EP1570927B1 - Blechaufnahmesystem für eine Blechbiegemaschine mit einer Durchlichteinheit sowie Verfahren zum Aufnehmen von Blechteilen - Google Patents

Blechaufnahmesystem für eine Blechbiegemaschine mit einer Durchlichteinheit sowie Verfahren zum Aufnehmen von Blechteilen Download PDF

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EP1570927B1
EP1570927B1 EP05004293A EP05004293A EP1570927B1 EP 1570927 B1 EP1570927 B1 EP 1570927B1 EP 05004293 A EP05004293 A EP 05004293A EP 05004293 A EP05004293 A EP 05004293A EP 1570927 B1 EP1570927 B1 EP 1570927B1
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EP
European Patent Office
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sheet metal
feeding
metal sheet
manipulator
metal sheets
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP05004293A
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English (en)
French (fr)
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EP1570927A1 (de
Inventor
Dieter Pfitzner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1570927B1 publication Critical patent/EP1570927B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/003—Positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/10—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by grippers
    • B21D43/105—Manipulators, i.e. mechanical arms carrying a gripper element having several degrees of freedom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B21D5/0281—Workpiece supporting devices

Definitions

  • the invention relates to a sheet receiving system for the parts receiving and loading a sheet metal bending machine, in particular a press brake, comprising at least one manipulator for gripping and moving sheet metal parts with a gripper head equipped with gripping means, an electronic control device for controlling the movement of the manipulator and a measuring system for determining the position of the sheet metal parts according to the preamble of claim 1 and a method for receiving sheet metal parts from a sheet stack and positioning the sheet metal parts in a sheet metal bending machine, in particular a press brake, by means of a sheet receiving system comprising at least one manipulator for gripping and moving the sheet metal parts with a gripper head equipped with gripping means, a Electronic control device for controlling the movement of the manipulator and a measuring system for determining the position of the sheet metal parts, according to the preamble of claim 5.
  • Conventional sheet receiving system for sheet metal bending machines in particular for press brakes, usually comprise a manipulator which is positioned in a specific position in front of the sheet metal working machine and feeds the sheet metal parts from a supply device of the press.
  • the achievement of an exact gripping position of the sheet metal parts can be done on the one hand by the exact alignment of the sheet metal parts in the supply device, on the other hand by detecting the alignment of the edges of the sheet metal parts by means of a special usually mechanical detector device.
  • these methods require elaborate devices and are on the one hand very time-consuming and on the other hand relatively imprecise.
  • Another approach is the implementation of a sheet metal part identification with sensors arranged on the manipulator, whereby an exact alignment of the sheet metal parts in the supply device can be omitted.
  • a box-shaped gripper head connected to a vacuum source has a receiving plate provided with gripping means and further comprises an optoelectronic measuring device, in particular an image acquisition means and a lighting device.
  • the DE 196 39 590 A1 describes a bending center, which includes, inter alia, a loading device with a feed table and a manipulator assembly.
  • the loading device has a sensor which determines the bearings of the recorded sheet metal part relative to a defined insertion position in a bending cell.
  • the sensor is formed by a light barrier arranged on a fork.
  • the object of the invention is to provide a sheet metal receiving system or a method for sheet metal receiving, which allows a fast and reliable identification of the sheet metal parts.
  • This object of the invention is achieved independently by a sheet receiving system according to claim 1 and by a method for receiving sheet metal parts according to claim 5.
  • the advantage here is that even with complex sheet metal forms or isolated holes and recesses fast and reliable sheet metal detection is possible, whereby the cycle times shortened and the Committee can be reduced.
  • Another advantage is reflected in reflective or galvanized surfaces of the sheet metal part, as a conventional lighting, in particular a flash lighting, this strong reflections that makes secure sheet metal detection impossible, or complex countermeasures, such as multiple shots, special recordings with polarized light, etc. required.
  • the illumination according to the invention by means of the transmitted-light table, these reflections are avoided and at the same time a high contrast of the recorded image is produced, in order thereby to carry out a position determination of the sheet-metal part with high accuracy.
  • the transmitted-light platform forms a support surface for the sheet metal parts, whereby the sheet metal parts come in a well-defined height and location for filing and no additional storage facilities are necessary and thereby optimal quality of optoelectronic measurement and optimal contrast can be achieved ,
  • partial areas of the support surface are formed of a transparent material creates the advantage that a mechanically more stable transmitted light platform can be provided because, for example, areas which are not transparent, can be formed from more stable materials, such as metals.
  • the transmitted-light platform prefferably has a lighting device which extends over at least 30% of the area of the partial areas and is arranged on a side facing away from the support surface, whereby a high contrast for the optoelectronic measurement can be achieved in an advantageous manner on the other hand a uniform illumination of the sub-area is given and thereby a high quality of the images is achieved.
  • the transmitted-light platform has means for determining the position, since this makes it possible to determine the exact position of the platform in order to calibrate the system and thereby achieve a secure and accurate storage of the sheet-metal parts.
  • the transmitted-light platform has one to a maximum of three spaced-apart subregions, there is the advantage that very similar sheet metal parts can still be distinguished from one another reliably, and nevertheless a high stability of the transmitted-light platform is provided.
  • the advantage is achieved that consuming Provision facilities for receiving the sheet metal parts can be omitted by the manipulator, since no specific number of sheets or sheet metal layers must be available.
  • the advantage of a lower cycle time is achieved because a position correction can be done by the rapier head when re-recording after filing on the transmitted light platform and no additional position measurement is necessary.
  • the determined outline data are compared with stored in a storage device data, in particular CAD data of the sheet metal part, are compared by the computer and positive identification of the sheet metal part is released for further processing, whereby a safe and rapid control or identification of the sheet metal parts can be done
  • existing data from the CAD data can be used.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a press brake 1 with the sheet metal receiving system 2 according to the invention.
  • sheet metal parts 3 are formed, for example, to profiles or housing parts, etc.
  • the sheet-metal part 3 is deformed between an upper tool 4 and a lower tool 5 in a bending plane 6 running vertically with respect to a contact surface.
  • the upper tool 4 and the lower tool 5 are connected to an adjustable pressing beam 7 and a fixed press table 8. To reshape comes a sheet metal part 3 in the amount of a working level 9 on the lower tool 5 on a stop 10 to the plant.
  • gripping means 15 are arranged on the gripper head, which can be formed for example by a vacuum gripping device. This can for example be equipped with suction cups and formed by a device equipped with the required supply channels.
  • gripping means 15 can also be used in other embodiments, such as e.g. Magnetic gripper or mechanical gripper, etc.
  • the number of articulated arms 12 of the manipulator 11 should not be limited to the embodiment shown in FIG. 1, but their number or the arrangement of the axes of rotation 14 can be adapted to the respective requirements.
  • the axis of rotation 14 of the gripper head 13 extends in a direction parallel to the arranged articulated arm 12 direction thereby to allow additional degrees of freedom of movement.
  • an optoelectronic measuring device 16 can be arranged on the gripper head 13.
  • the optoelectronic measuring device 16 is preferably fastened on a side of the gripper head 13 arranged opposite to the gripping means 15.
  • the optoelectronic measuring device 16 is arranged on the same side of the gripper head 13 as the gripping means 15 or that the gripping means 15 and the optoelectronic measuring device 16 are arranged on the gripper head 13 in a common device.
  • the optoelectronic measuring device 16 can, in particular, record information about the sheet metal parts 3 to be processed, such as, for example, the type of sheet metal part 3, outline, position, etc.
  • the optoelectronic measuring device 16 is preferably formed by an image acquisition means, for example by an electronic camera. In a preferred embodiment, this camera can be formed by a camera operating on the basis of a CCD element. Also possible are line scan cameras which have only individual recording lines and the required recording area is optionally scanned in the form of a translatory movement.
  • the image acquisition means is formed by a plurality of cameras, in particular CCD cameras.
  • the image acquisition means may preferably have a coarse recognition camera and a fine recognition camera.
  • the sheet metal parts 3 can be gripped by the manipulator 11 without further position determination, only by means of a height determination or distance determination in a previously only roughly predetermined pickup position, and their position determined only in the subsequent fine recognition process.
  • the receiving position must then be determined beforehand by entering or detecting the position of the sheet stack and is corrected according to the recorded sheets to the respective sheet thicknesses.
  • the coarse identification and / or fine recognition of the sheet metal parts 3 can be done according to CAD data from the planning or construction, which are stored in a computer of the electronic control device. From these data, patterns are generated which are searched for in the recorded image and, if they match, the respective sheet metal part 3 is released.
  • the coarse detection and the fine detection can also be realized by a single optoelectronic measuring device 16, in particular a camera.
  • the optoelectronic measuring device 16 is part of a measuring system, which further comprises a transmitted-light platform 17.
  • the transmitted light platform 17 can be arranged arbitrarily in an environmental region of the sheet metal bending machine or the press brake 1. For this purpose, it is possible that the transmitted light platform 17 has means for determining position. These can be formed, for example, by reference marks arranged on the transmitted-light platform 17 or other clear markings, for which purpose it is once necessary for the calibration to first determine the position of the transmitted light platform 17 by means of the optoelectronic measuring device 16.
  • sheet metal part 3 After coarse detection of the position of the sheet metal part 3 on a sheet metal part stack and a completed height measurement recorded by the rapier head 13 sheet metal part 3 is first stored on the transmitted light platform 17. Subsequently, an image of the sheet metal part 3 is detected by the optoelectronic measuring device 16 of the measuring system and made available to a computer for determining the outline data.
  • This position determination or fine detection of the sheet metal parts 3 now allows an application of the gripper head 13 and the gripping means 15 in a corrected position on the sheet metal part 3 to accurately position the sheet metal part 3 in the sheet metal bending machine, in particular the press brake 1 according to the requirements.
  • the transmitted light platform 17 can form a support surface 18 for the sheet metal parts 3.
  • partial regions 19 of the support surface 18 may be formed from a transparent material.
  • These subregions 19 may be formed, for example, from glass or highly transparent plastic and their size and arrangement on the support surface 18 of the transmitted light platform 17 are individually adapted to the requirements. It can also be inventively formed up to three spaced-apart portions 19, whereby a distinction of very similar sheet metal parts 3 can still be done safely and yet a high stability of the transmitted light platform 17 is given.
  • the transmitted-light platform 17 has a lighting device 20 arranged on the side facing away from the support surface 18 for the sheet-metal parts 3.
  • the illuminance is chosen so that a sufficient contrast for recording an image with the optoelectronic measuring device 16 is achieved, but no overexposure and thus a poor quality of recording occurs.
  • an electronic adaptation of the exposure times and / or a change in the number of recordings can furthermore be provided.
  • the illumination device 20 of the transmitted-light platform 17 has lighting means which extend over at least 30% of the area of the partial regions 19. This improves the quality of the images through a flat illumination and a constant contrast ratio.
  • the transparent material of the partial area 19 of the support surface 18 may preferably also be such that a diffuse scattering of the light beams emitted by the illumination device 20 takes place, thereby likewise improving the image acquisition by a contrast ratio that remains constant over the entire area of the partial area 19 ,
  • the transmitted-light platform 17 it is also possible for the transmitted-light platform 17 to be arranged on a front side of the press brake 1, in particular the press table 8, facing the manipulator 11.
  • the transmitted-light platform 17 can preferably be arranged in a vertical position (not shown in FIG. 1).
  • the optoelectronic measuring device 16 is associated with the transmitted light platform 17 and is positioned in a suitable position and a suitable distance from the transmitted light platform 17.
  • the optoelectronic measuring device 16 can be made adjustable in its position in order to make necessary position corrections easy.
  • On the gripper head 13 may be an additional optoelectronic measuring device 16 for determining an on-taking position of the sheet metal parts 3 may be arranged.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the sheet metal receiving system 2 according to the invention.
  • FIG. 1 Shown is a press brake 1 with the sheet receiving system 2 according to the invention in a plan view.
  • the manipulator 11 from FIG. 1 is not shown, but only the optoelectronic measuring device 16, which is shown on the gripper head 13 of the manipulator 11 according to FIG. 1.
  • the transmitted-light platform 17 forms a bearing surface 18 for the sheet-metal parts 3. Furthermore, a partial region 19 of the transparent plates, which may be formed from a transparent material, for example glass or transparent plastic, is formed.
  • a lighting device 20 is arranged, which is preferably formed over at least 30 ° of the surface of the portion 19.
  • a plurality of transparent subregions 19 are arranged on the transmitted light platform 17 and, for example, to illuminate characteristic areas in the case of larger or strongly similar sheet metal parts 3.
  • markings which represent a reference position of the position of the transmitted light platform 17 in space are arranged on the transmitted light platform 17.
  • the sheet metal part 3 can be placed on the transmitted light platform 17 and it can be a rotation of the gripper head 13 about the axis of rotation 14 to determine by means of the optoelectronic measuring device 16, the deviation of the position of the sheet metal part 3 on the support surface 18 of a desired desired position.
  • the sheet metal part 3 is now gripped by the gripper head 13 by means of the gripping means 15 in a corrected position and fed to the press brake 1 in the correct position for the bending operation.
  • the optoelectronic measuring device 16 is arranged on the same side of the gripper head 13 as the gripping means 15 or that the gripping means 15 and the optoelectronic measuring device 16 are arranged in a common device on the gripper head 13, a storage of the sheet metal part 3 and a rotation of the gripper head 13 omitted.
  • the transmitted-light platform 17 is not arranged separately from the press brake, as shown in FIG. 2, but is arranged at a suitable position on the press brake 1, as has already been explained in more detail in FIG.
  • the optoelectronic measuring device 16 according to the invention which is preferably formed by an electronic camera, is equipped with corresponding lenses for adjusting the focal length.
  • a coarse identification camera and an additional fine recognition camera of course, different lenses can be used.
  • an additional diode laser for the projection of a mark used for distance determination on the sheet metal parts 3.
  • a positioning of the sheet metal parts 3 in the press brake 1 is carried out by detecting a characteristic area of the sheet metal part 3, according to the specifications of a production program for the production of a workpiece, which can be taken over by a computer directly from the design area, especially the CAD data.
  • the electronic control device for controlling the movement of the manipulator 11 may be integrated in the computer and at the same time take over the task of the Brechteilerkennung.
  • the optoelectronic measuring device 16 or the transmitted light platform 17 are arranged directly on the sheet metal bending machine, no new gripping of the sheet metal part 3 takes place after the position detection, but a correction of the position of the gripper head 13 or sheet metal part 3 is performed directly and the sheet metal part 3 of the press brake 1 in the for the Bending process fed correct position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Blechaufnahmesystem für die Teileaufnahme und Beschickung einer Blechbiegemaschine, insbesondere einer Abkantpresse, umfassend zumindest einen Manipulator zum Ergreifen und Bewegen von Blechteilen mit einem mit Greifmitteln bestückten Greiferkopf, eine elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Manipulators sowie ein Messsystem zur Lagebestimmung der Blechteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Aufnehmen von Blechteilen von einem Blechstapel und Positionieren der Blechteile in einer Blechbiegemaschine, insbesondere einer Abkantpresse, mittels eines Blechaufnahmesystems, umfassend zumindest einen Manipulator zum Ergreifen und Bewegen der Blechteile mit einem mit Greifmitteln bestückten Greiferkopf, eine elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Manipulators sowie ein Messsystem zur Lagebestimmung der Blechteile, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Herkömmliche Blechaufnahmesystem für Blechbiegemaschinen, insbesondere für Abkantpressen, umfassen meist einen Manipulator, der in einer bestimmten Position vor der Blechbearbeitungsmaschine positioniert wird und die Blechteile von einer Bereitstellungseinrichtung der Presse zuführt. Das Erreichen einer exakten Greifposition der Blechteile, was eine Vorraussetzung für eine genaue Platzierung in der Presse darstellt, kann einerseits durch das genaue Ausrichten der Blechteile in der Bereitstellungseinrichtung erfolgen, andererseits durch eine Erfassung der Ausrichtung der Kanten der Blechteile mittels einer speziellen meist mechanischen Detektorvorrichtung. Diese Verfahren Verlangen jedoch nach aufwändigen Vorrichtungen und gestalten sich als zum einen sehr zeitaufwendig und zum anderen als relativ ungenau. Einen anderen Ansatz stellt die Durchführung einer Blechteileerkennung mit am Manipulator angeordneten Sensoren dar, wodurch eine exakte Ausrichtung der Blechteile in der Bereitstellungseinrichtung entfallen kann.
  • Aus dem Dokument DE 100 27 814 A1 ist ein gattungsgemässes Blechaufnahmesystem, geeignet für die Teileaufnahme und Beschickung einer Blechbiegemaschine, umfassend einen Manipulator zum Ergreifen und Bewegen von Blechteilen und eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegungen des Manipulators, bekannt. Ein kastenförmiger, mit einer Unterdruckquelle verbundener Greiferkopf weist eine mit Greifmitteln versehene Aufnahmeplatte auf und weist weiters eine optoelektronische Messvorrichtung, insbesondere ein Bilderfassungsmittel und eine Beleuchtungseinrichtung auf.
  • Die DE 196 39 590 A1 beschreibt ein Biegezentrum, welches unter anderem eine Beschickungsvorrichtung mit einem Einlegetisch sowie eine Manipulatoranordnung umfasst. Zur Verbesserung der Beschickungszeiten weist die Beschickungsvorrichtung einen Sensor auf, welcher die Lager des aufgenommenen Blechteils relativ zu einer definierten Einführposition in eine Biegezelle bestimmt. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Sensor durch eine an einer Gabel angeordnete Lichtschranke gebildet. Nachteilig dabei ist, dass eine eindeutige Unterscheidung bzw. Bestimmung der Bleche sehr zeitaufwendig und zudem nicht in jedem Fall, insbesondere bei sich ähnlichen Blechformen, sicher erfolgen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Blechaufnahmesystem bzw. ein Verfahren zur Blechaufnahme anzugeben, welches eine schnelle und sichere Identifikation der Blechteile ermöglicht.
  • Diese Aufgabe der Erfindung wird jeweils eigenständig durch ein Blechaufnahmesystem gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zum Aufnehmen von Blechteilen gemäß Anspruch 5 gelöst. Von Vorteil ist dabei, dass auch bei komplexen Blechformen bzw. vereinzelten Löchern und Ausnehmungen eine schnelle und sichere Blecherkennung möglich ist, wodurch die Taktzeiten verkürzt und der Ausschuss reduziert werden kann. Ein weiterer Vorteil zeigt sich bei spiegelnden bzw. verzinkten Oberflächen des Blechteiles, da eine konventionelle Beleuchtung, insbesondere eine Blitzbeleuchtung, hierbei starke Reflexionen hervorruft, die eine sichere Blecherkennung unmöglich machen, bzw. aufwändige Gegenmaßnahmen, wie Mehrfachaufnahmen, spezielle Aufnahmen mit polarisiertem Licht etc., erforderlich machen. Durch die erfindungsgemäße Beleuchtung mittels des Durchlichttisches werden diese Reflexionen vermieden und entsteht gleichzeitig ein hoher Kontrast des aufgenommenen Bildes, um dadurch eine Lagebestimmung des Blechteiles mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
  • Gemäß der Ausführung ist vorgesehen, dass die Durchlichtplattform eine Auflagefläche für die Blechteile ausbildet, wodurch die Blechteile in einer genau definierten Höhe und Lage zur Ablage kommen und keinerlei zusätzliche Ablageeinrichtungen notwendig sind und dadurch eine optimale Qualität einer optoelektronischen Messung sowie ein optimaler Kontrast erzielt werden kann, sowie dadurch, dass Teilbereiche der Auflagefläche aus einem transparenten Material gebildet sind entsteht der Vorteil, dass eine mechanisch stabilere Durchlichtplattform bereitgestellt werden kann, da beispielsweise Bereiche welche nicht transparent sind, aus stabileren Materialien, wie beispielsweise Metallen, gebildet sein können.
  • Möglich ist auch, dass die Durchlichtplattform eine, auf einer der Auflagefläche für die Blechteile abgewandten Seite angeordnete, sich über zumindest 30% der Fläche der Teilbereiche erstreckende Beleuchtungseinrichtung aufweist, wodurch in vorteilhafter Weise zum einen ein hoher Kontrast für die optoelektronische Messung erzielt werden kann und zum anderen eine gleichmäßige Ausleuchtung des Teilbereichs gegeben ist und dadurch eine hohe Qualität der Aufnahmen erreicht wird.
  • Vorteilhaft ist auch, wenn die Durchlichtplattform Mittel zur Positionsbestimmung aufweist, da es dadurch einfach möglich ist, die genaue Lage der Plattform zu ermitteln um das System zu eichen und dadurch eine sichere und genau Ablage der Blechteile zu erreichen.
  • Wenn die Durchlichtplattform einen bis maximal drei voneinander beabstandete Teilbereiche aufweist ergibt sich der Vorteil, dass einander sehr ähnliche Blechteile noch sicher voneinander unterschieden werden können und trotzdem eine hohe Stabilität der Durchlichtplattform gegeben ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens, wonach vor dem erstmaligem Aufnehmen des Blechteiles, mit dem Messsystem eine Höhenbestimmung und eine Grobbestimmung der Lage der Aufnahmeposition des Blechteiles erfolgt, wird der Vorteil erzielt, dass aufwendige Bereitstellungseinrichtungen zum Aufnehmen der Blechteile durch den Manipulator entfallen können, da keine bestimmte Blechanzahl bzw. Blechlagen zur Verfügung stehen muss.
  • Gemäß einer Variante, wonach vor dem erstmaligem Aufnehmen des Blechteiles, mit dem Messsystem eine Höhenbestimmung der Aufnahmeposition des Blechteiles erfolgt, wird der Vorteil einer geringeren Taktzeit erreicht, da eine Lagekorrektur durch den Greiferkopf beim neuerlichen Aufnehmen nach der Ablage auf der Durchlichtplattform erfolgen kann und keine zusätzliche Lagemessung notwendig ist.
  • Möglich ist auch, dass die ermittelten Umrissdaten mit in einer Speichervorrichtung hinterlegten Daten, insbesondere CAD-Daten des Blechteiles, vom Rechner verglichen werden und bei positiver Identifikation das Blechteil zur Weiterverarbeitung freigegeben wird, wodurch eine sichere und schnelle Kontrolle bzw. Identifikation der Blechteile erfolgen kann und zudem auch auf bereits vorhandenes Datenmaterial aus den CAD-Daten zurückgegriffen werden kann.
  • Dadurch, dass bei negativer Identifikation vom Rechner eine Störmeldung ausgegeben und das Blechteil aussortiert wird, wird der Vorteil erreicht, dass nur die für den Abkantvorgang vorgesehnen Blechteile in die Blechbiegemaschine eingelegt werden, wodurch Beschädigungen der Anlage vermieden werden können bzw. Ausschuss und Zeit eingespart werden kann.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Blechaufnahmesystems in schematischer Darstellung;
    Fig. 2
    das erfindungsgemäße Blechaufnahmesystem in Draufsicht.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Abkantpresse 1 mit dem erfindungsgemäßen Blechaufnahmesystem 2.
  • In der Abkantpresse 1 des erfindungsgemäßen Blechaufnahmesystems 2 werden Blechteile 3 beispielsweise zu Profilen oder Gehäuseteilen etc. umgeformt. Dabei wird das Blechteil 3 zwischen einem Oberwerkzeug 4 und einem Unterwerkzeug 5 in einer in Bezug auf eine Aufstandsfläche senkrecht verlaufende Biegeebene 6 umgeformt.
  • Das Oberwerkzeug 4 und das Unterwerkzeug 5 sind dabei mit einem verstellbaren Pressbalken 7 bzw. einem feststehenden Pressentisch 8 verbunden. Zum Umformen kommt ein Blechteil 3 in Höhe einer Arbeitsebene 9 auf dem Unterwerkzeug 5 auf einem Anschlag 10 zur Anlage.
  • Ein Manipulator 11 umfasst mehrere schwenkbar verbundene Gelenkarme 12, wobei die Gelenkarme 12 an einem Endbereich an einem verfahrbaren Fahrwerk angeordnet sein können (in Fig. 1 nicht dargestellt). In einem weiteren Endbereich des Manipulators 11 ist ein zumindest drehbar gelagerter Greiferkopf 13 angeordnet, wobei eine Drehachse 14 in der Ebene der Arbeitsebene 9 liegt.
  • Weiters sind am Greiferkopf 13 Greifmittel 15 angeordnet, welche beispielsweise durch eine Vakuumgreifeinrichtung gebildet sein können. Diese kann beispielsweise mit Saugnäpfen bestückt sein und durch eine mit den erforderlichen Versorgungskanälen ausgestatten Vorrichtung gebildet sein.
  • Selbstverständlich können die Greifmittel 15 auch in anderen Ausführungsvarianten zum Einsatz kommen, wie z.B. Magnetgreifer oder mechanische Zangengreifer etc.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Anzahl der Gelenkarme 12 des Manipulators 11 nicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform beschränkt sein soll, sondern deren Anzahl bzw. die Anordnung der Drehachsen 14 den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann. Insbesondere ist es selbstverständlich möglich, dass die Drehachse 14 des Greiferkopfs 13 in einer zum dazu angeordneten Gelenkarm 12 parallelen Richtung verläuft um dadurch zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrade zu ermöglichen.
  • Am Greiferkopf 13 kann des weiteren eine optoelektronische Messvorrichtung 16 angeordnet sein. Bevorzugt ist die optoelektronische Messvorrichtung 16 auf einer zum Greifmittel 15 entgegengesetzt angeordneten Seite des Greiferkopfs 13 befestigt. Möglich ist aber auch, dass die optoelektronische Messvorrichtung 16 an der selben Seite des Greiferkopfs 13, wie das Greifmittel 15, angeordnet ist bzw. dass das Greifmittel 15 und die optoelektronische Messvorrichtung 16 in einer gemeinsamen Vorrichtung am Greiferkopf 13 angeordnet sind.
  • Die optoelektronische Messvorrichtung 16 kann insbesondere Informationen über die zu bearbeitenden Blechteile 3, wie beispielsweise Art des Blechteils 3, Umriss, Lage, etc., erfassen. Die optoelektronische Messvorrichtung 16 ist bevorzugt durch ein Bilderfassungsmittel, beispielsweise durch eine elektronische Kamera, gebildet. Diese Kamera kann in einer bevorzugten Ausführungsform durch eine auf Basis eines CCD-Elements arbeitende Kamera gebildet sein. Möglich sind auch Zeilenkameras, welche nur einzelne Aufnahmezeilen aufweisen und der erforderliche Aufnahmebereich gegebenenfalls in Form einer translatorischen Bewegung abgetastet wird.
  • Es ist selbstverständlich auch möglich, dass das Bilderfassungsmittel durch mehrere Kameras, insbesondere CCD-Kameras gebildet wird. Das Bilderfassungsmittel kann bevorzugt eine Groberkennungskamera und eine Feinerkennungskamera aufweisen.
  • Die für die Positionierung der Bilderfassungsmittel erforderliche Position bzw. der erforderliche Abstand zu den Blechteilen 3 kann beispielsweise mittels der Groberkennungskamera und einem am Bilderfassungsmittel angeordneten Laser, welcher auf dem obersten Blechteil 3 eine charakteristische Marke, beispielsweise ein Kreuz, projiziert, beispielsweise durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Triangulationsverfahren ermittelt, werden.
  • Es sind aber auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Methoden und Verfahren zur Abstandsermittlung, wie beispielsweise Ultraschallmessungen oder andere Laufzeitmessungen oder auch Messungen mittels üblicher Wegsensoren, möglich.
  • Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass die Blechteile 3 vom Manipulator 11 ohne weitere Lagebestimmung, nur mittels einer Höhenbestimmung bzw. Abstandsbestimmung in einer zuvor nur grob vorgegebenen Aufnahmeposition gegriffen werden und erst im darauf folgenden Feinerkennungsprozess deren Lage bestimmt wird.
  • Möglich ist auch ein Greifen der Blechteile 3 ohne jegliche Lagen- oder Höhenbestimmung. Die Aufnahmeposition muss dann zuvor durch Eingabe oder Erfassung der Position des Blechstapels bestimmt werden und wird entsprechend der aufgenommenen Bleche um die jeweiligen Blechdicken korrigiert.
  • Die Groberkennung und/oder Feinerkennung der Blechteile 3 kann nach CAD-Daten aus der Planung bzw. Konstruktion, die in einem Rechner der elektronischen Steuervorrichtung abgespeichert sind, erfolgen. Von diesen Daten werden Muster generiert, welche im aufgenommenen Bild gesucht und bei Übereinstimmung das jeweilige Blechteil 3 freigegeben wird.
  • Die Groberkennung und die Feinerkennung können auch durch eine einzige optoelektronische Messvorrichtung 16, insbesondere eine Kamera, realisiert werden.
  • Die optoelektronische Messvorrichtung 16 ist Teil eines Messsystems, welches weiters eine Durchlichtplattform 17 umfasst.
  • Um die Blechteile 3 positionsgenau zu ergreifen, sind besondere Anforderungen an die Bildverarbeitung zu stellen. Wesentliche Komponenten sind dabei die optoelektronische Messvorrichtung 16 sowie die Beleuchtung in Form der erfindungsgemäßen Durchlichtplattform 17.
  • Die Durchlichtplattform 17 kann in einem Umgebungsbereich der Blechbiegemaschine bzw. der Abkantpresse 1 beliebig angeordnet ist. Dazu ist es möglich, dass die Durchlichtplattform 17 Mittel zur Positionsbestimmung aufweist. Diese können beispielsweise durch an der Durchlichtplattform 17 angeordnete Referenzmarken oder andere eindeutige Markierungen gebildet werden, wozu es zur Kalibrierung einmalig erforderlich ist, mittels der optoelektronischen Messvorrichtung 16 zunächst die Position der Durchlichtplattform 17 zu bestimmen.
  • Nach erfolgter Groberkennung der Lage des Blechteiles 3 auf einem Blechteilstapel und einer erfolgten Höhenmessung wird das vom Greiferkopf 13 aufgenommene Blechteil 3 zunächst auf der Durchlichtplattform 17 abgelegt. Daraufhin wird von der optoelektronischen Messvorrichtung 16 des Messsystems ein Bild des Blechteiles 3 erfasst und einem Rechner zur Ermittlung der Umrissdaten zur Verfügung gestellt. Diese Positionsbestimmung bzw. Feinerkennung der Blechteile 3 ermöglicht nunmehr ein Anlegen des Greiferkopfes 13 bzw. der Greifmittel 15 in einer korrigierter Position auf dem Blechteil 3, um das Blechteil 3 in der Blechbiegemaschine, insbesondere der Abkantpresse 1 nach den Erfordernissen exakt zu positionieren.
  • Die Durchlichtplattform 17 kann dabei eine Auflagefläche 18 für die Blechteile 3 ausbilden.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass Teilbereiche 19 der Auflagefläche 18 aus einem transparenten Material gebildet sind. Diese Teilbereiche 19 können beispielsweise aus Glas oder hochtransparentem Kunststoff gebildet sein und in ihrer Größe und Anordnung auf der Auflagefläche 18 der Durchlichtplattform 17 den Erfordernissen individuell angepasst werden. Es können erfindungsgemäß auch bis zu drei voneinander beabstandete Teilbereiche 19 ausgebildet sein, wodurch eine Unterscheidung von einander sehr ähnlichen Blechteilen 3 noch sicher erfolgen kann und trotzdem eine hohe Stabilität der Durchlichtplattform 17 gegeben ist.
  • Möglich ist auch, dass die Durchlichtplattform 17 eine, auf der, der Auflagefläche 18 für die Blechteile 3 abgewandten Seite, angeordnete Beleuchtungseinrichtung 20 aufweist. Die Beleuchtungsstärke wird dabei so gewählt, dass ein ausreichender Kontrast zur Aufnahme eines Bildes mit der optoelektronischen Messvorrichtung 16 erreicht wird, jedoch keine Überbelichtung und somit eine schlechte Qualität der Aufnahme eintritt.
  • Um eine weitere Erhöhung der Aufnahmequalität zu erreichen kann weiters eine elektronische Anpassung der Belichtungszeiten und/oder eine Änderung der Anzahl der Aufnahmen vorgesehen sein.
  • Möglich ist weiters, dass die Beleuchtungseinrichtung 20 der Durchlichtplattform 17 Beleuchtungsmittel aufweist, welche sich über zumindest 30% der Fläche der Teilbereiche 19 erstrecken. Dadurch verbessert sich die Qualität der Aufnahmen durch ein flächige Ausleuchtung sowie ein gleichbleibendes Kontrastverhältnis.
  • Das transparente Material des Teilbereichs 19 der Auflagefläche 18 kann vorzugsweise auch so beschaffen sein, dass eine diffuse Streuung der von der Beleuchtungseinrichtung 20 emittierten Lichtstrahlen stattfindet und dadurch ebenfalls eine Verbesserung der Bildaufnahme, durch ein über die gesamte Fläche des Teilbereichs 19 gleichbleibendes Kontrastverhältnis, erreicht wird.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, dass die Durchlichtplattform 17 auf einer dem Manipulator 11 zugewandten Vorderseite der Abkantpresse 1, insbesondere dem Pressentisch 8, angeordnet ist. Dabei kann die Durchlichtplattform 17 bevorzugt in vertikaler Lage angeordnet sein (in Fig. 1 nicht dargestellt). Dabei ist es vorteilhaft, wenn die optoelektronische Messvorrichtung 16 der Durchlichtplattform 17 zugeordnet ist und in einer geeigneten Lage und einem geeigneten Abstand zur Durchlichtplattform 17 positioniert ist. Die optoelektronische Messvorrichtung 16 kann dabei in ihrer Position verstellbar ausgebildet sein, um notwendige Lagekorrekturen einfach vornehmen zu können. Am Greiferkopf 13 kann dabei eine zusätzliche optoelektronische Messvorrichtung 16 zur Ermittlung einer Auf nahmeposition der Blechteile 3 angeordnet sein.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht des erfindungsgemäßen Blechaufnahmesystems 2.
  • Dargestellt ist eine Abkantpresse 1 mit dem erfindungsgemäßen Blechaufnahmesystem 2 in einer Draufsicht. Der Übersichtlichkeit halber ist der Manipulator 11 aus Fig. 1 nicht dargestellt, sondern nur die optoelektronische Messvorrichtung 16, welche am Greiferkopf 13 des Manipulators 11 laut Fig. 1 dargestellt ist.
  • Die Durchlichtplattform 17 bildet eine Auflagefläche 18 für die Blechteile 3 aus. Weiters ist ein Teilbereich 19 der Durchlichtplatten, welcher aus einem transparenten Material, beispielsweise Glas oder transparentem Kunststoff gebildet sein kann, ausgebildet.
  • In einer vom Blechteil 3 abgewandten Seite des Teilbereichs 19 bzw. der Auflagefläche 18 ist eine Beleuchtungseinrichtung 20 angeordnet, welche vorzugsweise über zumindest 30 ° der Fläche des Teilbereichs 19 ausgebildet ist.
  • Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass mehrere transparente Teilbereiche 19 auf der Durchlichtplattform 17 angeordnet sind und beispielsweise bei größeren oder sich stark ähnelnden Blechteilen 3, charakteristische Bereiche entsprechend zu beleuchten.
  • Vorteilhaft ist es, wenn Markierungen, die eine Referenzposition der Lage der Durchlichtplattform 17 im Raum darstellen, auf der Durchlichtplattform 17 angeordnet sind.
  • Das Blechteil 3 kann auf der Durchlichtplattform 17 abgelegt werden und es kann eine Drehung des Greiferkopfes 13 um die Drehachse 14 erfolgen, um mittels der optoelektronischen Messvorrichtung 16 die Abweichung der Position des Blechteiles 3 auf der Auflagefläche 18 von einer gewünschten Solllage zu ermitteln. Das Blechteil 3 wird nun vom Greiferkopf 13 mittels des Greifmittels 15 in einer korrigierten Position gegriffen und der Abkantpresse 1 in der für den Abkantvorgang richtigen Position zugeführt. In einer Ausführungsvariante in der die optoelektronische Messvorrichtung 16 an der selben Seite des Greiferkopfs 13, wie das Greifmittel 15, angeordnet ist bzw. dass das Greifmittel 15 und die optoelektronische Messvorrichtung 16 in einer gemeinsamen Vorrichtung am Greiferkopf 13 angeordnet sind, kann eine Ablage des Blechteiles 3 und eine Drehung des Greiferkopfes 13 entfallen.
  • Möglich ist weiters, dass die Durchlichtplattform 17 nicht, wie in Fig. 2 dargestellt, von der Abkantpresse gesondert angeordnet ist, sondern an einer geeigneten Position an der Abkantpresse 1 angeordnet ist, wie schon unter Fig. 1 näher erläutert wurde.
  • Durch die Hintergrundbeleuchtung der Blechteile 3 durch die Beleuchtungseinrichtung 20 werden Reflexionen und Streulichteinflüsse weitestgehend ausgeschaltet und kann somit ein optimales Kontrastverhältnis zur Aufnahme des Bildes und zur rechnergestützten Weiterverarbeitung der daraus ermittelten Umrissdaten erreicht werden.
  • Insbesondere bei spiegelnden oder verzinkten oder verchromten Oberflächen wird eine erhöhte Aufnahmequalität durch das erfindungsgemäße Blechaufnahmesystem 2 erreicht und kann somit zum einen die Taktzeit und zum anderen der messtechnische Aufwand der sonst zum Erzielen einwandfreier Aufnahmen nötig wäre, wie beispielsweise eine winkelige Ausrichtung einer direkten Beleuchtung oder beispielsweise einer Bildung von Summenbildern aus mehreren Einzelbildern zur Reflexionsverminderung, gesenkt werden, wodurch die Taktzeit bzw. der Bearbeitungsaufwand verringert wird.
  • Weiters ist es möglich, dass die erfindungsgemäße optoelektronische Messvorrichtung 16, welche bevorzugt durch eine elektronische Kamera gebildet ist, mit entsprechenden Objektiven zur Anpassung der Brennweite ausgestattet ist. Bei Anordnung einer Groberkennungskamera und einer zusätzlichen Feinerkennungskamera können selbstverständlich unterschiedliche Objektive zur Anwendung kommen.
  • Am Greiferkopf 13 kann zur Abstandsermittlung ein zusätzlicher Diodenlaser für die Projektion einer zur Abstandsermittlung dienenden Markierung auf den Blechteilen 3 herangezogen werden.
  • Eine Positionierung der Blechteile 3 in der Abkantpresse 1 erfolgt durch Erfassung eines charakteristischen Bereiches des Blechteiles 3, gemäß den Vorgaben eines Fertigungsprogrammes zur Herstellung eines Werkteiles, welche mittels eines Rechners direkt aus dem Konstruktionsbereich, insbesondere den CAD-Daten, übernommen werden können.
  • Die elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Manipulators 11 kann in den Rechner integriert sein und gleichzeitig die Aufgabe der Brechteileerkennung übernehmen.
  • Wenn die optoelektronische Messvorrichtung 16 bzw. die Durchlichtplattform 17 direkt an der Blechbiegemaschine angeordnet sind, erfolgt nach der Lageerkennung kein erneutes Greifen des Blechteiles 3, sondern wird direkt eine Korrektur der Lage des Greiferkopfes 13 bzw. Blechteiles 3 durchgeführt und wird das Blechteil 3 der Abkantpresse 1 in der für den Abkantvorgang richtigen Position zugeführt.
  • Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Blechaufnahmesystems 2 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
  • Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
    • Bezugszeichenaufstellung
    • 1
    Abkantpresse
    2
    Blechaufnahmesystem
    3
    Blechteil
    4
    Oberwerkzeug
    5
    Unterwerkzeug
    6
    Biegeebene
    7
    Pressenbalken
    8
    Pressentisch
    9
    Arbeitsebene
    10
    Anschlag
    11
    Manipulator
    12
    Gelenkarm
    13
    Greiferkopf
    14
    Drehachse
    15
    Greifmittel
    16
    Messvorrichtung
    17
    Durchlichtplattform
    18
    Auflagefläche
    19
    Teilbereich
    20
    Beleuchtungseinrichtung

Claims (9)

  1. Blechaufnahmesystem (2) für die Teileaufnahme und Beschickung einer Blechbiegemaschine, insbesondere einer Abkantpresse (1), umfassend zumindest einen Manipulator (11) zum Ergreifen und Bewegen von Blechteilen (3) mit einem mit Greifmitteln (15) bestückten Greiferkopf (13) und mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Manipulators (11) sowie mit einem Messsystem zur Lagebestimmung der Blechteile (3), das durch eine optoelektronische Messvorrichtung (16), insbesondere ein Bilderfassungsmittel, und eine Durchlichtplattform (17) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlichtplattform (17) eine Auflagefläche (18) für die Blechteile (3) ausbildet und Teilbereiche (19) der Auflagefläche (18) aus einem transparenten Material gebildet sind.
  2. Blechaufnahmesystem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlichtplattform (17) eine, auf einer der Auflagefläche (18) für die Blechteile (3) abgewandten Seite angeordnete, sich über zumindest 30% der Fläche der Teilbereiche (19) erstreckende Beleuchtungseinrichtung (20) aufweist.
  3. Blechaufnahmesystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlichtplattform (17) Mittel zur Positionsbestimmung aufweist.
  4. Blechaufnahmesystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlichtplattform (17) einen bis maximal drei voneinander beabstandete Teilbereiche (19) aufweist.
  5. Verfahren zum Aufnehmen von Blechteilen (3) von einem Blechstapel und Positionieren der Blechteile (3) in einer Blechbiegemaschine, insbesondere einer Abkantpresse (1), mittels eines Blechaufnahmesystems (2), umfassend zumindest einen Manipulator (11) zum Ergreifen und Bewegen der Blechteile (3) mit einem mit Greifmitteln (15) bestückten Greiferkopf (13), eine elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Manipulators (11) sowie ein Messsystem zur Lagebestimmung der Blechteile (3), dadurch gekennzeichnet, dass ein Blechteil (3) mit den Greifmitteln (15) des Manipulators (11) aufgenommen und einer eine Auflagefläche (18) für die Blechteile (3) bildenden Durchlichtplattform (17) zugeführt wird, und eine Beleuchtungseinrichtung (20) von der von den Greifmitteln (15) des Manipulators (11) abgewandten Seite zumindest Teilbereiche (19) der Durchlichtplattform (17) beleuchtet, und eine optoelektronische Messvorrichtung (16) des Messsystems ein Bild des Blechteiles (3), insbesondere von einem Teilbereich des Blechteiles (3), erfasst und von einem Rechner aus den Bilddaten Umrissdaten errechnet werden und daraus eine neue Greifposition bzw. eine Korrektur der Lage des Greiferkopfes (13) errechnet wird, und der Greiferkopf (13) das Blechteil (3) in der neuen Greifposition aufnimmt bzw. dessen Lage korrigiert und der Blechbiegemaschine zuführt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem erstmaligem Aufnehmen des Blechteiles (3), mit dem Messsystem eine Höhenbestimmung und eine Grobbestimmung der Lage der Aufnahmeposition des Blechteiles (3) erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem erstmaligem Aufnehmen des Blechteiles (3), mit dem Messsystem eine Höhenbestimmung der Aufnahmeposition des Blechteiles (3) erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Umrissdaten mit in einer Speichervorrichtung hinterlegten Daten, insbesondere CAD-Daten des Blechteiles (3), vom Rechner verglichen werden und bei positiver Identifikation das Blechteil (3) zur Weiterverarbeitung freigegeben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei negativer Identifikation vom Rechner eine Störmeldung ausgegeben und das Blechteil (3) aussortiert wird.
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