfaßt einen Arm 180, der einen Spiegelbefestigungsmechanismus 182 trägt. Der Spiegelbefestigungsmechanismus 182 umfaßt eine Befestigungsplatte 183, mindestens zwei Blechkontaktkissen bzw. -flächen (z. B. vier gleichmäßig beabstandete Kontaktkissen) 184, und eine oder mehrere Federn (z. B. 3 Federn) 186, die die Spiegelbefestigungsplatte 183 mit einem Endbereich eines Arms 180 befestigen. Der Arm 180 wird durch ein Trageelement 188 getragen, und zwar über einen Schwenkmechanismus 190. Ein Luftzylinder 192 ist vorgesehen, der an dem Trageelement 188 befestigt ist, das eine Betätigungswelle 193 umfaßt. Die Betätigungswelle 193 drückt gegen einen Bodenbereich eines Arms 180, um den Arm 180 in eine Winkelmeßposition zu drücken, an der der Spiegel an einer Stelle parallel zu der unteren Oberfläche des Flanschbereichs 178 des Werkstücks plaziert ist, indem die Kontaktkissen 184 des Spiegelbefestigungsmechanismus 182 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Flanschbereichs 178 (Fig. 32) des Werkstücks 16 gebracht werden. Um den Spiegelmechanismus von dem Teil zurückzuziehen, wird die Betätigungswelle 193 in den Luftzylinder 192 zurückgezogen, und der obere Bereich des Arms 80 wird sich dann nach unten aufgrund des Gewichts des oberen Bereichs des Arms 180 zusammen mit dem Gewicht des Spiegelbefestigungsmechanismus 182 drehen. Dies ermöglicht dem Werkstück 16, daß es von dem Prägeraum entladen wird, wenn einmal die Biegung durchgeführt worden ist, und zwar ohne mit dem Spiegelhaltemechanismus 170 in Wechselwirkung zu treten oder damit zu kollidieren.
Das Trageelement 188 ist in einer geeigneten Art und Weise, z. B. durch Befestigungsschrauben, in der Prägeplattenschiene 22 befestigt. Ein Mechanismus kann zum Bewegen des Spiegelhaltemechanismus 170 entlang der Prägeplattenschiene zu verschiedenen Stellen vorgesehen sein, so daß Winkelmessungen an unterschiedlichen Positionen entlang der Prägeplattenschiene und an unterschiedlichen Stufen, die auf der Prägeplattenschiene angeordnet sind, vorgenommen werden können. Ein solcher Bewegungsmecha nismus kann ein automatisierter, motorisierter Bewegungsmechanismus sein, oder kann nur einfach ein lösbarer Befestigungsmechanismus sein, der so vorgesehen sein kann, daß der Spiegelhaltemechanismus 170 leicht an der Prägeplattenschiene an unterschiedlichen Stellen entlang der Prägeplattenschiene befestigt und davon gelöst werden kann. Ein Schwenkmechanismus 190 kann mit einem geeigneten Lagermechanismus oder Stift ausgeführt sein, und sollte dem Arm 180 ermöglichen, sich frei um den Schwenkpunkt zu bewegen und um fest in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Flanschbereichs 178 des Werkstücks 16 gebracht zu werden, wenn die Betätigungswelle 193 nach außen gedrückt wird.
Fig. 32 zeigt eine Seitenansicht einer Prägeplatte 19 und einer Strahl-Emitter/Detektoreinheit 174, die, zusammen mit dem Spiegel 176, einen Winkelsensor 172 bilden. Die Emitter/Detektoreinheit 174 umfaßt einen Emitter 196 und einen Detektor 198. Der Emitter 196 emittiert einen Strahl zu einer reflektiven Oberfläche 177 eines Spiegels 176 hin und der emittierte Strahl wird von der reflektiven Oberfläche 177 weg zurück zu dem Detektor 198 hin reflektiert. Eine Winkelmessung wird durch Bestimmung der Position des Lichtstrahls, wie sie durch den Detektor 198 erfaßt ist, vorgenommen. Der Emitter kann einen VLM 2-5 Laser aufweisen, der durch Applied Laser Systems, Grants Pass, Oregon, geliefert wird. Der Emitter 198 kann einen Sensor, wie beispielsweise ein Modell SL15 einer linearen Photodiode, geliefert durch UDT Sensors, Inc., Hawthorne, Kalifornien, aufweisen. Der Detektor kann einen neutralen Dichtefilter, der über der linearen Photodiode plaziert ist, und der ein G30,891 neutraler Dichtefilter ist, der durch Edmunds Scientific, Barrington, New Jersey, geliefert ist, umfassen. Der neutrale Dichtefilter ist vorgesehen, um die Intensität des Lichts zu reduzieren, so daß der Sensor geeignet den Lichtstrahl und seine Position interpretieren kann.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Winkel zwischen dem Lichtstrahl, der auf den Spiegel 176 einfällt, und dem Lichtstrahl, der von dem Spiegel 176 reflektiert ist, 6º sein. Fig. 33 stellt eine Seitenansicht einer Strahl- Emitter/Detektoreinheit 174 mit einer Tragestruktur 200 zum Halten der Strahl- Emitter/Detektoreinheit 174 dar. Die Elemente der Strahl-Emitter/Detektoreinheit 174, die in Fig. 33 sichtbar sind, umfassen einen Detektor 198 zusammen mit einem neutralen Dichtefilter 197. Die Tragestruktur 200 kann mit angewinkelten Oberflächen 201 zum Halten der Emitter/Detektoreinheit 174 unter einem geeigneten Winkel versehen sein, so daß sie die einfallenden Lichtstrahlen zu dem Spiegel 176 unter einer geeigneten Höhe und einem geeigneten Winkel richten und die davon reflektierten Lichtstrahlen aufnehmen kann. In der dargestellten Ausführungsform, die zum Messen eines Bereichs von Winkeln nahe zu 45º eines Flanschbereichs 178 (was Biegewinkeln von nahezu 90º entspricht) vorgesehen ist, liegen die abgewinkelten Oberflächen 201 ungefähr 45º zu der horizontalen Ebene.
Fig. 34 zeigt eine Oberseitenansicht einer Strahl-Emitter/Detektoreinheit 174. In der Ansicht, die in Fig. 34 dargestellt ist, ist jeder Detektor 198 und Emitter 196 sichtbar, zusammen mit einem neutralen Dichtefilter 197, und einem Lichtemitter-Austrittsfenster 199. Das Gehäuse, das den Detektor 198, in der dargestellten Ausführungsform, hält, kann in einer nach oben und nach unten gerichteten Art und Weise gemäß den Pfeilen A, dargestellt in Fig. 34, eingestellt werden, um die vertikale Positionierung des reflektierten Lichtstrahls 201 in Bezug auf den Detektor 198 (der einen linearen Photodiodensensor aufweist) einzustellen. Die laterale Position des Emitters 196 kann so eingestellt werden, wie durch Pfeile B angezeigt ist. Dies ermöglicht, daß die laterale Position des emittierten/einfallenden Lichtstrahls eingestellt wird, so daß er auf den Spiegel 176 einfallend ist und zu einer Mittenaufnahmeposition des Detektors 198 reflektiert wird.
Die Emitter/Detektoreinheit 174 kann auch mit einem Befestigungsmechanismus versehen sein, so daß sie automatisch von einer Position zu einer anderen entlang der Prägeplattenschiene bewegt werden kann, oder kann manuell unter Lösen und wieder Befestigen desselben entlang verschiedenen Positionen der Prägeplattenschienen, bewegt werden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann der Abstand zwischen der Emitter/Detektoreinheit 174 und dem Spiegel 176 ungefähr 4 Inch betragen.
Wenn ein kontinuierlich sich änderndes, analoges Signal abgetastet wird, das für den Biegewinkel repräsentativ ist, kann das System digital das Signal mit einem digitalen Butterworth-Tiefpaßfilter filtern, der eine Frequenz besitzt, die ausreichend unerwünschte, hohe Frequenzrauschkomponenten des Signals abschneiden wird. Es ist wichtig, daß der Spiegel nahe zu dem Biegeradius für alle Biegeplattenbreiten liegt. In Bezug hierauf kann ein Einstellmechanismus zum Einstellen der Position des Spiegels in Bezug auf den Biegeplattenradius vorgesehen sein, um den Spiegel näher dazu heranzubringen. Eine andere Maßnahme, die in dem Winkelsensor vorgenommen werden kann, der dargestellt ist, ist ein Einstellmechanismus zum Einstellen des Winkelsensors, um so in der Lage zu sein, einen größeren oder unterschiedlichen Bereich von Winkeln zu lesen.
Um die Reproduzierbarkeit zu verbessern, sollten mehrfache Winkellesungen vorgenommen werden, und zwar in der Größenordnung von 100 bis 1000 Lesungen, und zwar in einer sehr kurzen Zeitperiode, und die Ergebnisse sollten gemittelt werden. Auf diese Art und Weise kann eine akkuratere Winkellesung erzielt werden. Es ist anzumerken, daß der Bereich des Sensors, der dargestellt ist, nur 4º beträgt (d. h. der Sensor kann nur einen sich variierenden Winkel eines Werkstückflanschabschnitts, der sich um 4º variiert, fühlen). Ein größerer Sensor, ein Feld aus Sensoren, oder ein einstellbares Positionssystem können verwendet werden, um sich diesem Nachteil zuzuwenden, indem der gesamte Biegebereich, der durch den Winkelsensor meßbar ist, erhöht wird. Das System kann mit einem mit Motor betriebenen Antriebsmechanismus vom Spindeltyp zum Positionieren des Sensors und des Spiegelhaltemechanismus entlang irgendeiner von nicht eingeschränkten Positionen entlang der Prägeplattenschiene, für eine zusätzliche Flexibilität, versehen werden. Zusätzlich, oder als Alternative, kann eine Vielzahl von Winkelsensoren an verschiedenen Punkten entlang der Biegelinie, für ein gegebenes Werkstück, das gebogen werden soll, vorgesehen sein.
Fig. 35 zeigt ein Flußdiagramm eines Rückfedersteuerverfahrens, das den Biegewinkelsensor 172 verwendet, der in Fig. 32 dargestellt ist. In einem ersten Schritt S286 des Rückfedersteuerverfahrens wird der Winkel des Flanschbereichs 178 des Werkstücks 16 von einem gefilterten, kontinuierlichen Winkelmeß-Signal, das durch den Biegewinkelsensor produziert ist, der beschrieben ist, gelesen. Dann wird, im Schritt S288, eine Bestimmung vorgenommen, ob der gemessene Winkel größer als oder gleich zu einem Anfangsschwellwert θ1 (Theta 1) ist. Falls er nicht größer als oder gleich zu θ1 ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S286 zurück. Wenn der Winkel größer als oder gleich zu θ1 ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S290 fort, wo eine Steigung der kontinuierlich gemessenen Winkelwerte für die überwachten, sich ändernden Positionen der Prägeplatte entlang einer D-Achse berechnet wird. Zusätzlich wird, im Schritt S290, eine Rückfederung berechnet und ein zusätzlicher Schwellwertwinkelwert θD (Theta D) wird berechnet. Dann wird, im Schritt S292, eine Bestimmung vorgenommen, ob das berechnete θD gleich zu dem letzten berechneten θD ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S286 zurück. Falls allerdings das berechnete θD gleich zu dem letzten, berechneten θD ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S294 fort, wo die Prägeplattenbewegung bei θD gestoppt wird. θD wird als eine Funktion der berechneten Rückfederung berechnet und des erwünschten Zielwinkels des Werkstücks und ist geringfügig über den erwünschten Zielwinkel (einer Biegung) des Werkstücks hinaus, so daß dann, wenn das Werkstück nach einem Außereingriffbringen der Abkantpresse zurückspringt, es zu seinem erwünschten Winkel führen wird.
Um die Berechnung einer Rückfederung im Schritt S290 durchzuführen, kann ein Rückfederungs-Modell verwendet werden. Das Rückfederungs-Modell kann unter Durchführung verschiedener Schritte entwickelt werden, die ein Durchführen von Experimenten bei einer Charge von Proben aus Blech und ein Durchführen verschiedener anfänglicher Berechnungen umfaßt. Beim Entwickeln des Rückfederungs-Modells kann eine Charge von Proben aus Blech (z. B. kaltgewalzte Stahlbleche) erforderlich sein, die sich variierende Dicken und Härten besitzen. Die Härte (Brinellhärtezahl) und die Dicke (Inch) können für jedes erprobte Blech gemessen werden. Teile werden dann unter Verwendung der Proben auf einen Sollwinkel gepreßt (z. B. 90º). Wenn jedes Teil gepreßt ist, wird der Winkel (unter Verwendung des Winkelsensors) gegenüber der Prägeplattenverschiebung (wie dies durch einen Glasmaßstabscodierer angegeben ist) aufgezeichnet. Der Winkel wird aufgezeichnet, wenn er von ungefähr 87/88º zu 90º läuft, unter Heranziehung von Datenpunkten, die zwischen 100 bis 1000 Datenpunkten umfassen, wenn sich der Winkel innerhalb dieses Bereichs variiert. Dann wird das Teil aus der Abkantpresse entnommen und der Biegewinkel nach Entnahme (der der Winkel des Teils ist, nachdem es entnommen ist) wird gemessen und aufgezeichnet. Für jedes Blech werden verschiedene Variablen berechnet, einschließlich der Härte dividiert durch die Dicke (t), KPL = 1/((0,5) t + Stempelradius), Härte/(t(KPL)) und 1/Steigung des Winkels gegenüber der Prägeplattenverschiebung. Die Rückfederung jedes getesteten Probeblechs wird dann berechnet, so daß sie gleich zu dem Beladewinkel-Entladewinkel ist. Wenn einmal diese Informationen erhalten worden sind, kann eine lineare Regressions-Analyse oder Rückwärts-Propagations- Analyse (unter Verwendung eines neuralen Netzwerks) verwendet werden, um die Rückfederung als eine Funktion jeder der vorstehend angeführten Variablen modellmäßig anzugeben.
Als ein Beispiel eines linearen Regressionsmodells können die folgenden Variablen und Koeffizienten verwendet werden, die durch Analysieren von 100 Blechen von kaltgewalz tem Stahl (ähnlich zu dem ASTM 366 Standard), das sich variierende Dicken und Härten besaß, bestimmt wurden.

Variable Koeffizient

konstant 0,51918
KPL 0,07078
H/T 0,00207
1/Steigung 415,35603
H/(T(KPL) - 0,02405
Die Rückfederung (sb) für ein bestimmtes Blech kann als 0,51918 + 0,07078 (KPL) + 0,00207 (H/T) + 415,35603 (1/Steigung) + (-0,02405) (H/T (KPL)) berechnet werden.

Daten-Akquisition

Eine Anzahl von kaltgewalzten Stahlblechen, von einer Vielzahl von Anbietern, kann verwendet werden, um Proben unterschiedlicher Dicken und Härten zu sammeln, ebenso wie Spannungshärtungseigenschaften. Jede Probe kann dann auf dieselbe Breite geschert werden und die Dicke und die Härte jedes Blechs werden gemessen. Jedes Teil kann dann auf denselben, belasteten Winkel der Abkantpresse gebogen werden, wobei der abschließende Winkel aufgezeichnet wird. Eine Historie der Lastwinkel gegenüber der Prägeplattenverschiebung kann dann aufgezeichnet werden. Jedes Blech kann dann entnommen werden und der Winkel des Teils kann auf einer Koordinaten-Meßmaschine gemessen werden.

TAGUCHI-Analyse

Eine Analyse kann unter Verwendung einer orthogonalen Feldmethodologie von Taguchi durchgeführt werden. Ein Zweifach-Faktor, ein Vierfach-Niveau pro Faktorfeld zeigt sich als gut für die erforderlichen Daten, die vorstehend angeführt sind.

Lineare Regressions-Analyse

Eine lineare Regressions-Analyse liefert ein Werkzeug, um eine Rückfederung zu einer Vielfalt von möglichen Variablen, basierend auf Messungen der Dicke, der Härte und der Prägeplattenverschiebung, während des Beladens des Werkstücks zu korrelieren. Die Variablen, die schließlich zu der besten Anpassung führen, entsprechen Verhältnissen, die durch das analytische Modell vorgeschlagen sind. Solche Variablen umfassen: Härte/Dicke; Krümmung unterhalb des Stempels (KPL = 1/0,5 (Dicke)+Stempelradius); und Härte/(Dicke (KPL)). Zusätzlich ist die Steigung der Prägeplattenverschiebung gegenüber der Lastwinkelkurve ungefähr linear zu der Rückfederung in Bezug gesetzt. Demzufolge werden vier Ausdrücke in der linearen Regressions-Analyse einer Rückfederung verwendet. Diese Beziehung liefert eine Anpassung von R² = 0,959 und eine Standardabweichung von 0,15 Grad. Ein Bereich von Resten für 226 Datenpunkten ist +/- 0,36 Grad.

Neurale Netzwerk-Analyse

Als eine Alternative zur linearen Regression kann ein neurales Netzwerk einer Modell- Rückfederung entwickelt werden. Das Netzwerk kann aus vier Eingängen, die in der Regressions-Analyse verwendet sind, sechs betroffenen Einheiten und einer Ausgangseinheit, einer Rückfederung, bestehen. Die Schichten können vollständig verbunden sein und die Gewichte, die trainiert sind, unter Verwendung eines Rückwärts-Propagations- Algorithmus können verwendet werden.

5. Positionierung des Stempels und der Prägeplatte

Während einer Präparationsstufe eines Biegevorgangs wird eine Prägeplatte von Prägeplatten 19 in einer geeigneten Position in der X-Richtung auf der Prägeplattenschiene 22 mittels der Rückseitenmeßvorrichtung 100 positioniert. Siehe Fig. 37. Fig. 36 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Positionieren der Prägeplatte oder der Prägeplatten 19 in der X-Richtung auf der Prägeplattenschiene 22 gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung. Im Schritt S300 wird das Positionierungsverfahren gestartet. Im Schritt S302 wird ein ausgewählter Rückseitenmeßfinger 106 an eine ausgewählte Position in der X-Richtung bewegt und dort positioniert. Im Schritt S304 wird die Rückseitenmeßeinrichtung zu der Prägeplattenschiene 22 hin in der Y-Richtung bewegt und an einer geeigneten Position, wie dies in Fig. 37 dargestellt ist, positioniert. Im Schritt S306 wird der die Kraft fühlende Rückseitenmeßfinger auf Null gesetzt und ausbalanciert. Im Schritt S308 wird bzw. werden eine ausgewählte Prägeplatte oder ausgewählte Prägeplatten 19 entlang der Prägeplattenschiene 22 zu dem Rückseitenmeßfinger 106 hin bewegt. Die Prägeplatte oder die Prägeplatten werden zu dem Rückseitenmeßfinger 106 hin manuell oder unter Verwendung eines geeigneten Roboters bewegt. Im Schritt S310 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob ein Kontakt zwischen dem Rückseitenmeßfinger 106 und der Prägeplatte oder den Prägeplatten 19 (siehe Fig. 37) erfaßt ist. Wenn ein Kontakt erfaßt ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S312 fort, wo die Prägeplatte oder die Prägeplatten 19 an der Prägeplattenschiene 22 mittels Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Schrauben, befestigt werden. Im Schritt S314 wird die Position des Rückseitenmeßfingers 106 in der X-Richtung in einem geeigneten Speicher gespeichert, zum Beispiel in der Steuereinheit 42. Der Rückseitenmeßfinger 106 wird dann frei von der Prägeplatte oder den Prägeplatten 19 in dem Schritt S316 bewegt. Das Verfahren wird dann so ausgeführt, wie dies in dem Schritt S318 angezeigt ist.
Wenn die Prägeplatte oder die Prägeplatten 19 auf der Prägeplattenschiene 22 durch das vorstehende Verfahren befestigt und montiert worden ist bzw. sind, kann ein Werkstück (oder ein Teil) 16 leicht präzise relativ zu der Prägeplatte oder den Prägeplatten 19 positioniert werden. Siehe Fig. 39. Fig. 38 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Positionieren eines Werkstücks (eines Teils) 16 relativ zu der Prägeplatte oder den Prägeplatten 19. Im Schritt S330 wird das Verfahren gestartet. Im Schritt S332 wird die Position des Rückseitenmeßfingers 106, die in dem Speicher im Schritt S314 (Fig. 36) gespeichert wurde, von dem Speicher ausgelesen. 1 m Schritt S334 wird der Rückseitenmeßfinger 106 in der ausgelesenen Position in der K-Richtung positioniert. Im Schritt S336 wird der die Kraft fühlende Rückseitenmeßfinger 106 auf Null gesetzt und ausbalanciert. Im Schritt S338 wird ein Werkstück 16, das durch den Greifer 14 ergriffen ist, dann zu dem Rückseitenmeßfinger 106 hin bewegt. Eine Bestimmung wird dann im Schritt S340 vorgenommen, ob ein Kontakt zwischen dem Rückseitenmeßfinger 106 und dem Werkstück 16 erfaßt ist. Wenn einmal ein Kontakt erfaßt ist, schreitet das Verfahren zu dem Schritt S342 fort, wo der Finger 106 frei von dem Teil 16 bewegt wird. Das Verfahren wird dann so ausgeführt, wie dies im Schritt S344 angezeigt ist. Mit diesem Verfahren wird das Werkstück, das insbesondere mit den Flanschen 16f gebildet ist, präzise relativ zu der Prägeplatte oder den Prägeplatten 19 positioniert, wie in Fig. 39 dargestellt ist, so daß der Stempel und die Prägeplatte 18, 19 eine Biegung entlang einer Linie 16c in dem Werkstück, ohne mit den Flanschen 16f in Wechselwirkung zu treten, durchführen kann.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird der Kontakt zwischen dem Rückseitenmeßfinger 106 und dem Werkstück 16 durch Sensoren 104a, 104b erfaßt, die in der Rückseitenmeßvorrichtung 100 vorgesehen sind. Allerdings kann die Erfassung durch Sensoren vorgenommen werden, die in dem Greifer 14, der in Fig. 15 dargestellt wurde, vorgesehen sind.

Claims

1. Fingermeßvorrichtung für eine Vorrichtung zum Ausrichten eines schmiedbaren Blechwerkstücks (16) in Bezug auf eine Prägeplatte (19) einer Biegevorrichtung, wenn das Werkstück in einen Prägeraum beladen wird, wobei die Fingermeßvorrichtung aufweist:

mindestens einen Meßfingermechanismus (100, 102), wobei der oder jeder der Mechanismen (100, 102) ein langgestrecktes Element (106), dessen Längsachse parallel oder orthogonal zu der Prägeplatte (19) verläuft, und einen Kontaktbereich (107), der sich mit dem langgestreckten Element (106) bewegt, besitzt;

gekennzeichnet durch

Mittel (104a-104d) zum Messen von Kontaktkräften zwischen dem Werkstück (16) und den Kontaktbereichen (107), wobei die Mittel (104a-104d) dazu angepaßt sind, Kräfte orthogonal zu der Prägeplatte (19) und/oder parallel zu der Prägeplatte (19) zu messen.

2. Fingermeßvorrichtung für eine Vorrichtung zum Ausrichten eines schmiedbaren Blechwerkstücks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fingermeßmechanismus (100, 102) einen L-förmigen Arm (108) aufweist, der so angepaßt ist, um sich um einen Schwenkpunkt (110) zu drehen, wobei der L-förmige Arm (108) das langgestreckte Element (106) trägt und mit zwei eine Kraft fühlenden Widerständen (104) zum Erfassen von Kräften, die auf den Kontaktbereich (107) des langgestreckten Elements einwirken, zusammenarbeitet.

3. Vorrichtung zum Ausrichten eines schmiedbaren Blechwerkstücks (16) in Bezug auf eine Prägeplatte (19) einer Biegevorrichtung, wenn das Werkstück in einen Prägeraum hinein beladen wird, wobei die Vorrichtung aufweist:

mindestens einen Fingermeßmechanismus (100, 102), wobei der oder jeder der Mechanismen (100, 102) ein langgestrecktes Element (106) mit einer Längsachse parallel zu oder orthogonal zu der Prägeplatte (19) und einen Kontaktbereich (107), der das langgestreckte Element (106) bewegt, besitzt; und ein Mittel zum Einstellen einer Orientierung des Werkstücks (16);

gekennzeichnet durch

Mittel (104a-104d) zum Messen von Kontaktkräften zwischen dem Werkstück (16) und den Kontaktbereichen (107), wobei die die Kraft messenden Mittel (104a-104d) dazu angepaßt sind, Kräfte orthogonal zu der Prägeplatte (19) und/oder parallel zu der Prägeplatte (19) zu messen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin aufweist:

eine Prägeplatte (19) und einen Werkzeugstempel, wobei die Prägeplatte und der Werkzeugstempel einen Prägeraum bilden;

eine Beladeeinrichtung zum Beladen des Werkstücks in den Prägeraum hinein, wobei die Beladeeinrichtung im wesentlichen steife Meßfinger (106), einen Roboter, der einen Greifer (14) besitzt, und Mittel zum Steuern des Roboters, um das Werkstück in Kontakt mit den im wesentlichen steifen Fingern zu bringen, besitzt, wobei der Greifer das Werkstück hält, während der Roboter das Werkstück in Kontakt mit den steifen Meßfingern bringt, wobei der Greifer (14) nachgiebige Kissen und eine Fühleinrichtung zum Fühlen, wenn das Werkstück (16) die im wesentlichen steifen Meßfinger (106) berührt, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin aufweist:

einen Meßmechanismus (100, 102), der mindestens einen Meßfinger (106) zum Messen einer Position des Werkstücks (16) entlang einer ersten Richtung orthogonal zu der Prägeplatte und entlang einer zweiten Richtung parallel zu der Prägeplatte aufweist;

einen Roboter, der einen Greifer (14) zum Halten des Werkstücks (16) besitzt; und

eine Einrichtung zum Steuern des Roboters, um das Werkstück in Kontakt mit dem mindestens einen Meßfinger zu bringen;

wobei der Robotergreifer einen Greiferkraftsensor zum Fühlen eines Betrags einer Kraft zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer aufweist, und

der Meßfinger (106) einen Fingerkraftsensor (104) zum Fühlen eines Betrags einer Kraft zwischen dem mindestens einen Meßfinger und dem Werkstück, das den mindestens einen Meßfinger berührt, aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Greiferkraftsensor Mittel zum Fühlen einer Scherkraft, die auf eine innere Oberfläche des Robotergreifers aufgrund einer Bewegung des Werkstücks innerhalb des Greifers einwirkt, aufweist, wobei der Fingerkraftsensor (104) Mittel zum Fühlen sowohl einer Kraft in einer Richtung senkrecht zu der Prägeplatte als auch einer Kraft in einer Richtung parallel zu der Prägeplatte aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum Ausführen einer Biegung an einem schmiedbaren Blechwerkstück mit einer Biegung, die folgt, aufweist, wobei die Vorrichtung eine Biegevorrichtung umfaßt, wobei die Biegevorrichtung eine Prägeplatte (19), einen Werkzeugstempel und einen Robotergreifer (14) zum Halten des Werkstücks aufweist, wobei die Vorrichtung zum Ausführen einer Biegung aufweist:

eine Leseeinrichtung zum Lesen eines Positionswerts, der für die relative Bewegung der Prägeplatte (19) in Bezug auf den Werkzeugstempel indikativ ist;

eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Stelle des Greifers (14), wie er an dem Werkstück (16) hält, als eine Funktion der Positionsdaten, wie sie durch die Leseeinrichtung gelesen sind;

eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung zum Begrenzen der Geschwindigkeit der relativen Bewegung der Prägeplatte (19) in Bezug auf den Werkzeugstempel so, daß sich die berechnete Stelle nicht zu schnell ändert;

eine Einrichtung zum Erfassen einer Kraft zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer (14) während einer Ausführung der Biegung;

eine Einrichtung zum Modifizieren der Stelle, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet ist, basierend auf der erfaßten Kraft;

eine Robotersteuereinrichtung zum Steuern einer Bewegung des Roboters, um der berechneten Stelle zu entsprechen; und

eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, wenn ein abschließender Biegewinkel erreicht worden ist, was den Abschluß der Biegung anzeigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern der Änderungsrate einer Geschwindigkeit eines Robotergreifers, der ein Werkstück hält, aufweist, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen einer Kraft zwischen dem Werkstück (16) und dem Robotergreifer (14);

eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die überwachte Kraft größer als oder gleich zu einem Schwellwert (S112) ist; und

eine Erniedrigungseinrichtung zum Erniedrigen der Änderungsrate der Geschwindigkeit des Werkstücks (16) durch Erniedrigen der Beschleunigung des Robotergreifers (14), wenn die überwachte Kraft dahingehend bestimmt ist, daß sie größer als oder gleich zu dem Schwellwert ist (S114).

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum aktiven Dämpfen einer Vibration eines Werkstücks, das durch einen Robotergreifer, während einer Bewegung des Werkstücks durch einen Roboter gehalten wird, aufweist, wobei die Dämpfungsvorrichtung aufweist:

eine Teile-Geometrie-Parameter-Leseeinrichtung zum Lesen von Teile-Geometrie- Parametern, die sich auf das Werkstück (16) beziehen, das durch den Robotergreifer (14) gehalten wird;

eine Kraftleseeinrichtung (S132) zum Lesen eines Betrags einer Kraft zwischen dem Werkstück (16) und dem Robotergreifer (14);

eine Frequenzbestimmungseinrichtung (5140) zum Bestimmen einer ungefähren Frequenz einer Vibration des Werkstücks basierend auf den Kraftlesungen, die durch die Kraftleseeinrichtung (S132) vorgenommen sind; und

eine Roboterbewegungssteuereinrichtung zum Steuern des Roboters, um den Robotergreifer (14) in einer Richtung entgegengesetzt zu den Kraftlesungen mit der Frequenz, die durch die Frequenzbestimmungseinrichtung bestimmt ist, zu bewegen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern eines Roboters, der einen Robotergreifer (14) besitzt, der ein Werkstück (16) hält, aufweist, so daß das Werkstück bewegt wird, während ein Kontakt zwischen dem Werkstück und einem erwünschten Objekt beibehalten wird, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

eine Robotersteuereinrichtung zum Steuern einer Bewegung des Roboters so, daß sich das Werkstück in einer erwünschten Richtung bewegt;

eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die überwachte Kraft innerhalb eines bestimmten Bereichs einer erwünschten Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem erwünschten Objekt liegt; und

eine Einstelleinrichtung (S160-S176) zum Einstellen der Richtung einer Bewegung des Werkstücks, um entweder die Kontaktkraft zu erhöhen oder zu erniedrigen, wie dies durch die überwachte Kraft zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer angezeigt ist, um die überwachte Kraft innerhalb des bestimmten Bereichs der erwünschten Kontaktkraft zu bringen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern einer Bewegung eines Werkstücks, das durch einen Robotergreifer gehalten ist, zu einem Hindernis hin aufweist, bis das Werkstück das Hindernis berührt, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

eine Robotersteuereinrichtung (S166; S178) zum Steuern einer Bewegung des Werkstücks um eine vorbestimmte Erhöhung zu dem Hindernis hin;

eine Kraftüberwachungseinrichtung (S168; S180) zum Überwachen eines Betrags einer Kraft zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer;

eine Bestimmungseinrichtung (S170, S172; S182) zum Bestimmen, ob die überwachte Kraft größer als oder gleich zu einem Schwellwert ist; und

eine Wiederholungseinrichtung zum Wiederholen einer Bewegung des Werkstücks zu dem Hindernis hin, bis bestimmt ist, daß die überwachte Kraft größer als oder gleich zu dem Schwellwert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern einer Bewegung eines Werkstücks, das durch einen Robotergreifer gehalten ist, und zum Erfassen eines nichtgeplanten Aufpralls zwischen dem Werkstück und einem Hindernis aufweist, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

eine Überwachungseinrichtung (S192) zum Überwachen eines Betrags einer Kraft zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer;

eine Bestimmungseinrichtung (S194, S198) zum Bestimmen, ob die überwachte Kraft größer als oder gleich zu einem Aufprallschwellwert ist; und

eine Stoppeinrichtung (S196) zum Anhalten einer Bewegung des Roboters, wenn die überwachte Kraft dahingehend bestimmt ist, daß sie größer als oder gleich zu dem Aufprallschwellwert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die überwachte Kraft größer als oder gleich zu einem kleinen Aufprallschwellwert (S194) ist, und zum Bestimmen (S198), ob die überwachte Kraft größer als oder gleich zu einem großen Aufprallschwellwert ist, aufweist;

wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung (S206) zum Modifizieren einer Bewegung des Roboters aufweist, um das Werkstück von dem Hindernis wegzubewegen, wenn die überwachte Kraft dahingehend bestimmt ist, daß sie größer als oder gleich zu dem kleinen Aufprallschwellwert ist, allerdings geringer als der große Aufprallschwellwert ist.

14. System zum Beladen eines Werkstücks in einen Prägeraum einer Biegevorrichtung hinein, wobei das System aufweist:

eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2;

eine Meßeinrichtung (144; 150; 158) zum Messen eines Betrags einer Nachgiebigkeits- Versetzung einer voranführenden Kante des Werkstücks, bevor das Werkstück in den Prägeraum hinein beladen ist;

eine Einrichtung zum Bewegen des Werkstücks in einer Aufwärtsrichtung um eine gemessene Nachgiebigkeits-Versetzung; und

eine Beladeeinrichtung zum Beladen des Werkstücks in den Prägeraum hinein.

15. System nach Anspruch 14, wobei die Meßeinrichtung (144) einen auf einer Hintergrundbeleuchtungs-Betrachtung basierenden Nachgiebigkeits-Sensor aufweist.

16. System nach Anspruch 14, wobei die Meßeinrichtung einen auf einer Betrachtung basierenden Nachgiebigkeits-Sensor aufweist.

17. System nach Anspruch 14, wobei die Meßeinrichtung (144) einen Mechanismus zum Fühlen, ob jeder einer Vielzahl von Lichtstrahlen durch das Werkstück geschnitten worden ist, wenn sich das Werkstück zu dem Prägeraum hin bewegt, aufweist.

18. System nach Anspruch 14, wobei die Meßeinrichtung einen einzelnen Unterbrechungsstrahl-Erfassungsmechanismus (158) zum Erfassen, ob ein einzelner Lichtstrahl durch Bewegen des Werkstücks zu dem Prägeraum hin unterbrochen worden ist, aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin einen Winkelsensor zum Erfassen eines Winkels eines Flanschabschnitts eines Werkstücks aufweist, wenn der Flanschabschnitt durch eine Biegevorrichtung gebogen wird, wobei der Winkelsensor aufweist:

ein Element (176), das eine reflektive Oberfläche (177) besitzt;

eine Halteeinrichtung (170) zum Halten des Elements mit der reflektiven Oberfläche gegen den Flanschabschnitt des Werkstücks;

eine Licht emittierende Einrichtung (176) zum Emittieren eines Lichtstrahls auf die reflektive Oberfläche; und

eine Lichterfassungseinrichtung (198) zum Erfassen einer Position des Lichtstrahls, wenn der Lichtstrahl durch die reflektive Oberfläche reflektiert wird, wobei die erfaßte Position für den Winkel des Flanschbereichs des Werkstücks indikativ ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin ein System zum Steuern einer Rückfederung eines gebogenen Flanschbereichs eines Werkstücks, wenn ein Biegevorgang durch eine Biegevorrichtung unter Verwendung einer Prägeplatte und eines Werkzeugstempels durchgeführt wird, aufweist, wobei das Rückfedersteuersystem aufweist:

eine Winkelmeßeinrichtung (S286) zum Messen eines Winkels des Flanschabschnitts des Werkstücks, wenn eine Biegung durchgeführt wird; und

eine Rückfederungsberechnungseinrichtung (S290) zum Berechnen eines vorhergesagten Betrags einer Rückfederung, der erwartet wird, daß er in dem Flanschabschnitt des Werkstücks nach dem Abschluß des Biegevorgangs auftritt.