EP1631401A1 - Verfahren und vorrichtung zum umformen eines werkstücks mit automatischer handhabung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum umformen eines werkstücks mit automatischer handhabung

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EP1631401A1
EP1631401A1 EP04735197A EP04735197A EP1631401A1 EP 1631401 A1 EP1631401 A1 EP 1631401A1 EP 04735197 A EP04735197 A EP 04735197A EP 04735197 A EP04735197 A EP 04735197A EP 1631401 A1 EP1631401 A1 EP 1631401A1
Authority
EP
European Patent Office
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workpiece
handling
forming
handling devices
devices
Prior art date
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EP04735197A
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English (en)
French (fr)
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EP1631401B1 (de
Inventor
Frank Reissenweber
Harald Barnickel
Lothar Bauersachs
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Langenstein and Schemann GmbH
Original Assignee
Langenstein and Schemann GmbH
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Publication date
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Application filed by Langenstein and Schemann GmbH filed Critical Langenstein and Schemann GmbH
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Publication of EP1631401A1 publication Critical patent/EP1631401A1/de
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Publication of EP1631401B1 publication Critical patent/EP1631401B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/08—Accessories for handling work or tools
    • B21J13/10—Manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/08—Accessories for handling work or tools

Definitions

  • the invention relates to a ner driving and a Norcardi for forming a workpiece.
  • Striking metal forming machines include a work area in which two tools, generally rectilinear, are movable relative to one another. The workpiece is arranged between the two tools and is then shaped by the impact force or impact energy when the tools strike the workpiece and the resulting forming energy.
  • the drives for the bears of forging hammers are generally hydraulic or pneumatic. During the actual forming or working process, the hammer frame and the hammer drives of a forging hammer are relieved of the forming force, so that forging hammers cannot be overloaded.
  • the moving tool is usually called ram.
  • the plunger is moved in a straight line to the stationary tool by a spindle.
  • the spindle and thus the plunger are driven by a drive motor and / or a flywheel as an energy store (VDI lexicon op. Cit.)
  • the forming pressure force and the forming temperature depend on the material from which the workpiece is made, as well as on the requirements for dimensional accuracy and surface quality.
  • Forgeable materials are basically all kneadable metals and metal alloys, and both ferrous materials such as steels and non-ferrous metals such as magnesium, aluminum, titanium, copper, nickel and alloys made from them.
  • the temperatures that occur during forging can be between room temperature in a so-called cold forming process, between 550 ° C and 750 ° C in a semi-hot forming process and above 900 ° C in a so-called hot forming process.
  • the forming temperature is usually also set in a temperature range in which the formability or flowability of the material required for forming is present, and recovery and recrystallization processes can take place in the material and undesirable phase transformations are also avoided.
  • a problem with the use of such handling devices is the high impact forces in a striking metal forming machine, which can significantly strain and damage the handling device during the forming blow if the handling device holds the workpiece when the bear or ram hits.
  • DE 42 20 796 AI and DE 100 60 709 A1 handling devices have been proposed, which can be made flexible during the blow to dampen the shock and vibration transmitted by the workpiece towards the drive and which are set rigidly during the transport of the workpiece.
  • a handling device for holding a forged part during the forging process in which a running gear carries a gripper device via a cuff, which has a clamp that detects the forged part during the forging process.
  • the cuff can optionally be brought hydraulically into a compliant state and a rigid state.
  • a handling device designed as a manipulator or as a robot for handling a forged part during the forging process with a gripping tongs and a gripping arm carrying the gripping tongs, which is connected to an arm area via a flexible block piece made of an elastically deformable material can be swiveled up and down by means of a first electric motor and raised and lowered by means of a second electric motor. These two movements of the arm area are synchronized by a control device. Due to the flexibility of the block piece, the front area of the gripper with the gripper arm and the gripping tongs can be pivoted as a kind of joint relative to the rear area with the arm area and the drive motors in the block piece.
  • the gripper now places a forging workpiece on a die of a forging hammer and the hammer strikes the workpiece from above, vibrations or shocks generated in the elastic block piece can be dampened and intercepted, so that the drives are relieved.
  • the elastic block piece is bridged by means of a rigid actuating rod, which creates a rigid connection between the gripper arm and the arm area over the block piece. The rigid part is fixed when the front gripper arm and rear arm area are parallel and can be released when the tool is resting Piece on the die of the forging hammer by lifting the rear arm area.
  • the forged parts may have considerable deviations in their shape due to manufacturing or processing tolerances in previous shaping or forming steps, in particular also at the ends that are handled by the handling devices , Therefore, when gripping with the known automatic gripping devices, there can be considerable deviations in the position of the forged part relative to the handling device and thus also relative to the tool of the forming machine, which can result in high rejects and in extreme cases even damage to the tools.
  • the position of the workpiece in the tool of the forming machine could now be detected, for example, by image recognition and the handling device could be controlled accordingly in order to correct a deviation of the position of the workpiece relative to the tool from a target position.
  • image recognition the handling device could be controlled accordingly in order to correct a deviation of the position of the workpiece relative to the tool from a target position.
  • the invention is based on the object of at least partially reducing or completely avoiding the aforementioned problems in the prior art.
  • the method according to claim 1 is suitable and intended for forming, in particular forging, at least one workpiece and comprises the following method steps: a) positioning the workpiece in a predetermined or predeterminable forming position in at least one working area of a, in particular striking, forming machine between two tools of the forming machine (Positioning step), b) movement of the tools of the forming machine relative to one another and forming of the workpiece between the tools during at least one forming step, c) holding the workpiece in its forming position by at least two handling devices during each forming step, and thus also during the impact of the tool or tools on the workpiece, d) automatic and coordinated control or regulation of the movements and positions of the at least two handling devices by at least one control device.
  • the apparatus according to claim 40 is suitable and intended for forming at least one workpiece and in particular for use in a method according to the invention or for carrying out a method according to the invention and comprises a) at least one, in particular striking, forming machine with at least two tools which can be moved relative to one another for the forming a workpiece in a predetermined or predefinable forming position during at least one forming step, b) at least two handling devices for holding the workpiece in the forming position during the forming step, c) at least one control device for controlling or regulating the movements and positions of the handling devices.
  • the movement of the tools in the forming machine relative to one another naturally includes both the case in which only one of the two tools moves relative to the ground or machine frame or another external reference system and the other remains stationary with this external system, for example with a pressure hammer or one Drop hammer or a screw press, as well as the case that both tools move relative to the external reference system, for example with a counterblow hammer.
  • the forming position of the workpiece refers to its absolute and adjustable geometrical position in space with respect to an external coordinate system.
  • a change in the deformed position is generally composed of translational and / or rotational changes in position or movements, ie the workpiece can be moved and / or rotated.
  • the working area of the forming machine is the area between the tools in which the actual forming takes place. Several working areas can also be formed between two tools, which can be defined, for example, by different engravings in one die.
  • the movement takes place according to a predefined or predeterminable movement sequence or movement profile or a correspondingly stored control program (no feedback "open-loop control"), while when regulating the movements of the handling devices are measured and at predetermined target movements (reference variables of the movement ) can be adjusted or regulated (feedback, "closed-loop-control").
  • the invention is based on the consideration of holding or gripping the workpiece at least two points in each case with a handling device during the forming step, at least during the impact of the tool (s), in particular striking tools (s).
  • this has the advantage that the workpiece is fixed in two places when the tool (s) strikes and can thus be more securely prevented from jumping or slipping in the tools.
  • Another advantage is that kinking of a longer workpiece on one side can be prevented, since the handling devices can fix the workpiece on both sides and stabilize it during forming.
  • a particular advantage of the invention is the possibility of compensating for a deviation in the position of the workpiece relative to the tools as a result of a corresponding deviation in the shape of a workpiece in an area in which a first one of the handling devices acts. This is accomplished by gripping and holding the workpiece in a second area by means of the second handling device. The workpiece is brought into a kind of middle position between the two handling devices by the measures according to the invention, while when gripped with only one handling device, as with the handling devices in the prior art, it is shifted or rotated due to the tolerances.
  • the kinematic coupling of the handling devices can be achieved mechanically, but is preferably implemented electronically or in terms of control technology by coupling the control of their drive systems.
  • the handling devices can also carry out further manipulations, in particular one or more of the following manipulations:
  • the two handling devices are moved synchronously and / or along trajectories which are essentially constantly spaced from one another and / or at substantially the same speed
  • the control device controls or regulates the two handling devices, in particular their respective drive devices, in one embodiment. form according to a master-slave control principle, wherein a handling device serving as a slave follows a handling device serving as a master in the movements.
  • control device controls the two handling devices, in particular their respective drive devices, independently of one another, with respective mutually adapted control processes.
  • each handling device or its point of application on the workpiece travels during a movement and / or handling of the workpiece along a previously determined trajectory at a predetermined speed profile and / or follows stored successive trajectory points at regular time intervals.
  • the associated trajectory of the handling device or its point of attack on the workpiece is preferably learned in advance, but can also be calculated or simulated.
  • the trajectory of one of the at least two handling devices or its point of application on the workpiece is (only) taught in and the trajectory of the at least one further handling device or its point of application on the workpiece is calculated in advance from the taught-in trajectory of the first handling device and stored or in Calculated in real time.
  • the associated trajectory is generally traversed and the trajectory points are recorded and stored in succession at regular intervals.
  • the speed course during teaching is preferably predetermined in accordance with the later speed course during the process. With any speed curve during teaching, the actual speed curve during operation can also be taken into account later and new trajectory points can be calculated and saved.
  • the handling device or its point of attack on the workpiece when moving and / or handling the The workpiece always follows the trajectory points saved during teach-in, if necessary after speed correction, at the same time intervals and in the same order as during teach-in.
  • the two handling devices are preferably located on opposite sides of the working area or the tools of the shaping machine. Furthermore, the handling devices can preferably also be moved into a parking position in order to make the working area (s) of the forming machine (s) accessible
  • each handling device has a) at least one gripping device with at least two gripping elements that can be moved relative to one another for gripping the workpiece, b) at least one carrier device to which the gripping device can be fastened or fastened, and c) at least one transport device for transporting the carrier device with the gripping device.
  • the device is now preferably further developed in that a flexible connection between the carrier device and the transport device in a flexible state at least partially absorbs shocks or vibrations that are transferred from the workpiece in the forming machine to the handling devices during the forming process, and thus protects the transport device from these mechanical loads and that a rigid connection or position of the carrier device and the transport device in a rigid state, on the other hand, is used when handling the workpiece during transport or when turning or pivoting before or after forming steps.
  • a preferred application of the invention is with a forging hammer or a screw press as a forming machine.
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1, in which the two handling devices hold the workpiece placed in a forming machine, in a side view,
  • FIG. 3 shows a cross section through one of the handling devices according to FIG. 1 in the sectional plane designated III-III and
  • FIG. 4 shows a section according to FIG. 3 with the gripping device or actuating device pivoted
  • FIG. 5 shows the device according to FIG. 1 or FIG. 2, in which the two handling devices release the workpiece located in the forming machine after the forming blow, in a side view,
  • FIG. 6 shows a device for shaping a workpiece with two handling devices, which handle the workpiece along predetermined movement paths, in a schematic perspective view
  • FIG. 7 shows a device for forming a workpiece with two handling devices when handling the workpiece in a plan view
  • FIG. 8 shows a device for reshaping a workpiece with two handling devices in the park position in a plan view
  • FIGS. 1 to 8 are each shown schematically. Corresponding sizes and parts are provided with corresponding reference numerals in FIGS. 1 to 8.
  • a first handling device is designated by 2 and a second handling device by 2 '.
  • Each of the handling devices 2 and 2 ' can be designed as a manipulator or robot.
  • the two handling devices 2 and 2 ' are of essentially identical construction and each comprise a gripping device (or: gripping tongs) 3 or 3', a carrier shaft 4 or 4 ', a supporting device (or: Rigid position device) 5 or 5 ', a bearing part 6 or 6', a flexible element 7 or 7 ', a swivel drive (or: rotary drive) 8 or 8', a joint 9 or 9 ', an actuating device 11 or 11 'and a transport device 16 or 16'.
  • Each gripping device 3 or 3 ' comprises two gripping levers 32 and 33 or 32' and 33 ', respectively, which have an associated gripping jaw (or: gripping element, pliers jaw) 30 or 31 or 30' and 31 ', which are operated by means of the actuating device 11 or 11 'can be pivoted relative to one another about a pivot axis E or E' in a pivot bearing 34 or 34 'for opening and closing the gripping device 3 or 3'.
  • the actuating device 11 or 11 ' engages in an engagement bearing 35 or 35' on the gripping lever 33 or 33 'and can be pivoted about a pivot axis D or D' in a pivot bearing 14 or 14 'on a holding part 61 or 61 'of the bearing part 6 or 6' stored
  • the gripping lever 32 or 32 'of the gripping device 3 or 3' is connected via the carrier shaft 4 or 4 'to an intermediate part 60 or 60' of the bearing part 6 or 6 'coaxially along an axis M.
  • the flexible element 7 or 7' is arranged, which and each have a flange 67 and 87 or 67 'and 87' is connected to the intermediate part 60 or 60 'and the swivel drive 8 or 8' and consists of an elastic material, preferably an elastomer.
  • the flexible element 7 or 7 ' are now the front unit of the handling device 2 or 2', namely the gripping device 3 or 3 ', the carrier shaft 4 or 4' and the bearing part 6 or 6 'and the B Actuation device 11 or 11 ', on the one hand, and the rear unit of the handling device 2 or 2', namely the swivel drive 8 or 8 'and the joint 9 or 9' and the transport device 16 or 16 ', and thus also their Axes M and N can be pivoted to each other.
  • FIG. 3 and 4 show a sectional view through the lifting cylinder of the actuating device 11 and the carrier shaft 4 and the support device 50 of the handling device 2 according to FIG. 1, an exemplary embodiment for a pivoting movement.
  • FIG 3 shows a vertical position, in which a central axis B of the supporting part 50 of the supporting device 5 and a central axis C of the actuating device 11 and the bearing part 6 coincide, the actuating device 11 is thus seen in the direction of gravity G above the intermediate part 60 of the bearing part 6.
  • the front unit of the handling device 2 is now pivoted or rotated clockwise by a pivot angle ⁇ to the right.
  • the carrier shaft 4 rotates about the axis of rotation R in its support bearing 54 of the support device 5.
  • the central axis C of the front unit, in particular of the bearing part 6 and the actuating device 11, and thus also the gripping device 3 are now by the pivot angle ⁇ relative to the Center axis B of the support device 5 is pivoted.
  • a workpiece 10 can thus be rotated by the corresponding swivel angle ⁇ .
  • the support device 5 or 5 'of the handling devices 2 and 2' comprises a longitudinal connecting rod 53 or 53 ', on which a first fastening part 51 or 51' running transversely upwards for connecting the connecting rod 53 or 53 'with the swivel drive 8 or 8' and further to the rear a transversely upward second fastening part 52 or 52 'for connecting the connecting rod 53 or 53' to the joint 9 or 9 'and in the front region a transverse to the connecting rod 53 or 53 'upwardly projecting support part 50 or 50' for fixing or supporting the support shaft 4 or 4 'are arranged.
  • the support part 50 or 50 ' has an incision as a support bearing (or: a shaft seat) 54 or 54' for the carrier shaft 4 or 4 '(see FIGS. 3 and 4).
  • the handling devices 2 and 2 ' are moved from both sides towards a workpiece 10 or 10' in the direction of the arrows shown, the axes M and N running coaxially to one another and horizontally, ie perpendicular to the force of gravity G. and wherein the flexible element 7 or 7 'is essentially undeformed.
  • the connecting rod 53 or 53 ' now runs parallel to the axes M and N and the support part 50 or 50' supports the carrier shaft 4 or 4 'and thus the gripping device 3 or 3' connected to it in its support bearing 54 or 54 'from.
  • the support device 5 or 5 'thus represents a mechanical bridging via the flexible element 7 or 7' and thus eliminates the flexibility of the handling device 2 or 2 'in the flexible element in the position according to FIG. ment 7 or 7 'at least in the spatial direction of gravity G and in the downward lateral directions between gravity G and the horizontal direction.
  • the rigid connection is maintained solely by the weight of the parts of the handling device 2 or 2 '.
  • the gripping devices 3 and 3 ' are in their vertical positions and are open.
  • the gripping devices 3 and 3 ' are closed and thus the workpiece 10 is gripped at its ends 10A and 10B and transported to a forming machine by means of the transport devices 16 and 16' and placed there in the forming position for forming on a tool.
  • the handling device 2 or 2 ' is held in the rigid state via the support device 5 or 5'.
  • the support device 5 or 5' is brought out of engagement with the carrier shaft 4 or 4 ', since the support device 5 or 5' with the swivel drive 8 or 8 'and the joint 9 or 9 'remains aligned along the axis N or N' and thus the support part 50 or 50 'is sufficiently distant from the carrier shaft 4 or 4'.
  • the die 12 serves as an abutment via the workpiece 10.
  • the striking tool 13 now strikes the workpiece 10 on the striking bear of the forging hammer in the striking direction A (not shown further).
  • the impact movement causes considerable shock and vibration loads which are transmitted via the workpiece 10 to the handling devices 2 and 2 '.
  • the elastic elements 7 and 7 ' largely decouple these shocks or vibrations from the transport device 16 or 16' and the swivel drive 8 or 8 ', so that these drive devices are protected against overload.
  • the gripping devices 3 and 3 'with the gripped workpiece 10 in the supported state ie with the support device 5 in engagement with the carrier shaft 4, by the desired pivoting angle ⁇ in the same direction of rotation and with the same rotational or swiveled the angular velocity in order to rotate the workpiece into its desired forming position without torsion.
  • Such pivoting movements occur, for example, when a workpiece is bent in a first forging process or forging step and during the subsequent flat forming or forging.
  • the rotatability of the gripping devices 3 and 3 ' can be omitted if rotation is not desired.
  • FIG. 5 shows, starting from FIG. 2, the situation shortly after the striking tool 13 strikes the workpiece 10 and the surrounding areas of the tool 12.
  • the striking tool 13 is again in one of the tools 12 due to the recoil and possibly by a drive directed upward movement in a return direction RH.
  • the workpiece 10 is now raised or lifted from the tool 12 by a distance d.
  • This release movement of the two handling devices 2 and 2 'and the workpiece 10 held by them thus follows the striking tool 13 moving upward in the same direction as the return direction RH.
  • the handling devices 2 and 2 ' generally remain in the flexible position, as shown in FIG. 5.
  • scale material is blown out of the lower tool 12 by means of a blower.
  • the ventilation also shortens the contact time of the workpiece 10 with the lower tool or die 12.
  • either the workpiece 10 can now be placed again on the tool 12 or on another die or a different engraving of the tool 12 and can be reshaped with the striking tool 13.
  • the forming process can also be ended and the workpiece 10 can be moved out of the ventilated position shown in FIG. 5 by the two handling devices 2 and 2 'from the working area of the forming machine between the two tools 12 and 13 and transported to a storage device.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of handling a workpiece 10 with two handling devices 2 and 2 ′, starting from the picking up on a preparation device 41 up to placing on a tool 12 of a striking forming machine.
  • the trajectories or trajectories of the two handling devices 2 and 2 ' are denoted by S and S', the directions of movement are indicated by arrows.
  • the two handling devices 2 and 2 ' are each started at a point in time tO from a parking or starting position S (tO) and S' (tO) and move towards the workpiece 10 on the preparation device 41.
  • the handling devices 2 and 2 'each reach the ends 10A and 10B of the workpiece 10 at the respective positions S (ti) and S' (ti).
  • the gripping devices 3 and 3 'grip the respective end 10A or 10B of the workpiece 10 and the handling devices 2 and 2' now transport the workpiece 10 along the trajectories S and S '.
  • the two trajectories S and S ' run parallel to one another and the handling devices 2 and 2' are moved synchronously with one another.
  • the workpiece 10 is essentially only moved in a translatory manner and not in a rotary manner.
  • the difference vector ⁇ S '(tj) - S (tj) is always the same.
  • the handling devices 2 and 2' insert the workpiece 10 into the work area between the tools 12 and 13 of the striking forming machine and move the workpiece 10 downward into a predetermined forming position on the tool 12 in an end position S. (tn) for the handling device 2 and S '(tn) for the handling device 2' at an end time tn on opposite sides of the work area or tool 12 of the forming machine.
  • the workpiece 10 shown in broken lines now lies in the forming position on the tool 12 and can be formed.
  • the handling devices 2 and 2 ′ which are also shown in broken lines, again hold the ends 10A and 10B of the workpiece 10.
  • the handling devices 2 and 2 ' can now release the air as shown in FIG.
  • the workpiece 10 can additionally or alternatively be converted from an engraving of the tool into another or also be transported away from the forming machine to a storage or from guiding device.
  • the tools 12 and 13 are generally shaping tools, so-called dies, with engravings adapted to the desired shape of the workpiece.
  • the handling devices generally hold the workpiece 10 during the entire forging cycle and carry out all the handling movements necessary for the forging process jointly and synchronously. Handling movements include release movements within an engraving and transfer movements from the feed device into the first engraving of the die, transfer movements between engravings of the die and transfer movements from an engraving of the die into a discharge device.
  • workpieces are preferably also forged, the ends of which, at which the handling devices hold the workpiece during handling, are not symmetrical to the workpiece axis. These workpieces are stretched in previous work steps, with the result that the ends of the workpiece are formed asymmetrically. Due to the fact that the workpiece 10 is gripped at both ends 10A and 10B by a handling device 2 and 2 ', the workpiece 10 is automatically aligned, so that the workpiece 10 is inserted into the engraving or the tool 12 in the correct position in its deformed position.
  • the common and synchronous driving of the two handling devices 2 and 2 ' is achieved via an electrical coupling between the two handling devices 2 and 2', the coupling via the master-slave Operation of electrical drives or by simultaneously starting independently operating drives.
  • the start signal for the individual handling steps is supplied by a control device which controls the sequence between the striking forming machine and the two handling devices 2 and 2 '.
  • This control device can also carry out the complete signal exchange.
  • the control device works with the aid of at least one digital processor, in particular a microprocessor or a digital signal processor, and corresponding memories in which the sequence programs, control algorithms and data for the movements are stored.
  • Known master-slave control units can be used for master-slave operation. For independently operating drives, the same distances and speeds as well as error feedback and error reactions between the independent drives are provided in order to ensure precise and safe operation in the event of a fault.
  • a workpiece is fed by means of a feed device or provision device.
  • both handling devices 2 and 2 'grip the workpiece 10 and insert the workpiece 10 together and synchronously into an engraving of the die of the striking die-forming machine.
  • the striking die-forming machine is triggered at a variable point in time during or at the end of the handling movement and after triggering the further handling of the workpiece is initiated at a variable point in time during or at the end of the striking movement.
  • This further handling is again common and synchronous by both handling devices 2 and 2 'and can be a lifting movement of the workpiece in the same engraving, a joint and synchronous transfer of the workpiece into another engraving or the joint and synchronous transfer of the workpiece into a storage device for the finished formed workpiece.
  • the second handling device 2 also grips the workpiece 10 at a later point in the forging cycle and both handling devices 2 and 2' forge from this point in time together and in sync like already described.
  • the partial relocation or forging with only one handling device is particularly useful if more than two handling devices are used, since in this case the other handling device or devices can already pick up a new workpiece and possibly forge it when the other two handling devices finish forging the previous forged part or insert into a discharge device.
  • This design with at least three handling devices enables shorter cycle times.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a device for handling a workpiece during a forging process.
  • This device again comprises two handling devices 2 and 2 'with respective gripping devices 3 and 3', which are shown schematically as industrial robots.
  • the two handling devices 2 and 2 ' pick up a workpiece 10 from a supply device 41, for example a feed conveyor belt or another automated feed device, and place the workpiece in a first engraving 17 of a tool 12 of a striking die-forming machine.
  • the counter tool or striking tool of this die-forming machine is not shown and would be located above the drawing plane in the plan view shown.
  • the impact tool of the forming machine is triggered during or at the end of the handling movement or transfer movement from the provision device 41 into the first engraving 17 of the tool 12.
  • a new sequence for the further handling of the workpiece 10 is initiated at a point in time during or at the end of the impact movement of the impact tool.
  • the workpiece 10 is fixed in its deformed position on the engraving 17 by the two handling devices 2 and 2 'and held at both ends.
  • the workpiece 10 is handled jointly and synchronously by the two handling devices 2 and 2 'in accordance with the stored further handling routine.
  • the workpiece 10 is lifted, as already explained with reference to FIG. 5, and then either processed again in the first engraving 17 or immediately converted into the second engraving 18 of the tool 12. After the workpiece 10 has been converted into the second engraving 18, a U-shape takes place again.
  • the further joint, synchronous handling of the workpiece 10 is again at an adjustable point in time during or at the end the stroke movement initiated.
  • the workpiece can now be lifted together and synchronously by the two handling devices 2 and 2 'in the second engraving 18 and, if necessary, reinserted in the engraving 18 for further processing, or the workpiece 10 can immediately be placed in the storage device 42 for the Completely formed workpiece 10 can be implemented.
  • FIG. 8 shows a parking or rest position of the two handling devices 2 and 2 'in a device according to FIG. 7.
  • the parking position of the handling devices there is access to the tools 12 and 13 of the forming machine for tool change, post-processing or for manual test operation of the striking device Forming machine possible.
  • the movement of the handling devices 2 and 2 'and thus the handling movements for the workpiece 10 are generally taught.
  • the workpiece 10 is guided with the two handling devices 2 and 2 'along the intended trajectory and, if necessary, rotational movements in a learning process, and the individual spatial points or the corresponding movement parameters in the movement system of the handling devices 2 and 2' are measured at regular intervals, typically 16 ms, saved.
  • regular intervals typically 16 ms
  • the trajectories S and S 'of the handling devices 2 and 2' are each in the form of discrete data records which each belong to a point on the trajectories, starting from the path points S (tO) and S '( tO) via S (ti) or S '(ti), S (tj) or S' (tj) to the end point S (tn) or S '(tn).
  • the movement is performed along the stored trajectories S and S '.
  • the handling devices 2 and 2 ' can have independent drive systems and control systems in terms of hardware, but are electrically or electronically coupled by the mutually adapted control programs and sequences which enable the synchronous movements.
  • This embodiment has the advantage over master-slave operation that there is no drag gap between the two handling devices 2 and 2 ' the step-by-step succession arises as in master-slave operation, but the two handling devices 2 and 2 'are at any time tm on synchronous or parallel path points.
  • handling devices 2 and 2 ' in addition to the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 4, other manipulators or industrial robots can also be used, preferably good damping of the movement joints and other movement mechanisms being provided in order to keep the drives from the recoil and the vibrations to relieve the impact of the striking tool of the forming machine.
  • the handling devices mentioned in the introduction according to DE 42 20 796 A1 or DE 100 60 709 A1 can also be used.
  • handling movements can also be provided by the handling devices 2 and 2 ′ with or without a workpiece 10.
  • the distance between the gripping devices is generally dependent on the length or dimension of the workpiece measured along this distance and generally remains constant during the synchronous joint handling.
  • a change in volume or shape of the workpiece after the shaping process in particular an elongation of the workpiece, can also be taken into account by the handling devices 2 and 2 'changing their points of attack on the workpiece, for example reaching further outside when the workpiece is elongated.
  • the gripping pressure of the gripping devices 3 and 3 ' can be reduced and - without letting go or opening the gripping devices 3 and 3' - the gripping devices 3 and 3 'of the handling devices 2 and 2' can be pulled further outwards along the workpiece 10
  • the movement trajectories of the two handling devices can also differ from one another in an adapted manner, for example in an offset or a correction, for example if the Workpieces have different burrs or other different shapes on the attack areas.
  • the workpiece can also be rotated about an axis of rotation, in particular with the aid of the embodiments of the handling devices described with reference to FIGS. 1 to 4. Furthermore, of course, rotary movements or portions of rotary movements for transporting the workpiece 10 are also possible, for example in order to get through narrow areas on the transport path.
  • the error communication via the control device shown in FIGS. 7 and 8 allows the process to be interrupted at a certain point in time in the event of an impermissible deviation of one of the handling devices from the prescribed trajectory, in particular to stop the handling devices.

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Abstract

Gemäss der Erfindung werden a) das Werkstück in eine vorgegebene oder vorgebbare Umformlage in wenigstens einen Arbeitsbereich wenigstens einer Umforminaschine zwischen zwei zugehörigen Werkzeugen positioniert, b) während wenigstens eines Umformschtittes die Werkzeuge der Umformmaschine relativ aufeinander zu bewegt und das Werkstück zwischen den Werkzeugen umgeformt, c) während jedes Umformschrittes das Werkstück von wenigstens zwei Handhabungsgeräten in seiner Umformlage festgehalten, d) wobei die Bewegungen und Positionen der Handhabungsgeräte von wenigstens einer Kontrolleinrichtung automatisch und aufeinander abgestimmt gesteuert oder geregelt.

Description

Verfahren und Norrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Nerfahren und eine Norrichtung zum Umformen eines Werkstücks.
Zum industriellen Schmieden von Werkstücken sind, insbesondere schlagende, Umformmaschinen wie Hämmer, Kurbelpressen und Spindelpressen, insbesondere Schwungrad-Spindelpressen, bekannt. Schlagende Umformmaschinen umfassen einen Arbeitsbereich, in dem zwei Werkzeuge, im Allgemeinen geradlinig, relativ zueinander bewegbar sind. Das Werkstück wird zwischen den beiden Werkzeugen angeordnet und dann durch die Schlagkraft oder Stoßenergie beim Auftreffen der Werkzeuge auf dem Werkstück und die dadurch bewirkte Umformenergie umgeformt wird.
Gemäß VDI-Lexikon „Produktionstechnik Verfahrenstechnik ", Herausgeber Prof. Dr. Hiersig, VDI-Ver/ag, 1995, Seiten 1107 bis 1 113 unterteilt man Schmiedehämmer in Schabottehämmer, diese wiederum unterteilt in Fallhämmer und Oberdruckhämmer, und Gegenschlaghämmer. Ein Schabottehammer umfasst eine Schabotte (oder: einen Träger, einen Amboss) als relativ zum Werkstück feststehendes Werkzeug und einen Schlagbären oder kurz Bären als relativ zum Werkstück und zur Schabotte, in der Regel vertikal, bewegtes Werkzeug. Ein Gegenschlaghämmer weist zwei gegeneinander und jeweils relativ zum Boden oder zum Hammergestell, vertikal oder auch waagrecht, bewegte Schlagbären auf. Die Antriebe für die Bären von Schmiedehämmern sind im Allgemeinen hydraulisch oder pneumatisch. Bei dem eigentlichen Umformoder Arbeitsvorgang sind das Hammergestell sowie die Hammerantriebe eines Schmiedehammers von der Umformkraft entlastet, so dass Schmiedehämmer nicht überlastbar sind. Bei Spindelpressen heißt das bewegte Werkzeug meist Stößel. Der Stößel wird zu dem ortsfesten Werkzeug durch eine Spindel geradlinig bewegt. Der Antrieb der Spindel und damit des Stößels erfolgt über einen Antriebsmotor und/oder ein Schwungrad als Energiespeicher (VDI-Lexikon a.a.O.) Die Umformdruckkraft sowie die Umformtemperatur sind abhängig von dem Werkstoff, aus dem das Werkstück besteht, sowie von den Anforderungen an die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität. Schmiedbare Werkstoffe sind grundsätzlich alle knetbaren Metalle und Metalllegierungen, und dabei sowohl eisenhaltige Werkstoffe wie Stähle als auch nicht eisenhaltige Metalle, wie Magnesium, Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel und Legierungen daraus. Die beim Schmieden auftretenden Temperaturen können bei einer sogenannten Kaltumformung im Bereich von Raumtemperatur, bei einer Halbwarmumformung zwischen 550°C und 750°C und bei einer sogenannten Warmumformung oberhalb 900°C liegen. Die Umformtemperatur wird üblicherweise auch in einen Temperaturbereich gelegt, in dem die zum Umformen erforderliche Umformbarkeit oder Fließ fähigkeit des Werkstoffes vorliegt sowie Erholungs- und Rekristallisationsvorgänge im Werkstoff ablaufen können und auch unerwünschte Phasenumwandlungen vermieden werden.
Es ist gemäß VDI-Lexikon „Produktionstechnik Verfahrenstechnik ", Herausgeber Prof. Dr. Hiersig, VDl-Verlag, 1995, Seiten 848 und 849 sowie 1214, bekannt, zur automatisierten Handhabung von Werkstücken beim Pressen oder Schmieden Handhabungsgeräte wie Manipulatoren und Industrieroboter einzusetzen, die Greifer zum Ergreifen und vorübergehenden Halten der Werkstücke aufweisen und die Werkstücke in die Schmiedemaschine einlegen oder aus dieser entnehmen. Manipulatoren sind manuell gesteuerte Bewegungseinrichtungen mit in der Regel konkreten prozessspezifischen Steuerungen oder Programmierungen. Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit einer hinreichenden Anzahl von Bewegungsfreiheitsgraden, realisiert durch eine entsprechende Zahl (5 bis 6) von Bewegungsachsen, und einer frei programmierbaren Steuerung zur Realisierung praktisch beliebiger Bewegungstrajektorien des Werkstücks innerhalb des vom Industrieroboter ab fahrbaren oder erreichbaren Raumgebietes.
Ein Problem beim Einsatz solcher Handhabungsgeräte stellen die hohen Schlagkräfte bei einer schlagenden Umformmaschine dar, die das Handhabungsgerät beim Umformschlag erheblich belasten und beschädigen können, wenn das Handhabungsgerät beim Schlag des Bären oder Stößels das Werkstück hält. Zur Lösung des Problems der Rückwirkung des Schlages des Bären oder Stößels der Umformmaschine sind in DE 42 20 796 AI und DE 100 60 709 A 1 Handhabungsgeräte vorgeschlagen worden, die während des Schlages nachgiebig gestellt werden können zur Dämpfung der vom Werkstück übertragenen Schlagstöße und -Vibrationen zum Antrieb hin und die bei dem Transport des Werkstücks starr gestellt werden.
Aus DE 42 20 796 A1 ist ein Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteils beim Schmiedevorgang bekannt, bei dem ein Fahrwerk über eine Manschette eine Greifereinrichtung trägt, die eine das Schmiedeteil beim Schmiedevorgang erfassende Klemmzange aufweist. Die Manschette ist hydraulisch wahlweise in einen nachgiebigen Zustand und einen starren Zustand bringbar.
Aus DE 100 60 709 A 1 ist ein als Manipulator oder als Roboter ausgebildetes Handhabungsgerät zum Handhaben eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang bekannt mit einer Greifzange und einem die Greifzange tragenden Greiferarm, der über ein nachgiebiges Blockstück aus einem elastisch verformbaren Material mit einem Armbereich verbunden ist, der sich mittels eines ersten Elektromotors auf und ab drehschwenken lässt und mittels eines zweiten Elektromotors heben und senken lässt. Diese beiden Bewegungen des Armbereichs werden synchronisiert von einer Steuereinrichtung. Durch die Flexibilität des Blockstücks ist der vordere Bereich des Greifers mit dem Greiferarm und der Greifzange gegenüber dem hinteren Bereich mit dem Armbereich und den Antriebsmotoren in dem Blockstück als eine Art Gelenk schwenkbar. Wenn nun der Greifer ein Schmiedewerkstück auf ein Gesenk eines Schmiedehammers legt und der Schlagbär auf das Werkstück von oben schlägt, können dadurch erzeugte Vibrationen oder Stöße in dem elastischen Blockstück gedämpft und abgefangen werden, so dass die Antriebe entlastet werden. Zum Handhaben des Werkstücks vor oder nach dem eigentlichen Umformvorgang im Schmiedehammer wird das elastische Blockstück mittels einer Starrstellstange überbrückt, die eine starre Verbindung zwischen dem Greiferarm und dem Armbereich über das Blockstück hinweg herstellt. Die Starrs teils tange ist fixiert bei paralleler Stellung von vorderem Greiferarm und hinterem Armbereich und lösbar bei Aufliegen des Werk- Stücks auf dem Gesenk des Schmiedehammers durch Anheben des hinteren Armbereichs.
Problematisch beim automatisierten Schmieden gemäß dem Stand der Technik sind Werkstücke, die zum Abknicken neigen, insbesondere langgestreckte Werkstücke. Der Mensch ist aufgrund seines motorischen Feingefühls und seiner Erfahrung auch in der Lage, ein Abknicken des Werkstücks beim Schmieden durch die Handhabung auszugleichen oder zu verhindern, obwohl er das Werkstück nur an einer Seite hält. Die bekannten Handhabungsgeräte erlauben dagegen kein automatisiertes Schmieden, bei dem ein Abknicken des Werkstücks sicher vermieden werden kann.
Schließlich stellt es bei der Handhabung der Schmiedeteile ein weiteres Problem dar, dass die Schmiedeteile aufgrund von Fertigungs- oder Bearbeitungstoleranzen in vorhergehenden Form- oder Umformschritten zum Teil erhebliche Abweichungen in ihrer Gestalt aufweisen können, insbesondere auch an den Enden, die von dem Handhabungsgeräte ergriffen werden. Deshalb kann es beim Greifen mit den bekannten automatischen Greifeinrichtungen zu erheblichen Abweichungen der Stellung des Schmiedeteils relativ zum Handhabungsgerät und damit auch relativ zum Werkzeug der Umformmaschine kommen, was einen hohen Ausschuss und im Extremfall sogar eine Beschädigung der Werkzeuge zur Folge haben kann.
Die Position des Werkstücks im Werkzeug der Umformmaschine könnte nun beispielsweise durch eine Bilderkennung erfasst werden und das Handhabungsgerät entsprechend gesteuert werden, um eine Abweichung der Lage des Werkstücks relativ zum Werkzeug von einer Solllage zu korrigieren. Dies ist aber recht aufwendig und funktionierende Systeme stehen für die Praxis noch nicht zur Verfügung.
Aufgrund der genannten Probleme hat sich in der Praxis eine Automatisierung der Handhabung von Werkstücken bei Schmiedeprozessen mit schlagenden Umformmaschinen noch nicht entscheidend durchsetzen können. Vielmehr wird in der Praxis das Werkstück immer noch von einem Menschen manuell mit einem Greifwerkzeug in den Schmiedehammer gehalten, da ent- sprechend ausgebildete Menschen die richtige Handhabung des Werkstücks beim Auftreffen des Bären mit dem Schlagwerkzeug beherrschen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Probleme beim Stand der Technik wenigstens teilweise zu verringern oder ganz zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 40.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 ist zum Umformen, insbesondere Schmieden, wenigstens eines Werkstücks geeignet und bestimmt und umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Positionieren des Werkstücks in eine vorgegebene oder vorgebbare Umformlage in wenigstens einen Arbeitsbereich einer, insbesondere schlagenden, Umformmaschine zwischen zwei Werkzeugen der Umformmaschine (P o sitionier s chritt) , b) Bewegung der Werkzeuge der Umformmaschine relativ aufeinander zu und Umformen des Werkstücks zwischen den Werkzeugen während wenigstens eines Umformschrittes, c) Festhalten des Werkstücks in seiner Umformlage durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte während jedes Umformschrittes, und somit auch während des Auftreffens des oder der Werkzeuge auf dem Werkstück, d) automatisches und aufeinander abgestimmtes Steuern oder Regeln der Bewegungen und Positionen der wenigstens zwei Handhabungsgeräte durch wenigstens eine Kontrolleinrichtung.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 40 ist zum Umformen wenigstens eines Werkstücks und insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung oder zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet und bestimmt und umfasst a) wenigstens eine, insbesondere schlagende, Umformmaschine mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeugen zum Um- formen eines Werkstücks in einer vorgegebene oder vorgebbaren Umformlage während wenigstens eines Umformschrittes, b) wenigstens zwei Handhabungsgeräte zum Festhalten des Werkstücks in der Umformlage während des Umformschrittes, c) wenigstens eine Kontrolleinrichtung zum Steuern oder Regeln der Bewegungen und Positionen der Handhabungsgeräte.
Die Bewegung der Werkzeuge in der Umformmaschine relativ aufeinander zu beinhaltet natürlich sowohl den Fall, dass sich nur eines der beiden Werkzeuge relativ zum Erdboden oder Maschinengestell oder einem anderen externen Bezugssystem bewegt und das andere zu diesem externen System ortsfest bleibt, beispielsweise bei einem Oberdruckhammer oder einem Fallhammer oder einer Spindelpresse, als auch den Fall, dass sich beide Werkzeuge relativ zum externen Bezugssystem bewegen, beispielsweise bei einem Gegenschlaghämmer. Die Umformlage des Werkstücks bezieht sich auf dessen absolute und einstellbare geometrische Lage im Raum bezüglich eines externen Koordinatensystems. Eine Änderung der Umformlage setzt sich also im Allgemeinen aus translatorischen und/oder rotatorischen Lageänderungen oder Bewegungen zusammen, d.h. das Werkstück kann verschoben und/oder gedreht werden. Der Arbeitsbereich der Umformmaschine (n) ist der Bereich zwischen den Werkzeugen, in dem die eigentliche Umformung stattfindet. Es können auch mehrere Arbeitsbereiche zwischen zwei Werkzeugen gebildet sein, die beispielsweise durch verschiedene Gravuren in einem Gesenk definiert sein können. Beim Steuern der Handhabungsgeräte läuft die Bewegung gemäß einem vorgegebenen oder vorgebbaren Bewegungsablauf oder Bewegungsprofil oder einem entsprechend hinterlegten Steuerprogramm ab (keine Rückkopplung „open-loop-control"), während beim Regeln die Bewegungen der Handhabungsgeräte messtechnisch erfasst und an vorgegebenen Sollbewegungen (Führungsgrößen der Bewegung) an- gepasst oder geregelt werden (Rückkopplung, „closed-loop-control"). Automatisch bedeutet, dass zumindest beim Umformschritt selbst kein menschliches Eingreifen oder Festhalten des Werkstücks mehr erforderlich ist, sondern dies automatisiert durch die Handhabungsgeräte (oder: Bewegungsautomaten) unter Kontrolle der Kontrollei ichtung erfolgt. Aufeinander abgestimmt sind die Bewegungen oder Positionen der Handhabungsgeräte, um das Werkstück exakt handhaben zu können, insbesondere um es beim Schlag der Umformmaschine in der Umformlage fixieren zu können. Es ist also eine kinematische Kopplung zwischen den beiden Handhabungsgeräten vorgesehen beim Handhaben des Werkstücks während dessen Umformung.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, das Werkstück zumindest während des Auftreffens des oder der Werkzeuge(s), insbesondere Schlagwerk- zeuge(s), der Umformmaschine beim Umformschritt an wenigstens zwei Stellen mit jeweils einem Handhabungsgerät festzuhalten oder gegriffen zu halten.
Dies hat zunächst den Vorteil, dass das Werkstück beim Auftreffen des oder der Werkzeuge(s) an zwei Stellen fixiert ist und damit sicherer vor einem Verspringen oder Verrutschen in den Werkzeugen bewahrt werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Abknicken eines längeren Werkstücks an einer Seite verhindert werden kann, da die Handhabungsgeräte das Werkstück an beiden Seiten fixieren und beim Umformen stabilisieren können.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit eines Ausgleichs einer Abweichung der Lage des Werkstücks relativ zu den Werkzeugen infolge einer entsprechende Abweichung der Gestalt eines Werkstücks in einem Bereich, in dem ein erstes der Handhabungsgeräte angreift. Dies wird bewerkstelligt, indem das Werkstück mittels des zweiten Handhabungsgerätes in einem zweiten Bereich gegriffen und festgehalten wird. Das Werkstück wird durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung zwischen den beiden Handhabungsgeräten in eine Art Mittellage gebracht, während es bei dem Ergreifen mit nur einem Handhabungsgerät wie bei den Handhabungsgeräten beim Stand der Technik aufgrund der Toleranzen verschoben oder verdreht wird. Bei einer manuellen Handhabung des Werkstücks durch einen Menschen ist dieses Problem der Vorfertigungstoleranzen nicht relevant, da der Mensch eine Abweichung der Lage des Werkstücks ohne Weiteres korrigiert und das Werkstück richtig einlegt. Eine automatische Korrektur der Lage des Werkstücks durch den Einsatz einer automatischen Bilderkennung zur Bestimmung der Lage des Werkstücks ist somit gemäß der Erfindung nicht erforderlich. Bei der Erfindung werden Abweichungen sozusagen mechanisch korrigiert, indem die beiden Handhabungsgeräte das Werkstück durch die Fixierung oder das Ergreifen an zwei Stellen in die Solllage zwingen, gegebenenfalls unter einer entsprechenden Verformung des Werkstücks.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 40 jeweils abhängigen Ansprüchen.
Die kinematische Kopplung der Handhabungsgeräte kann mechanisch bewerkstelligt werden, wird vorzugsweise aber elektronisch oder Steuer- oder regelungstechnisch über eine Kopplung der Ansteuerung von deren Antriebs Systemen realisiert.
Neben dem Festhalten des Werkstücks beim Umformen können die Handhabungsgeräte auch weitere Handhabungen vornehmen, insbesondere eine oder mehrere der folgenden Handhabungen:
• Lüften des Werkstücks unmittelbar nach dem Umformstoß oder -schlag
• Umsetzen des Werkstücks von einem Arbeitsbereich einer Umformmaschine zu einem nächsten oder einer Gravur eines Werkzeugs zu einer nächsten oder von einer Umformlage zu einer nächsten
• Drehen oder Schwenken des Werkstücks, insbesondere zur Änderung einer Umformlage
• Umgreifen am Werkstück zur Berücksichtigung von dessen Gestaltänderung nach einem Umformschritt
• Aufnehmen des Werkstücks von einer Bereitstellungseinrichtung
• Transport des Werkstücks zur Umformmaschine oder von der Umformmaschine weg, insbesondere zu einer Ablage
In einer vorteilhaften Aus führungs form werden wenigstens bei einem Teil der Handhabungen des Werkstücks durch zwei Handhabungsgeräte die beiden Handhabungsgeräte synchron und/oder entlang zueinander im Wesentlichen konstant beabstandeter Trajektorien und/oder mit im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit bewegt
Die Kontrolleinrichtung steuert oder regelt die beiden Handhabungsgeräte, insbesondere deren jeweilige Antrieb seinrichtungen, in einer Ausführungs- form nach einem Master-Slave-Steuerprinzip, wobei ein als Slave dienendes Handhabungsgerät einem als Master dienenden Handhabungsgerät in den Bewegungen folgt.
In einer alternativen bevorzugten Aus führungs form steuert die Kontrolleinrichtung die beiden Handhabungsgeräte, insbesondere deren jeweilige Antriebseinrichtungen, unabhängig voneinander, it jeweiligen aneinander ange- passten Steuerabläufen.
Im Allgemeinen fährt jedes Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück während einer Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks entlang einer vorab ermittelten Trajektorie mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf und/oder folgt gespeicherten aufeinander folgenden Trajektorienp unkten in regelmäßigen Zeitabständen.
Die zugehörige Trajektorie des Handhabungsgeräts oder dessen Angriffspunktes am Werkstück wird vorzugsweise vorab eingelernt, kann aber auch berechnet oder simuliert werden.
In einer besonderen Aus führungs form wird (nur) die Trajektorie eines der wenigstens zwei Handhabungsgeräte oder dessen Angriffspunktes am Werkstück eingelernt und die Trajektorie des wenigstens einen weiteren Handhabungsgerätes oder dessen Angriffspunktes am Werkstück wird aus der eingelernten Trajektorie des ersten Handhabungsgerätes vorab berechnet und abgespeichert oder in Echtzeit berechnet.
Beim Einlernen der Trajektorie eines Handhabungsgerätes oder dessen Angriffspunktes am Werkstück wird im Allgemeinen die zugehörige Trajektorie, abgefahren und in regelmäßigen Zeitabständen werden die Trajektorienp unkte nacheinander erfasst und abgespeichert. Der Geschwindigkeits verlauf beim Einlernen ist vorzugsweise vorgegeben entsprechend dem späteren Geschwindigkeitsverlauf beim Prozess. Bei beliebigem Geschwindigkeitsverlauf bei Einlernen kann der tatsächliche Geschwindigkeitsverlauf beim Betrieb auch nachträglich noch berücksichtigt werden und neue Trajektorienpunkte errechnet und gespeichert werden. Das Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück bei der Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks folgt in jedem Fall den beim Einlernen, ggf. nach Geschwindigkeitskorrektur, gespeicherten Trajektorienpunkten in denselben Zeitabständen und in derselben Reihenfolge wie beim Einlernen.
Bei Handhabungen an der Umformmaschine befinden sich die beiden Handhabungsgeräte vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsbereiches oder der Werkzeuge der Unformmaschine. Ferner können die Handhabungsgeräte vorzugsweise auch in eine Parkposition bewegt werden, um den oder die Arbeitsbereich(e) der Umformmaschine(n) zugänglich zu machen
In einer vorteilhaften Aus führungs form der Vorrichtung weist jedes Handhabungsgerät a) wenigstens eine Greifeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Greifelementen zum Greifen des Werkstücks, b) wenigstens eine Trägereinrichtung, an der die Greifeinrichtung befestigt oder befestigbar ist und c) wenigstens eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Trägereinrichtung mit der Greifeinrichtung auf.
Die Vorrichtung wird nun vorzugsweise dadurch weitergebildet, das eine flexible Verbindung von Trägereinrichtung und Transporteinrichtung in einem flexiblen Zustand zumindest teilweise Stöße oder Schwingungen, die beim Umformvorgang vom Werkstück in der Umformmaschine auf das Handhabungsgeräte übertragen werden, absorbiert und damit die Transporteinrichtung vor diesen mechanischen Belastungen schützt und dass eine starre Verbindung oder Stellung von Trägereinrichtung und Transporteinrichtung in einem starren Zustand wird dagegen beim Handhaben des Werkstücks beim Transport oder beim Drehen oder Schwenken vor oder nach Umformschritten eingesetzt.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist mit einem Schmiedehammer oder einer Spindelpresse als Umformmaschine.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren FIG 1 eine Vorrichtung mit zwei Handhabungsgeräten beim Ergreifen eines Werkstücks in einer Seitenansicht,
FIG 2 die Vorrichtung gemäß FIG 1 , bei der die zwei Handhabungsgeräte das in eine Umformmaschine gelegte Werkstück halten, in einer Seitenansicht,
FIG 3 ein Querschnitt durch eines der Handhabungsgeräte gemäß FIG 1 in der mit III-III bezeichneten Schnittebene und
FIG 4 ein Schnitt gemäß FIG 3 mit geschwenkter Greifeinrichtung bzw. B etätigungs einrichtung,
FIG 5 die Vorrichtung gemäß FIG 1 oder FIG 2, bei der die zwei Handhabungsgeräte das in der Umformmaschine befindliche Werkstück nach dem Umformschlag lüften, in einer Seitenansicht,
FIG 6 eine Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit zwei Handhabungsgeräten, die das Werkstück entlang vorgegebener Bewegungsbahnen handhaben, in einer schematischen perspektivischen Ansicht,
FIG 7 eine Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit zwei Handhabungsgeräten bei einer Handhabung des Werkstücks in einer Draufsicht und
FIG 8 eine Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit zwei in Parkposition befindlichen Handhabungsgeräten in einer Draufsicht
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Größen und Teile sind in den FIG 1 bis 8 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Es sind ein erstes Handhabungsgerät mit 2 und ein zweites Handhabungsgerät mit 2' bezeichnet. Jedes der Handhabungsgeräte 2 und 2' kann als Manipulator oder Roboter ausgebildet sein. In den in FIG 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' im Wesentlichen baugleich ausgebildet und umfassen jeweils eine Greifeinrichtung (oder: Greifzange) 3 bzw. 3', eine Trägerwelle 4 bzw. 4', eine Stützeinrichtung (oder: Starrstellungseinrichtung) 5 bzw. 5', ein Lagerteil 6 bzw. 6', ein flexibles Element 7 bzw. 7', einen Schwenkantrieb (oder: Rotationsantrieb) 8 bzw. 8', ein Gelenk 9 bzw. 9', eine B etätigungs einrichtung 11 bzw. 11' und eine Transporteinrichtung 16 bzw. 16'. Jede Greifeinrichtung 3 bzw. 3' umfasst zwei jeweils eine zugehörige Greifbacke (oder: Greifelement, Zangenbacke) 30 bzw. 31 bzw. 30' und 31' aufweisende Greifhebel 32 und 33 bzw. 32' und 33' auf, die mittels der Betätigungseinrichtung 11 bzw. 11' zueinander um eine Schwenkachse E bzw. E' in einem Schwenklager 34 bzw. 34' schwenkbar sind zum Öffnen und Schließen der Greifeinrichtung 3 bzw. 3'. Die Betätigungseinrichtung 11 bzw. 11' greift in einem Angreiflager 35 bzw. 35' am Greifhebel 33 bzw. 33' an und ist in einem Schwenklager 14 bzw. 14' um eine Schwenkachse D bzw. D' schwenkbar an einem Halteteil 61 bzw. 61' des Lagerteils 6 bzw. 6' gelagert
Der Greifhebel 32 bzw. 32' der Greifeinrichtung 3 bzw. 3' ist über die Trägerwelle 4 bzw. 4' mit einem Zwischenteil 60 bzw. 60' des Lagerteils 6 bzw. 6' koaxial entlang einer Achse M verbunden. Zwischen dem Zwischenteil 60 bzw. 60' und dem mit dem Gelenk 9 bzw. 9' entlang einer zweiten Achse N verbundenen Schwenkantrieb 8 bzw. 8' ist das flexible Element 7 bzw. 7' angeordnet, das und über jeweils einen Flansch 67 und 87 bzw. 67' und 87' mit dem Zwischenteil 60 bzw. 60' und dem Schwenkantrieb 8 bzw. 8' verbunden ist und aus einem elastischem Material, vorzugsweise einem Elastomer, besteht.
In dem flexiblen Element 7 bzw. 7' sind nun die vordere Einheit des Handhabungsgerätes 2 bzw. 2', nämlich die Greif einrichtung 3 bzw. 3', die Trägerwelle 4 bzw. 4' und das Lagerteil 6 bzw. 6' sowie die B etätigungs einrichtung 11 bzw. 11', einerseits und die hintere Einheit des Handhabungsgerätes 2 bzw. 2', nämlich der Schwenkantrieb 8 bzw. 8' und das Gelenk 9 bzw. 9' sowie die Transporteinrichtung 16 bzw. 16', und damit auch deren Achsen M und N zueinander verschwenkbar.
FIG 3 und 4 zeigen in einer geschnittenen Ansicht durch den Hubzylinder der B etätigungs einrichtung 11 und die Trägerwelle 4 sowie die Stützeinrichtung 50 des Handhabungsgeräts 2 gemäß FIG 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Schwenkbewegung.
FIG 3 zeigt eine vertikale Stellung, bei der eine Mittelachse B des Stützteils 50 der Stützeinrichtung 5 und eine Mittelachse C der B etätigungs einrichtung 11 sowie des Lagerteils 6 zusammenfallen, die B etätigungs einrichtung 11 also in Richtung der Schwerkraft G gesehen oberhalb des Zwischenteils 60 des Lagerteils 6 angeordnet ist.
In FIG 4 ist nun die vordere Einheit des Handhabungsgerätes 2 um einen Schwenkwinkel ß nach rechts im Uhrzeigersinn verschwenkt oder gedreht. Die Trägerwelle 4 rotiert dabei um die Rotationsachse R in ihrem Stützlager 54 der Stützeinrichtung 5. Die Mittelachse C der vorderen Einheit, insbesondere des Lagerteils 6 und der B etätigungs einrichtung 11, und somit auch die Greif einrichtung 3 sind nun um den Schwenkwinkel ß gegenüber der Mittelachse B der Stützeinrichtung 5 verschwenkt. Damit lässt sich ein Werkstück 10 um den entsprechenden Schwenkwinkel ß drehen.
Die Stützeinrichtung 5 bzw. 5' der Handhabungsgeräte 2 und 2' gemäß FIG 1 und 2 umfasst eine längsverlaufende Verbindungsstange 53 bzw. 53', an der ein quer nach oben verlaufendes erstes Befestigungsteil 51 bzw. 51' zum Verbinden der Verbindungsstange 53 bzw. 53' mit dem Schwenkantrieb 8 bzw. 8' und weiter hinten ein quer nach oben verlaufendes zweites Befestigungsteil 52 bzw. 52' zur Verbindung der Verbindungsstange 53 bzw. 53' mit dem Gelenk 9 bzw. 9' sowie im vorderen Bereich ein quer zur Verbindungsstange 53 bzw. 53' nach oben ragendes Stützteil 50 bzw. 50' zum Fixieren oder Stützen der Trägerwelle 4 bzw. 4' angeordnet sind. Das Stützteil 50 bzw. 50' weist einen Einschnitt als Stützlager (oder: einen Wellensitz) 54 bzw. 54' für die Trägerwelle 4 bzw. 4' auf (siehe FIG 3 und 4).
Im in FIG 1 gezeigten Zustand werden die Handhabungsgeräte 2 und 2' von beiden Seiten auf ein Werkstück 10 bzw. 10' in Richtung der dargestellten Pfeile zu bewegt, wobei die Achsen M und N koaxial zueinander und horizontal, d.h. senkrecht zur Schwerkraft G, verlaufen und wobei das flexible Element 7 bzw. 7' im Wesentlichen unverformt ist. Die Verbindungsstange 53 bzw. 53' verläuft nun parallel zu den Achsen M und N und das Stützteil 50 bzw. 50' stützt die Trägerwelle 4 bzw. 4' und damit die mit ihr verbundene Greifeinrichtung 3 bzw. 3' in seinem Stützlager 54 bzw. 54' ab. Die Stützeinrichtung 5 bzw. 5' stellt also eine mechanische Überbrückung über das flexible Element 7 bzw. 7' dar und beseitigt somit in der Stellung gemäß FIG 1 die Flexibilität des Handhabungsgerätes 2 bzw. 2' in dem flexiblen Ele- ment 7 bzw. 7' zumindest in der Raumrichtung der Schwerkraft G und in den nach unten gerichteten seitlichen Richtungen zwischen der Schwerkraft G und der horizontalen Richtung. Die starre Verbindung wird allein durch das Eigengewicht der Teile des Handhabungsgerätes 2 bzw. 2' aufrechterhalten. Die Greifeinrichtungen 3 und 3' stehen in ihren vertikalen Stellungen und sind geöffnet.
Bei Erreichen des Werkstücks 10 werden die Grei einrichtungen 3 und 3' geschlossen und somit das Werkstück 10 an seinen Enden 10A und 10B ergriffen und mittels der Transporteinrichtungen 16 und 16' zu einer Umformmaschine transportiert und dort in die Umformposition zum Umformen auf ein Werkzeug gelegt. Dabei wird über die Stützeinrichtung 5 bzw. 5' das Handhabungsgerät 2 bzw. 2' im starren Zustand gehalten.
FIG 2 zeigt das Werkstück 10 im aufgelegten Zustand auf dem unteren Werkzeug oder Gesenk 12 eines Schmiedehammers. Durch Anheben der hinteren Einheiten der Handhabungsgeräte 2 und 2', also Neigen der Mittelachse N bzw. N' von Schwenkantrieb 8 bzw. 8' und Gelenk 9 bzw. 9' um den Neigungswinkel α gegenüber der Mittelachse M bzw. M' der vorderen Einheit um das flexible Element 7 bzw. 7', wird die Stützeinrichtung 5 bzw. 5' aus dem Eingriff mit der Trägerwelle 4 bzw. 4' bracht, da die Stützeinrichtung 5 bzw. 5' mit dem Schwenkantrieb 8 bzw. 8' und dem Gelenk 9 bzw. 9' entlang der Achse N bzw. N' ausgerichtet bleibt und damit das Stützteil 50 bzw. 50' sich ausreichend von der Trägerwelle 4 bzw. 4' entfernt. Bei der Neigungsbewegung um den Winkel bzw. oc' dient dabei das Gesenk 12 über das Werkstück 10 als Widerlager.
Nun schlägt das Schlagwerkzeug 13 am - nicht weiter dargestellten - Schlagbären des Schmiedehammers in der Schlagrichtung A auf das Werkstück 10. Bei der Schlagbewegung entstehen erhebliche Stoß- und Vibrationsbelastungen, die über das Werkstück 10 auf die Handhabungsgeräte 2 und 2' übertragen werden. Die elastischen Elemente 7 und 7' entkoppeln nun jedoch diese Stöße oder Vibration weitgehend von der Transporteinrichtung 16 bzw. 16' und dem Schwenkantrieb 8 bzw. 8', so dass diese Antriebs Vorrichtungen vor Überlastung geschützt werden. Abhängig vom Werkstück 10 und dem gewünschten Umformvorgang kann es jedoch in vielen Umformprozessen erforderlich sein, das Werkstück 10 vor dem Auflegen auf das Gesenk 12 zu drehen, insbesondere um eine durch das Werkstück 10 verlaufende Drehachse, beispielsweise seine Längsachse. Für eine solche Dreh- oder Schwenkbewegung werden die Greifeinrichtungen 3 und 3' mit dem ergriffenen Werkstück 10 im gestützten Zustand, d.h. bei im Eingriff in die Trägerwelle 4 befindlicher Stütz einrichtung 5, um den gewünschten Schwenkwinkel ß im gleichen Umlaufsinn und mit der gleichen Dreh- oder Winkelgeschwindigkeit geschwenkt, um das Werkstück ohne Torsion in seine gewünschte Umformlage zu drehen. Dazu wird eine Drehbewegung einer Abtriebswelle eines in dem Antriebsgehäuses 80 bzw. 80' des Schwenkantriebs 8 bzw. 8' angeordneten Antriebsmotors, ggf. über ein Getriebe, über den Antriebsflansch 87 bzw. 87' und das flexible Element 7 bzw. 7' auf den Verbin dungs flansch 65 bzw. 65' übertragen, der wiederum das Zwischenteil 60 bzw. 60', die Trägerwelle 4 bzw. 4' und die Greifeinrichtung 3 bzw. 3' mitdreht. Solche Schwenkbewegungen treten beispielsweise beim Biegen eines Werkstücks in einem ersten Schmiedevorgang oder Schmiedeschritt und beim anschließenden Flachformen oder Schmieden auf. Die Drehbarkeit der Greifeinrichtungen 3 und 3' kann entfallen, falls eine Drehung nicht erwünscht ist.
FIG 5 zeigt nun, ausgehend von FIG 2, die Situation kurz nach dem Auftreffen des Schlagwerkzeuges 13 auf das Werkstück 10 und die umliegenden Bereiche des Werkzeuges 12. Das Schlagwerkzeug 13 ist durch den Rückstoß sowie ggf. durch einen Antrieb wieder in einer vom Werkzeug 12 weggerichteten Aufwärtsbewegung in einer Rückholrichtung RH. Es wird nun das Werkstück 10 von dem Werkzeug 12 um einen Abstand d angehoben oder gelüftet. Diese Lüftbewegung der beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' und des von ihnen gehaltenen Werkstückes 10 folgt somit dem nach oben sich bewegenden Schlagwerkzeug 13 richtungsgleich mit der Rückholrichtung RH. Die Handhabungsgeräte 2 und 2' bleiben dabei in der Regel in der flexiblen Stellung, wie in FIG 5 dargestellt. Bei oder nach dieser Lüftbewegung wird Zundermaterial aus dem unteren Werkzeug 12 mittels eines Gebläses ausgeblasen. Das Lüften verkürzt zudem die Berührzeit des Werkstückes 10 mit dem unteren Werkzeug oder Gesenk 12. Nach dem Lüftvorgang kann nun entweder das Werkstück 10 erneut auf das Werkzeug 12 oder auf ein anderes Gesenk oder eine andere Gravur des Werkzeuges 12 aufgelegt werden und erneut mit dem Schlagwerkzeug 13 umgeformt werden. Es kann aber auch der Umformvorgang beendet werden und das Werkstück 10 aus der in FIG 5 dargestellten gelüfteten Stellung von den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' aus dem Arbeitsbereich der Umformmaschine zwischen den beiden Werkzeugen 12 und 13 herausbewegt und zu einer Ablageeinrichtung transportiert werden.
FIG. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Handhabung eines Werkstückes 10 mit zwei Handhabungsgeräten 2 und 2', ausgehend von dem Aufnehmen an einer Bereitstellungseinrichtung 41 bis hin zum Auflegen auf einem Werkzeug 12 einer schlagenden Umformmaschine. Die Bewegungsbahnen oder Trajektorien der beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' sind mit S und S' bezeichnet, die Bewegungsrichtungen mit Pfeilen gekennzeichnet.
Die beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' werden jeweils zu einem Zeitpunkt tO aus einer Park- oder Ausgangsstellung S(tO) und S'(tO) gestartet und bewegen sich auf das Werkstück 10 auf der Bereitstellungseinrichtung 41 zu. Zu einem Zeitpunkt ti erreichen die Handhabungsgeräte 2 und 2' jeweils die Enden 10A und 10B des Werkstückes 10 an den jeweiligen Positionen S(ti) und S'(ti). Nun ergreifen die Greifeinrichtungen 3 und 3' das jeweilige Ende 10A bzw. 10B des Werkstückes 10 und die Handhabungsgeräte 2 und 2' transportieren nun das Werkstück 10 entlang der Trajektorien S und S'. Die beiden Trajektorien S und S' verlaufen dabei parallel zueinander und die Handhabungsgeräte 2 und 2' werden synchron zueinander bewegt. Dadurch wird das Werkstück 10 im Wesentlichen nur translatorisch und nicht rotato- risch bewegt. Zu einem beliebigen Zeitpunkt tj ist also der Differenzvektor Δ = S'(tj) - S(tj) immer gleich. Gegen Ende der Trajektorien S und S' führen die Handhabungsgeräte 2 und 2' das Werkstück 10 in den Arbeitsbereich zwischen den Werkzeugen 12 und 13 der schlagenden Umformmaschine ein und bewegen das Werkstück 10 nach unten in eine vorgegebene Umformlage auf das Werkzeug 12 in eine Endposition S(tn) für das Handhabungsgerät 2 sowie S'(tn) für das Handhabungsgerät 2' zu einem Endzeitpunkt tn auf entgegengesetzten Seiten des Arbeitsbereichs oder Werkzeugs 12 der Umform- maschine. Das gestrichelt eingezeichnete Werkstück 10 liegt nun in der Umformlage auf dem Werkzeug 12 auf und kann umgeformt werden.
Beim Umformen halten die ebenfalls gestrichelt eingezeichneten Handhabungsgeräte 2 und 2' wieder die Enden 10A und 10B des Werkstückes 10 fest. Nach einem Umformen des Werkstückes 10 durch Stoß oder Schlag des Schlagwerkzeuges 13 auf das Werkstück 10 kann nun wie in FIG 5 eine Lüftbewegung durch die Handhabungsgeräte 2 und 2' erfolgen. Ferner kann das Werkstück 10 zusätzlich oder alternativ umgesetzt werden von einer Gravur des Werkzeuges in eine andere oder auch von der Umformmaschine wegtransportiert werden zu einer Ablage- oder Ab führ einrichtung.
Die Werkzeuge 12 und 13 sind in der Regel formgebende Werkzeuge, sogenannte Gesenke mit entsprechend der gewünschten Form des Werkstückes angepassten Gravuren. Die Handhabungsgeräte halten im Allgemeinen das Werkstück 10 während des gesamten Schmiedezyklus und führen alle für den Schmiedeprozess notwendigen Handhabungsbewegungen gemeinsam und synchron aus. Als Handhabungsbewegungen kommen unter anderem Lüftbewegungen innerhalb einer Gravur sowie Umsetzbewegungen von der Zuführeinrichtung in die erste Gravur des Gesenkes, Umsetzbewegungen zwischen Gravuren des Gesenkes und Umsetzbewegungen von einer Gravur des Gesenkes in eine Ab führ einrichtung vor.
Weiterhin werden bevorzugt auch Werkstücke geschmiedet, deren Enden, an denen die Handhabungsgeräte das Werkstück während der Handhabung halten, nicht symmetrisch zur Werkstückachse sind. Diese Werkstücke werden in vorhergehenden Arbeits schritten gereckt, wobei es vorkommt, dass die Enden des Werkstückes unsymmetrisch ausgebildet werden. Dadurch, dass das Werkstück 10 an beiden Enden 10A und 10B durch jeweils ein Handhabungsgerät 2 und 2' gefasst wird, wird das Werkstück 10 automatisch ausgerichtet, so dass das Werkstück 10 lagerichtig in seiner Umformlage in die Gravur oder das Werkzeug 12 eingelegt wird.
Das gemeinsame und synchrone Fahren der beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' wird über eine elektrische Kopplung zwischen den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' erreicht, wobei die Kopplung über den Master-Slave- Betrieb von elektrischen Antrieben oder aber durch das gleichzeitige Starten von unabhängig arbeitenden Antrieben erreicht wird. Das Startsignal für die einzelnen Handhabungs schritte wird von einer Kontrolleinrichtung geliefert, die den Ablauf zwischen der schlagenden Umformmaschine und den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' steuert. Diese Kontrolleinrichtung kann zusätzlich den kompletten Signalaustausch durchführen. In der Regel arbeitet die Kontrolleinrichtung mit Hilfe wenigstens eines digitalen Prozessors, insbesondere eines Mikroprozessors oder einer digitalen Signalprozessors, und entsprechender Speicher, in denen die Ablaufprogramme, Steueralgorithmen und Daten für die Bewegungen gespeichert sind. Für einen Master-Slave- Betrieb sind an sich bekannte Master-Slave-Steuereinheiten verwendbar. Bei unabhängig arbeitenden Antrieben sind gleiche Wegstrecken und Geschwindigkeiten sowie Fehlerrückmeldungen und Fehlerreaktionen zwischen den unabhängigen Antrieben vorgesehen, um einen exakten und im Fehlerfall sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Bei einem typischen Schmiedezyklus wird ein Werkstück mittels einer Zuführeinrichtung oder Bereitstellungseinrichtung zugeführt. Anschließend greifen beide Handhabungsgeräte 2 und 2' das Werkstück 10 und legen das Werkstück 10 gemeinsam und synchron in eine Gravur des Gesenkes der schlagenden Gesenk-Umformmaschine ein. Nun wird die schlagende Gesenk-Umformmaschine zu einem variablem Zeitpunkt während oder am Ende der Handhabungsbewegung ausgelöst und nach Schlagauslösung wird die weitere Handhabung des Werkstückes zu einem variablen Zeitpunkt während oder am Ende der Schlagbewegung eingeleitet. Diese weitere Handhabung ist wieder gemeinsam und synchron durch beide Handhabungsgeräte 2 und 2' und kann eine Lüftbewegung des Werkstückes in der gleichen Gravur sein, ein gemeinsames und synchrones Umsetzen des Werkstückes in eine weitere Gravur oder das gemeinsam und synchrone Umsetzen des Werkstückes in eine Ablageeinrichtung für das fertig umgeformte Werkstück.
Ist das Werkstück 10 so ausgebildet, dass die ersten Handhabungs- und Schmiedeschritte mit nur einem Handhabungsgerät ausgeführt werden können, so greift das zweite Handhabungsgerät 2' zu einem späteren Zeitpunkt des Schmiedezyklusses ebenfalls das Werkstück 10 und beide Handhabungsgeräte 2 und 2' schmieden ab diesem Zeitpunkt gemeinsam und synchron wie bereits beschrieben. Das teilweise Umsetzen oder Schmieden mit nur einem Handhabungsgerät ist insbesondere sinnvoll, wenn mehr als zwei Handhabungsgeräte eingesetzt werden, da hierbei das oder die weiteren Handhabungsgeräte ein neues Werkstück bereits aufnehmen und ggf. schon schmieden können, wenn die beiden anderen Handhabungsgeräte das vorherige Schmiedeteil fertig schmieden bzw. in eine Ab führ einrichtung einlegen. Durch diese Ausführung mit wenigstens drei Handhabungsgeräten sind kürzere Taktzeiten realisierbar.
FIG 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Handhaben eines Werkstücks während eines Schmiedevorganges. Diese Vorrichtung umfasst wieder zwei Handhabungsgeräte 2 und 2' mit jeweiligen Greifeinrichtungen 3 und 3', die schematisiert als Industrieroboter dargestellt sind. Die beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' nehmen ein Werkstück 10 von einer Bereitstellungseinrichtung 41, beispielsweise einem Zuführtransportband oder einer anderen automatisierten Zuführeinrichtung auf und setzen das Werkstück in eine erste Gravur 17 eines Werkzeuges 12 einer schlagenden Gesenk-Umformmaschine. Das Gegenwerkzeug oder Schlagwerkzeug dieser Gesenk-Umformmaschine ist nicht dargestellt und würde sich in der dargestellten Draufsicht oberhalb der Zeichenebene befinden. Während oder am Ende der Handhabungsbewegung oder Umsetzbewegung von der Bereitstellungseinrichtung 41 in die erste Gravur 17 des Werkzeuges 12 wird das Schlagwerkzeug der Umformmaschine ausgelöst. Nach der Schlagauslösung wird ein neuer Ablauf für die weitere Handhabung des Werkstückes 10 um einem Zeitpunkt während oder am Ende der Schlagbewegung des Schlagwerkzeuges eingeleitet. Zunächst wird bis zum Auftreffen und während des Auftreffens des Schlagwerkzeuges das Werkstück 10 in seiner Umformlage auf der Gravur 17 von den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' fixiert und an beiden Enden festgehalten. Nach dem Auftreffen und Lösen des Schlagwerkzeuges vom Werkstück 10 wird das Werkstück 10 von den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' gemäß der hinterlegten weiteren Handhabungsroutine gemeinsam und synchron gehandhabt. Zunächst wird das Werkstück 10 gelüftet, wie anhand von FIG 5 bereits erläutert, und anschließend entweder nochmals in der ersten Gravur 17 bearbeitet oder gleich in die zweite Gravur 18 des Werkzeuges 12 umgesetzt. Nach der Umsetzung des Werkstückes 10 in die zweite Gravur 18 erfolgt wieder ein U form- schritt mit Auslösung der Umformmaschine und deren Schlagwerkzeugs zu einem variablen Zeitpunkt während oder am Ende der Handhabungsbewegung zwischen der ersten Gravur 17 und der zweiten Gravur 18. Nach der Schlagauslösung wird wieder die weitere gemeinsame synchrone Handhabung des Werkstückes 10 zu einem einstellbaren Zeitpunkt während oder am Ende der Schlagbewegung eingeleitet. Es kann nun wieder gemeinsam und synchron das Werkstück von den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' gelüftet werden in der zweiten Gravur 18 und ggf. wieder in die Gravur 18 zu einer nochmaligen Bearbeitung eingelegt werden oder das Werkstück 10 kann gleich in die Ablageeinrichtung 42 für das fertig umgeformte Werkstück 10 umgesetzt werden.
FIG 8 zeigt eine Park- oder Ruhestellung der beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' in einer Vorrichtung gemäß FIG 7. In der Parkstellung der Handhabungsgeräte ist ein Zugang zu den Werkzeugen 12 und 13 der Umformmaschine zum Werkzeugwechsel, zur Nachbearbeitung oder für einen manuellen Testbetrieb der schlagenden Umformmaschine möglich.
Die Bewegung der Handhabungsgeräte 2 und 2' und somit die Handhabungsbewegungen für das Werkstück 10 werden in der Regel eingelernt. Dazu wird in einem Einlernprozess das Werkstück 10 mit den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' entlang der vorgesehenen Trajektorie und ggf. Rotationsbewegungen geführt und die einzelnen Raumpunkte oder die entsprechenden Bewegungsparameter im Bewegungssystem der Handhabungsgeräte 2 und 2' werden in regelmäßigen Zeitabständen, typischerweise 16 ms, gespeichert. Im Ausführungsbeispiel von FIG 6 werden beispielsweise die Tra- jektoren S und S' der Handhabungsgeräte 2 und 2' jeweils in Form von diskreten Datensätzen, die jeweils zu einem Punkt auf den Trajektorien gehören, beginnend von den Bahnpunkten S(tO) und S'(tO) über S(ti) bzw. S'(ti), S(tj) bzw. S'(tj) bis hin zum Endpunkt S(tn) bzw. S'(tn). Bei dem späteren Prozess wird die Bewegung entlang der gespeicherten Trajektorien S und S' geführt.
Wenn beim Einlernprozess bereits der reale Geschwindigkeitsverlauf eingestellt war, so können die beim Einlernprozess erfassten Raumpunkte S(tm) bzw. S'(tm) für 0 < m < n unmittelbar durch schrittweises Abfahren der Zeitpunkte tO bis tn in den vorgegebenen Zeitintervallen Δt = tm+1 - t von zum Beispiel 16 ms abgefahren werden. Falls der Geschwindigkeitsverlauf beim Einlernprozess nicht dem realen späteren Geschwindigkeitsverlauf entspricht, so werden die beim Einlernprozess gespeicherten Bahnpunkte noch durch eine entsprechende Transformation oder Abbildung in die für den späteren Prozess vorgesehenen Bahnpunkte umgerechnet. Diese Art des Einlernens von Roboterbewegungen ist an sich bekannt und bedarf deshalb keiner detaillierteren Beschreibungen.
Anstelle einer Führung eines Referenzwerkstückes während des Einlernpro- zesses mit beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' kann wegen der aufeinander abgestimmten und in der Regel synchronen Bewegung der Handhabungsgeräte 2 und 2' auch nur die Bewegung eines der Handhabungsgeräte 2 oder 2' eingelernt werden und die Bewegung des anderen Handhabungsgerätes 2' bzw. 2 an die Bewegung des eingelernten Handhabungsgerätes angepasst werden.
Dies kann insbesondere durch einen Master-Slave-Betrieb erreicht werden, bei dem insbesondere das zweite, nicht eingelernte Handhabungsgerät schrittweise den Bewegungen des eingelernten Handhabungsgerätes folgt.
Alternativ kann für die Teile der Handhabungsbewegungen, in denen die beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' synchron und gemeinsam bewegt werden, beispielsweise wie im Ausführungsbeispiel gemäß FIG 6, nur ein Handhabungsgerät, beispielsweise das Handhabungsgerät 2, eingelernt werden und die zugehörige Bewegungstrajektorie S oder, allgemeiner, der zugehörige Bewegungsablauf, der sich aus translatorischen und rotatorischen Bewegungen zusammensetzen kann, abgespeichert werden und dann durch eine einfache Translationsabbildung über den Translationsvektor Δ gemäß FIG 6 die Trajektorie S' des zweiten Handhabungsgerätes 2' errechnet werden. Somit können die Handhabungsgeräte 2 und 2' unabhängige Antriebssysteme und Steuersysteme von der Hardware her aufweisen, sind jedoch elektrisch oder elektronisch gekoppelt durch die aneinander angepassten Steuerprogramme und Abläufe, die die synchronen Bewegungen ermöglichen. Diese Ausführungsform hat gegenüber einem Master-Slave-Betrieb den Vorteil, dass kein Schleppabstand zwischen den beiden Handhabungsgeräten 2 und 2' durch das schrittweise Nachfolgen wie beim Master-Slave-Betrieb mehr entsteht, sondern die beiden Handhabungsgeräte 2 und 2' zu jedem Zeitpunkt tm sich auf zueinander synchronen oder parallelen Bahnpunkten befinden.
Für die Handhabungsgeräte 2 und 2' können neben den anhand der FIG 1 bis 4 beschriebenen Aus führungs formen auch andere Manipulatoren oder Industrieroboter verwendet werden, wobei vorzugsweise eine gute Dämpfung der Bewegungsgelenke und anderen Bewegungsmechanismen vorgesehen wird, um die Antriebe von dem Rückstoß und den Vibrationen beim Auftreffen des Schlagwerkzeuges der Umformmaschine zu entlasten. Beispielsweise können auch die eingangs genannten Handhabungsgeräte gemäß DE 42 20 796 A1 oder DE 100 60 709 A 1 verwendet werden.
Neben den beschriebenen Handhabungsbewegungen können zusätzlich oder alternativ auch weitere Handhabungsbewegungen durch die Handhabungsgeräte 2 und 2' mit oder ohne Werkstück 10 vorgesehen sein.
Der Abstand der Greifeinrichtungen, beispielsweise der Abstandsvektor Δ in FIG 6, ist in der Regel abhängig von der Länge oder entlang dieses Abstan- des gemessenen Abmessung des Werkstückes und bleibt während der synchronen gemeinsamen Handhabung in der Regel konstant.
Es kann aber auch eine Volumen- oder Gestaltsänderung des Werkstückes nach dem Umformprozess, insbesondere eine Längung des Werkstückes, berücksichtigt werden, indem die Handhabungsgeräte 2 und 2' ihre Angriffspunkte am Werkstück verändern, bei einer Längung des Werkstückes beispielsweise weiter außen greifen. Dazu kann insbesondere der Greifdruck der Greifeinrichtungen 3 und 3' reduziert werden und - ohne loszulassen oder dei Greifeinrichtungen 3 und 3' zu öffnen - können die Greifeinrichtungen 3 und 3' der Handhabungsgeräte 2 und 2' entlang des Werkstücks 10 weiter nach außen gezogen werden
Ferner können die Bewegungstrajektorien der beiden Handhabungsgeräte auch in einander angepasster Weise voneinander abweichen, beispielsweise in einen Offset oder eine Korrektur aufweisen, beispielsweise wenn die Werkstücke unterschiedliche Grate oder andere unterschiedliche Gestalt an den Angriffsbereichen aufweisen.
In einer weiteren Aus führungs form ist es möglich, anstelle eines Einlernpro- zesses auch einen Industrieroboter mit einem innerhalb eines von ihm erreichbaren Raumbereiches gezielt steuerbaren Bewegungs verlauf zu verwenden, bei dem also die Transformationsbeschreibung in seinem dreidimensionalen Koordinatensystem eine beliebige Bewegung innerhalb des Raumbereiches erlaubt, ohne die Bewegung zuvor durchfahren zu haben. Dies kann insbesondere im Rahmen einer 3 -D- Simulation erfolgen.
Das Werkstück kann auch um eine Drehachse gedreht werden, insbesondere mit Hilfe der anhand der FIG 1 bis 4 beschriebenen Aus führungs formen der Handhabungsgeräte. Ferner sind natürlich auch Drehbewegungen oder Anteile von Drehbewegungen zum Transport des Werkstückes 10 möglich, beispielsweise um durch enge Bereiche auf dem Transportweg zu gelangen.
Die Fehlerkommunikation über die in FIG 7 und 8 dargestellte Kontrolleinrichtung erlaubt es, bei einer unzulässigen Abweichung eines der Handhabungsgeräte von der vorgeschriebenen Trajektorie zu einem bestimmten Zeitpunkt den Prozess zu unterbrechen, insbesondere die Handhabungsgeräte zu stoppen.
Bezugszeichenliste
2, 2' Handhabungsgerät
3, 3' Greifeinrichtung
4, 4' Trägerwelle
5, 5' Stützeinrichtung
6, 6' Lagerteil
7, 7' flexibles Element
8, 8' Rotationsantrieb
9, 9' Gelenk
10 Werkstück
11 , 11' B etätigungs Vorrichtung
12 Gesenk
13 S chlagwerkz eug
14, 14' Schwenklager
15, 15' Hubzylinder
16, 16' Transporteinrichtung
17, 18 Gravur
30, 31, 30', 31' Greifbacke
32, 33, 32', 33' Greifhebel
34, 34' Schwenklager
35, 35' Angreiflager
41 B er eits tellungs einrichtung
42 Ablageeinrichtung
43 Kontrolleinrichtung
50, 50' Stützteil
51, 52, 51', 52' Befestigungsteil
53, 53' Verbindungs stange
54, 54' Stützlager
60, 60' Zwischenteil
61, 61 ' Halteteil
65, 65' Verbindungs flansch
80, 80' Antriebsgehäuse
87, 87' Antriebsflansch
M vordere Achse
N hintere Achse
A Schlagrichtung B, C Achse
D, E Schwenkachse
F Schwenkachse
G Schwerkraft
R Rotationsachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Umformen wenigstens eines Werkstücks, bei dem a) das Werkstück (10) in eine vorgegebene oder vorgebbare Umformlage in wenigstens einen Arbeitsbereich wenigstens einer Umformmaschine zwischen zwei zugehörigen Werkzeugen (12, 13) positioniert wird, b) während wenigstens eines Umformschrittes die Werkzeuge der Umformmaschine relativ aufeinander zu bewegt werden und das Werkstück zwischen den Werkzeugen umgeformt wird, c) während jedes Umformschrittes das Werkstück von wenigstens zwei Handhabungsgeräten (2, 2') in seiner Umformlage festgehalten wird, d) wobei die Bewegungen und Positionen der Handhabungsgeräte von wenigstens einer Kontrolleinrichtung (43) automatisch und aufeinander abgestimmt gesteuert oder geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten umgeformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten in demselben Arbeitsbereich und/oder derselben Umformlage umgeformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten in unterschiedlichen Arbeitsbereichen einer oder mehrerer Umformmas chine(n) und/oder in unterschiedlichen Umformlagen umgeformt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Werkstück zwischen zwei aufeinanderfolgenden Umformschritten von wenigstens einem Handhabungsgerät von einem Arbeitsbereich zum nächsten Arbeitsbereich bzw. von einer Umformlage zur nächsten Umformlage bewegt und in dieser Umformlage positioniert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Werkstück zwischen einer Umformlage und einer nächsten Umformlage, vorzugsweise um eine durch das Werkstück verlaufende Drehachse, gedreht wird, insbesondere um einen Drehwinkel von etwa 90°.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Werkstück vor dem Umformschritt oder dem ersten Umformschritt von wenigstens einem Handhabungsgerät von einer Bereitstellungseinrichtung zu dem bzw. dem ersten Arbeitsbereich der Umformmas chine(n) transportiert wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Werkstück nach dem Umformschritt oder nach dem letzten Umformschritt von wenigstens einem Handhabungsgerät von dem Arbeitsbereich bzw. dem letzten Arbeitsbereich der Umformma- schine(n) zu einer Ablageeinrichtung transportiert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück von wenigstens zwei Handhabungsgeräten in die oder jede Umformlage oder wenigstens eine der Umformlagen positioniert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl in die Umformlage positioniert als auch während des wenigstens einen Umformschrittes festgehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10 in einer Rückbeziehung auf Anspruch 7, bei dem das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl von der Bereitstellungseinrichtung zu dem bzw. dem ersten Arbeitsbereich der Umformmaschine(n) transportiert als auch in die jeweilige Umformlage positioniert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 in einer Rückbeziehung auf Anspruch 8, bei dem das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl in die bzw. die letzte Umformlage positioniert als auch von dem Arbeitsbereich bzw. dem letzten Arbeitsbereich der Umformmaschine(n) zu einer Ablageeinrichtung transportiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12 in einer Rückbeziehung auf einen der Ansprüche 4 bis 6, bei dem das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl in jede der Umformlagen posi- tioniert als auch in jeder der Umformlagen gehalten als auch zwischen den Umformlagen bewegt wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück in seiner Umformlage in oder auf einem der Werkzeug der Umformmaschine liegt oder in seiner Umformlage in oder auf das Werkzeug ein- bzw. aufgelegt wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens zwei Handhabungsgeräte nach dem Auftreffen der Werkzeuge und/oder während einer Relativbewegung der Werkzeuge voneinander weg das Werkstück von dem oder den Werkzeugen lüften oder abheben.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Handhabungsgeräte das Werkstück während dessen Handhabung und Bewegung durchgehend ergriffen halten.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück, zumindest während jedes Umformschrittes, an voneinander abgewandten Seiten oder Enden von jeweils einem Handhabungsgerät gehalten wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während einer Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Handhabungsgeräte oder deren Angriffspunkte am Werkstück entlang zueinander im Wesentlichen konstant beabstandeter Trajektorien S(tO)bewegt werden.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während einer Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Handhabungsgeräte oder deren Angriffspunkte am Werkstück synchron zueinander bewegt werden.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während einer Bewegung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Handhabungsgeräte oder deren Angriffspunkte am Werkstück mit im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit bewegt werden.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Handhabungsgeräte das Werkstück im Wesentlichen synchron aufnehmen oder loslassen.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Handhabungsgeräte jeweils wenigstens eine Antriebseinrichtung mit jeweils wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor aufweisen.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Kontrolleinrichtung die beiden Handhabungsgeräte, insbesondere deren jeweilige Antriebseinrichtungen, nach einem Master-Slave-Steuerprinzip ansteuert, wobei ein als Slave dienendes Handhabungsgerät einem als Master dienenden Handhabungsgerät in den Bewegungen folgt.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Kontrolleinrichtung die beiden Handhabungsgeräte, insbesondere deren jeweilige Antriebseinrichtungen, unabhängig voneinander ansteuert.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück während einer Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks einer vorab ermittelten Trajektorie mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf folgt.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück bei der Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks gespeicherten aufeinander folgenden Trajektorienp unkten in regelmäßigen Zeitabständen folgt.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für wenigstens ein Handhabungsgerät zu jeder Bewegung und/ oder Handhabung des Werkstücks durch dieses Handhabungsgerät die zugehörige Trajektorie des Handhabungsgeräts oder dessen Angriffspunktes am Werkstück vorab eingelernt wird oder wurde.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Trajektorie eines der wenigstens zwei Handhabungsgeräte oder dessen Angriffspunktes am Werkstück eingelernt wird oder wurde und die Trajektorie des wenigstens einen weiteren Handhabungsgerätes oder dessen Angriffspunktes am Werkstück aus der eingelernten Trajektorie des ersten Handhabungsgerätes rechnerisch bestimmt wird oder wurde.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, bei dem zum Einlernen der Trajektorie eines Handhabungsgerätes oder dessen Angriffspunktes am Werkstück die zugehörige Trajektorie mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf abgefahren wird oder wurde und in regelmäßigen Zeitabständen die Trajektorienpunkte nacheinander erfasst und abgespeichert werden bzw. wurden.
30. Verfahren nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, bei dem zum Einlernen der Trajektorie eines Handhabungsgerätes oder dessen Angriffspunktes am Werkstück die zugehörige Trajektorie abgefahren wird oder wurde und in regelmäßigen Zeitabständen die Trajektorienpunkte nacheinander erfasst und abgespeichert werden bzw. wurden und aus diesen Trajektorienp unkten und aus einem vorgegebenen späteren Geschwindigkeitsverlauf neue Trajektorienpunkte berechnet werden.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, bei dem das Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück bei der Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks den beim Einlernen ge- speicherten Trajektorienpunkten in denselben Zeitabständen und in derselben Reihenfolge wie beim Einlernen folgt.
32. Verfahren nach Anspruch 26, 29, 30 oder 31, bei dem die regelmäßigen Zeitabstände zwischen 1 ms und 50 ms, insbesondere 16 ms, betragen.
33. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Handhabungen und/oder Bewegungen der Handhabungsgeräte direkt in einem dreidimensionalen Koordinatensystem berechnet werden und/ oder durch eine Simulation oder dergleichen erstellt und gespeichert werden.
34. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigsten zwei Handhabungsgeräte von wenigstens einer gemeinsamen Antrieb seinrichtung mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden und von der Kontrolleinrichtung durch Ansteuern der gemeinsamen Antrieb seinrichtung angesteuert werden.
35. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Sicherheits schritten überprüft wird, ob das oder die Handhabungsgeräte) ihre von der Kontrolleinrichtung vorbestimmten Bewegung und/oder Position einhalten und bei einer unzulässigen Abweichung die Bewegung der Handhabungsgeräte gestoppt wird.
36. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Werkzeuge der Umformmaschine formgebende Gesenkwerkzeuge zum gebundenen Umformen des Werkstückes vorgesehen werden oder sind.
37. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Umformmaschine eine schlagende Umformmaschine, insbesondere ein Schmiedehammer oder eine Spindelpresse, oder eine Kurbelpresse vorgesehen ist oder wird.
38. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Handhabungsgeräte in eine Parkposition bewegbar sind oder bewegt werden, um den oder die Arbeitsbereich(e) der Umformmas chine(n) zugänglich zu machen.
39. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens zwei Handhabungsgeräte zumindest während eines Umformschrittes an entgegengesetzten Seiten des Arbeitsbereichs der Umformmaschine angeordnet oder positioniert werden oder sind.
40. Vorrichtung zum Umformen wenigstens eines Werkstücks, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 39 oder zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 39, umfassend a) wenigstens eine Umformmaschine mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeugen zum Umformen eines Werkstücks in einer vorgegebene oder vorgebbaren Umformlage während wenigstens eines Umformschrittes, b) wenigstens zwei Handhabungsgeräte zum Festhalten des Werkstücks in der Umformlage während des Umformschrittes, c) wenigstens eine Kontrolleinrichtung zum Steuern oder Regeln der Bewegungen und Positionen der Handhabungsgeräte.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, bei der zwei Handhabungsgeräte zumindest beim Festhalten des Werkstücks während des Umformschrittes an entgegengesetzten Seiten des Arbeitsbereichs der Umformmaschine angeordnet sind.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder Anspruch 41, bei der jedes Handhabungsgerät a) wenigstens eine Greifeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Greifelementen zum Greifen des Werkstücks, b) wenigstens eine Trägereinrichtung, an der die Greifeinrichtung befestigt oder befestigbar ist und c) wenigstens eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Trägereinrichtung mit der Greif einrichtung, umfasst. 33
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der die Trägereinrichtung und die Transporteinrichtung in einem flexiblen Zustand miteinander flexibel verbunden sind und in einem starren Zustand, zumindest in einer Raumrichtung und/oder in jeder Drehstellung der Greifeinrichtung und/oder des oder der Greifelemente, im Wesentlichen miteinander starr verbunden sind oder zueinander starr gestellt sind.
44. Vorrichtung nach Anspruch 42 oder Anspruch 43, bei der jedes Handhabungsgerät wenigstens einen Rotationsantrieb zum Drehen der Greifeinrichtung um eine durch die Greifeinrichtung verlaufende Drehachse und/oder zum Drehen wenigstens eines der Greifelemente um eine durch das Greifelement verlaufende Drehachse umfasst.
45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 44, bei der die Trägereinrichtung und die Transporteinrichtung über wenigstens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, das in dem flexiblen Zustand flexibel ist und in dem starren Zustand starr ist.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 45, bei der die Trägereinrichtung und die Transporteinrichtung über wenigstens ein flexibles Element miteinander verbunden sind und in dem flexiblen Zustand nur über das flexible Element verbunden sind und in dem starren Zustand über wenigstens eine Stützeinrichtung unter Überbrük- kung des flexiblen Elements im Wesentlichen aneinander oder gegeneinander abgestützt sind.
47. Vorrichtung nach Anspruch 45 oder 46, bei der wenigstens ein Rotationsantrieb zum Drehen der Greifeinrichtung auf der von der Greifeinrichtung und der Trägereinrichtung abgewandten Seite des Verbindungselements oder des flexiblen Elements angeordnet ist.
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