EP1944103A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung Download PDF

Info

Publication number
EP1944103A2
EP1944103A2 EP08005314A EP08005314A EP1944103A2 EP 1944103 A2 EP1944103 A2 EP 1944103A2 EP 08005314 A EP08005314 A EP 08005314A EP 08005314 A EP08005314 A EP 08005314A EP 1944103 A2 EP1944103 A2 EP 1944103A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
handling
forming
handling devices
during
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08005314A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1944103A3 (de
Inventor
Frank Reissenweber
Harald Barnickel
Lothar Bauersachs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langenstein and Schemann GmbH
Original Assignee
Langenstein and Schemann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=28799076&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1944103(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Langenstein and Schemann GmbH filed Critical Langenstein and Schemann GmbH
Priority claimed from EP04735197A external-priority patent/EP1631401B1/de
Publication of EP1944103A2 publication Critical patent/EP1944103A2/de
Publication of EP1944103A3 publication Critical patent/EP1944103A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for forming a workpiece.
  • Beating forming machines comprise a working area in which two tools, generally rectilinear, are movable relative to each other. The workpiece is placed between the two tools and then reshaped by the impact or impact energy as the tools strike the workpiece and the forming energy caused thereby.
  • a scraper hammer comprises a scraper (or: a carrier, an anvil) as a tool fixed relative to the workpiece, and a striker or, in short, bears, relative to the workpiece and scraper, usually a vertical, moving tool.
  • a counter-hammer has two against each other and in each case relative to the ground or the hammer frame, vertically or horizontally, moving striker on.
  • the drives for the bears of blacksmith hammers are generally hydraulic or pneumatic.
  • the hammer frame and the hammer drives of a forging hammer are relieved of the forming force, so that forging hammers are not overloaded.
  • this is called the moving tool mostly pestles.
  • the plunger is moved rectilinearly to the stationary tool by a spindle.
  • the drive of the spindle and thus of the plunger via a drive motor and / or a flywheel as energy storage ( VDI Lexicon aaO )
  • the forming pressure and the forming temperature depend on the material of which the workpiece is made, as well as on the requirements for dimensional accuracy and surface quality.
  • Forgettable materials are basically all malleable metals and metal alloys, including both ferrous materials such as steels and non-ferrous metals such as magnesium, aluminum, titanium, copper, nickel and alloys thereof.
  • the temperatures occurring during forging can be in the range of room temperature for a so-called cold forming, between 550 ° C. and 750 ° C. for a warm forging and above 900 ° C. for a so-called hot forming.
  • the forming temperature is usually also placed in a temperature range in which the formability or flowability of the material required for forming is present as well as recovery and recrystallization processes can take place in the material and also undesirable phase transformations are avoided.
  • Industrial robots are universally applicable motion machines with a sufficient number of degrees of freedom of movement, realized by a corresponding number (5 to 6) of axes of motion, and a freely programmable controller for the realization Virtually any movement trajectories of the workpiece within the retractable or reachable by the industrial robot space area.
  • a problem with the use of such handling devices are the high impact forces in a beating forming machine, which can significantly burden and damage the handling device during forming blow when the handling device holds the workpiece when the bear or tappet blows.
  • a handling device for holding a forging in the forging process in which a chassis carries a gripper device via a sleeve, which has a forging part during the forging gripping gripping tongs detected.
  • the collar is hydraulically selectively in a yielding state and a rigid state brought.
  • Out DE 100 60 709 A1 is a trained as a manipulator or robotic handling device for handling a forged part in the forging process known with a grasping forceps and gripping tongs carrying the gripper arm, which is connected via a resilient block piece of an elastically deformable material with an arm portion which by means of a first electric motor and can swing from pivoting and can raise and lower 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 gripper tongs is opposite the rear area with the gripper arm Arm region and the drive motors in the block piece as a kind of hinge pivot.
  • the gripper sets a forging workpiece on a die of a forging hammer and the striker strikes the workpiece from above, vibrations or shocks generated thereby in the elastic block piece can be damped and trapped, so that the drives are relieved.
  • the elastic block piece is bridged by means of a start adjusting rod which establishes a rigid connection between the gripper arm and the arm portion over the block piece.
  • the rigidity rod is fixed in parallel position of the front gripper arm and the rear arm area and detachable when the workpiece resting on the die of the forging hammer by lifting the rear arm portion.
  • the forgings may in part have significant variations in shape, particularly at the ends gripped by the handling equipment , Therefore, it can come when gripping with the known automatic gripping devices to significant deviations of the position of the forging relative to the handling device and thus also relative to the tool of the forming machine, which can have a high rejection and in extreme cases even damage to the tools result.
  • the position of the workpiece in the tool of the forming machine could now be detected for example by an image recognition and the handling device can be controlled accordingly to correct a deviation of the position of the workpiece relative to the tool from a target position.
  • this is quite expensive and functioning systems are not yet available for practical use.
  • the invention is based on the object at least partially to reduce or completely avoid the above problems in the prior art.
  • the movement of the tools in the forming machine relative to each other involves both the case of only one of the two tools moving relative to the ground or machine frame or other external frame of reference and the other remaining fixed to that external system, such as a top hammer or a hammer Monkey or a screw press, as well as the case that both tools move relative to the external reference system, such as a counter-impact hammer.
  • the forming position of the workpiece refers to its absolute and adjustable geometric position in space with respect to a external coordinate system.
  • a change of the forming position is thus generally composed of translatory and / or rotational position changes or movements, ie the workpiece can be moved and / or rotated.
  • the work area of the forming machine is the area between the tools where the actual forming takes place. It can also be formed several work areas between two tools, which can be defined for example by different engravings in a die.
  • the movement takes place in accordance with a predefined or predetermined movement sequence or movement profile or a corresponding stored control program (no feedback "open-loop-control"), while the movements of the handling devices are metrologically detected during the regulation and predetermined set movements (reference variables of the movement ) are adjusted or regulated (feedback, "closed-loop-control").
  • Automatically means that at least during the forming step itself no human intervention or holding the workpiece is required, but this is done automatically by the handling devices (or: automatic actuators) under control of the control device. Coordinated with one another are the movements or positions of the handling devices in order to be able to handle the workpiece exactly, in particular in order to be able to fix it in the forming position during the impact of the forming machine. So there is a kinematic coupling between the two handling devices provided when handling the workpiece during its transformation.
  • the invention is based on the consideration, at least during the impingement of the tool or tools, in particular percussion tools (s), the forming machine during the forming step to hold at least two locations, each with a handling device hold or gripped.
  • Another advantage is that kinking of a longer workpiece on one side can be prevented because 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 a deviation of the position of the workpiece relative to the tools due to a corresponding deviation of the shape of a workpiece in an area in which a first of the handling devices engages. This is accomplished by gripping and holding the workpiece in a second area by means of the second handler.
  • the workpiece is brought by the measures according to the invention between the two handling devices in a kind of middle layer, while it is moved or twisted when gripping with only one handling device as in the handling devices in the prior art due to the tolerances.
  • this problem of prefabrication tolerances is not relevant because the human easily corrects a deviation of the position of the workpiece and inserts the workpiece correctly.
  • the kinematic coupling of the handling devices can be accomplished mechanically, but is preferably realized electronically or control or control technology via a coupling of the control of their drive systems.
  • the two handling devices are moved synchronously and / or along mutually substantially constantly spaced trajectories and / or at substantially the same speed, at least in a part of the manipulations of the workpiece by two handling devices
  • the control device controls or regulates the two handling devices, in particular their respective drive devices, in one embodiment according to a master-slave control principle, wherein a serving as a slave handling device follows a master serving as a handling device in the movements.
  • control device controls the two handling devices, in particular their respective drive devices, independently of one another, with respective control processes matched to one another.
  • each handling device or its point of attack on the workpiece moves during a movement and / or handling of the workpiece along a previously determined trajectory with a predetermined velocity profile and / or trailing successive trajectory points at regular time intervals.
  • the associated trajectory of the handling device or its point of application on the workpiece is preferably taught in advance, but can also be calculated or simulated.
  • the trajectory of at least two handling devices or its point of application is taught on the workpiece and the trajectory of the at least one further handling device or its point of attack on the workpiece is calculated in advance from the learned trajectory of the first handling device and stored or calculated in real time ,
  • the associated trajectory When teaching the trajectory of a handling device or its point of attack on the workpiece, the associated trajectory is generally traversed, and at regular time intervals, the trajectory points are sequentially recorded and stored.
  • the speed course during training is preferably predetermined according to the later speed course in the process. With any velocity course during teach-in, the actual speed profile during operation can also be considered later and new trajectory points can be calculated and stored.
  • the handling device or its point of application on the workpiece during the movement and / or handling of the workpiece in each case follows the teach-in, possibly after speed correction, stored trajectory points at the same time intervals and in the same order as when learning.
  • the two handling devices are preferably located on opposite sides of the working area or the tools of the forming machine. Furthermore, the handling devices can preferably also be moved to a parking position in order to make the working area or areas of the forming machine (s) accessible
  • the device is then preferably further developed by absorbing a flexible connection of carrier device and transport device in a flexible state at least partially shocks or vibrations that are transmitted during the forming process from the workpiece in the forming machine to the handling device, thus protecting the transport device from these mechanical loads and that a rigid connection or position of carrier and transport means in a rigid state, however, is used when handling the workpiece during transport or during rotation or pivoting before or after Umformschtitten.
  • a preferred application of the invention is with a forging hammer or a screw press as a forming machine.
  • first handling device with 2 and a second handling device designated 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 formed substantially identical and each comprise a gripping device (or: gripper tongs) 3 and 3', a support shaft 4 and 4 ', a support means (or: Starr eins Bran) 5 or 5 ', a bearing part 6 or 6', a flexible element 7 or 7 ', a rotary actuator (or: rotary drive) 8 and 8', a joint 9 or 9 ', a Actuator 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 'each having an associated gripping jaw (or: gripping element, jaw jaw) 30, 31, 30' and 31 ', which by means of the actuating device 11 or 11 'to each other about a pivot axis E and E' in a pivot bearing 34 and 34 'are pivotable to open and close the gripping device 3 and 3'.
  • the actuating device 11 or 11 ' engages in an attack bearing 35 or 35' on the gripping lever 33 or 33 'and is in a pivot bearing 14 or 14' about a pivot axis D and D 'pivotally mounted on a holding part 61 and 61st 'of the bearing part 6 and 6' stored
  • the gripping lever 32 or 32 'of the gripping device 3 or 3' is connected via the carrier shaft 4 or 4 'with 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, and via a respective flange 67 and 87 or 67 'and 87' is connected to the intermediate part 60 or 60 'and the pivot 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 support shaft 4 or 4' and the bearing part 6 or 6 'and the actuator 11th or 11 ', on the one hand and the rear unit of the handling device 2 or 2', namely the pivot drive 8 or 8 'and the hinge 9 or 9' and the transport device 16 or 16 ', and thus also their axes M and N mutually pivotable.
  • FIG. 3 and 4 show in a sectional view through the lifting cylinder of the actuator 11 and the support shaft 4 and the support means 50 of the manipulator 2 according to FIG. 1 an embodiment of a pivoting movement.
  • FIG. 3 shows a vertical position in which a center axis B of the support member 50 of the support means 5 and a central axis C of the actuator 11 and the bearing part 6 coincide, the actuator 11 is thus seen in the direction of gravity G above the intermediate part 60 of the bearing part 6 is arranged.
  • FIG. 4 is now the front unit of the handling device 2 pivoted by a pivot angle ⁇ to the right in a clockwise direction or rotated.
  • the carrier shaft 4 rotates about the rotation axis R in its support bearing 54 of the support means 5.
  • the center axis C of the front unit, in particular the bearing part 6 and the actuator 11, and thus the gripping device 3 are now to the pivot angle ⁇ with respect to the central axis B of Supporting device 5 pivoted. This allows a workpiece 10 to rotate about the corresponding pivot 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 transversely extending first fastening part 51 or 51' for connecting the connecting rod 53 or 53 'with the pivot drive 8 or 8' and further behind a transversely extending second Fastening part 52 or 52 'for connecting the connecting rod 53 or 53' with the joint 9 or 9 'and in the front region a transversely to the connecting rod 53 or 53' upwardly projecting support member 50 and 50 'for fixing or supporting the Carrier shaft 4 and 4 'are arranged.
  • the support member 50 and 50 ' has an incision as a support bearing (or: a shaft seat) 54 and 54' for the support shaft 4 and 4 '(see 3 and 4 ).
  • the handling devices 2 and 2 ' are moved from both sides onto a workpiece 10 or 10' in the direction of the illustrated arrows, the axes M and N being coaxial and horizontal, ie perpendicular to the gravitational force G, and the flexible one Element 7 or 7 'is substantially undeformed.
  • the connecting rod 53 or 53 ' now extends parallel to the axes M and N and the support member 50 and 50' supports the support shaft 4 and 4 'and thus the associated gripping device 3 and 3' in its support bearing 54 and 54 'down.
  • the support device 5 or 5 'thus represents a mechanical bridging over the flexible element 7 or 7' and thus eliminates in the position according to FIG.
  • the rigid connection is maintained solely by the weight of the parts of the handling device 2 and 2 '.
  • the gripping means 3 and 3 ' Upon reaching the workpiece 10, the gripping means 3 and 3 'are closed and thus the workpiece 10 is gripped at its ends 10A and 10B and transported by the transport means 16 and 16' to a forming machine and placed there in the forming position for forming on a tool.
  • the handling device 2 or 2 ' is held in a rigid state via the support device 5 or 5'.
  • FIG. 2 shows the workpiece 10 in the mounted state on the lower tool or die 12 of a forging hammer.
  • the impact tool 13 now strikes the workpiece 10 on the impact hammer A (not shown) in the direction of impact A.
  • the impact movement produces 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 ' now decouple these shocks or vibration largely from the transport device 16 or 16' and the pivot drive 8 or 8 ', so that these drive devices are protected against overloading.
  • the Wetk Georgia 10 to rotate before placing on the die 12, in particular a running through the workpiece 10 axis of rotation, for example, its longitudinal axis.
  • the gripping means 3 and 3 'with the gripped workpiece 10 in the supported state ie when engaged in the support shaft 4 support means 5 to the desired pivot angle ⁇ in the same direction of rotation and with the same rotation or Angular velocity pivoted to rotate the workpiece without torsion in its desired forming position.
  • a rotational movement of an output shaft of a in the drive housing 80 or 80 'of the rotary actuator 8 and 8' arranged drive motor possibly via a transmission, via the drive flange 87 and 87 'and the flexible member 7 and 7' on the Connecting flange 65 and 65 'transmitted, which in turn rotates the intermediate part 60 and 60', the support shaft 4 and 4 'and the gripping device 3 and 3'.
  • Such pivotal movements occur, for example, during bending of a workpiece in a first forging or forging step and 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 impact tool 13 is again in a direction away from the tool 12 upward movement in a return direction RH by the recoil and possibly by a drive.
  • the workpiece 10 is raised or released by 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 upwardly moving impact tool 13 in the same direction as the return direction RH.
  • scale material is blown out of the lower die 12 by means of a blower.
  • the venting also shortens the contact time of the workpiece 10 with the lower die or die 12.
  • either the workpiece 10 can now be placed again on the tool 12 or on another die or another engraving of the tool 12 and be reshaped with the striking tool 13. But it can also be completed the forming process and the workpiece 10 from the in FIG. 5 shown ventilated position of the two handling devices 2 and 2 'moved out of the work area of the forming machine between the two tools 12 and 13 and transported to a storage device.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a handling of a workpiece 10 with two handling devices 2 and 2 ', starting from the recording on a supply device 41 to laying on a tool 12 of a hitting 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 time t0 from a parking or starting position S (t0) and S' (t0) and move toward the workpiece 10 on the supply device 41.
  • the handling devices 2 and 2 ' respectively 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 and 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 each other and the handling devices 2 and 2' are moved synchronously with each other.
  • the workpiece 10 is moved substantially only translationally and not rotatotically.
  • the difference vector ⁇ S '(tj) -S (tj) is always the same.
  • the handling devices 2 and 2' introduce the workpiece 10 into the working area between the tools 12 and 13 of the striking forming machine and move the workpiece 10 down to a predetermined forming position on the tool 12 to 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 working area or tool 12 of the forming machine.
  • the dashed workpiece 10 is now in the forming position on the tool 12 and can be reshaped.
  • the handling devices 2 and 2 ' which are likewise indicated by dashed lines, hold the ends 10A and 10B of the workpiece 10 firmly again.
  • a release movement by the handling devices 2 and 2 'take place can now as in FIG. 5 a release movement by the handling devices 2 and 2 'take place.
  • the workpiece 10 can additionally or alternatively be implemented by being engraved from one tool into another or also from the forming machine to a depositing or discharging device.
  • the tools 12 and 13 are usually forming tools, so-called dies with customized according to the desired shape of the workpiece engraving.
  • the handling devices generally hold the workpiece 10 throughout the forging cycle and perform all of the handling movements necessary for the forging process jointly and synchronously.
  • handling movements are, inter alia, Lsymmetricterrorismen within an engraving and Umsetzzien of the feeder in the first engraving of the die, Umsetzzien between engravings of Gesenkes and Umsetzdochen of an engraving of Gesenkes in a discharge device.
  • workpieces are preferably also forged whose ends, on which the handling devices hold the workpiece during handling, are not symmetrical to the workpiece axis. These workpieces are stretched in previous steps, wherein it happens that the ends of the workpiece are formed asymmetrically. As a result of the workpiece 10 being grasped at both ends 10A and 10B by a respective handling device 2 and 2 ', the workpiece 10 is aligned automatically, so that the workpiece 10 is placed in its correct position in the engraving or the tool 12.
  • 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', wherein the coupling via the master-slave operation of electric drives or by the simultaneous start of independently operating drives is reached.
  • the start signal for the individual handling steps is supplied by a control device which controls the sequence between the beating forming machine and the two handling devices 2 and 2 '.
  • This control device can additionally carry out the complete signal exchange.
  • the control device operates with the aid of at least one digital processor, in particular a microprocessor or a digital signal processor, and corresponding memory in which the sequence programs, control algorithms and data for the movements are stored.
  • a master-slave operation known per se master-slave control units can be used.
  • For independently operating drives the same distances and speeds as well as error feedback and error responses between the independent drives are provided in order to ensure an exact and in case of failure safe operation.
  • a workpiece is fed by means of a feeder or providing 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 beating die-forming machine is triggered at a variable time during or at the end of the handling movement and after triggering the further handling of the workpiece is initiated at a variable time during or at the end of the impact movement.
  • This further handling is again together and synchronously by both handling devices 2 and 2 'and may be a release movement of the workpiece in the same engraving, a common and synchronous conversion of the workpiece in a further engraving or the common and synchronous transfer of the workpiece in a storage device for the finished formed workpiece.
  • the second handling device 2 also grips the workpiece 10 at a later time of the forging cycle and both handling devices 2 and 2' forge from this point in time together and synchronously as already described.
  • the partial reacting or forging with only one handling device is particularly useful when more than two handling devices are used, since this or the other handling devices already pick up a new workpiece and possibly even forge if the other two handling devices forge the previous forging finished or insert into a discharge device.
  • FIG. 7 shows another embodiment of an apparatus 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 ' receive 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 impact tool of this die-forming machine is not shown and would be in the illustrated plan above the plane of the drawing.
  • the impact tool of the forming machine is triggered.
  • a new sequence for the further handling of the workpiece 10 is initiated by a time during or at the end of the impact movement of the impact tool.
  • the workpiece 10 is fixed in its forming position on the engraving 17 of the two handling devices 2 and 2 'to the impact and during the impact of the impact tool and held at both ends.
  • the workpiece 10 is handled jointly and synchronously by the two handling devices 2 and 2 'according to the stored further handling routine.
  • the workpiece 10 is released, as indicated by FIG. 5 already explained, and then either processed again in the first engraving 17 or immediately implemented in the second engraving 18 of the tool 12.
  • FIG. 8 shows a park or rest position of the two handling devices 2 and 2 'in a device according to FIG. 7 , In the park position of the handling equipment access to the tools 12 and 13 of the forming machine for tool change, for post-processing or philt a manual test operation of the beating forming machine is possible.
  • the movement of the handling devices 2 and 2 'and thus the handling movements for the workpiece 10 are usually taught.
  • the workpiece 10 is guided along the intended trajectory and possibly rotational movements using the two handling devices 2 and 2 'and the individual spatial points or the corresponding motion parameters in the movement system of the handling devices 2 and 2' are measured at regular intervals, typically 16 ms. saved.
  • the trajectors S and S 'of the handling devices 2 and 2' are each in the form of discrete data sets which each belong to a point on the trajectories, starting from the track points S (t0) and S '(t0) via S (ti). or S '(ti), S (tj) or S' (tj) up to the end point S (tn) or S '(tn).
  • the movement is guided along the stored trajectories S and S '.
  • the handling devices 2 and 2 ' may have independent drive systems and control systems from the hardware, but are electrical or electronically coupled by the matched control programs and processes that enable the synchronous movements.
  • This embodiment has the advantage over a master-slave operation that no following error between the two handling devices 2 and 2 'by stepwise succession as in the master-slave operation more arises, but the two handling devices 2 and 2' at each time tm are located on synchronous or parallel track points.
  • handling devices 2 and 2 'can in addition to the basis of the 1 to 4 described embodiments, other manipulators or industrial robots are used, preferably a good damping of the movement joints and other movement mechanisms is provided to relieve the drives of the recoil and the vibrations when hitting the impact tool of the forming machine.
  • the handling devices mentioned in accordance with DE 42 20 796 A1 or DE 100 60 709 A1 be used.
  • handling movements may also be provided by the handling devices 2 and 2 'with or without a workpiece 10.
  • the distance between the gripping devices is usually dependent on the length or along this distance measured dimension of the workpiece and remains constant during the synchronous common handling usually.
  • the movement trajectories of the two handling devices can also deviate 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 shape at the engagement areas.
  • the workpiece can also be rotated about an axis of rotation, in particular with the aid of the 1 to 4 described embodiments of the handling devices. Furthermore, of course, rotary movements or portions of rotational movements for transporting the workpiece 10 are possible, for example, to pass through narrow areas on the transport path.
  • the error communication about the in FIGS. 7 and 8 shown control device makes it possible to interrupt the process in an impermissible deviation of the handling devices of the prescribed trajectory at a certain time, especially to stop the handling equipment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Gemäß der Erfindung werden a) das Werkstück (10) in eine vorgegebene oder vorgebbare Uinfortnlage in wenigstens einen Arbeitsbereich wenigstens einer Umformmaschine zwischen zwei zugehörigen Werkzeugen (12,13) positioniert, b) während wenigstens eines Umformschrittes 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 (2,2') in seiner Umformlage festgehalten, d) die Bewegungen und Positionen der Handhabungsgeräte von wenigstens einer Kontrolleinrichtung (43) automatisch und aufeinander abgestimmt gesteuert oder geregelt, e) als Werkzeuge (12,13) der Umformmaschine formgebende Gesenkwerkzeuge zum gebundenen Umformen des Werkstückes vorgesehen; und f) als Umformmaschine eine schlagende Umformmaschine, insbesondere ein Schmiedehammer oder eine Spindelpresse, oder eine Kurbelfresse vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung 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-Verlag, 1995, Seiten 1107 bis 1113 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 Gegenschlaghammer 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 Umform-oder 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 Fließfähigkeit 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, VDI-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 abfahrbaren 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 A1 und DE 100 60 709 A1 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 A1 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 Startstellstange überbrückt, die eine starre Verbindung zwischen dem Greiferarm und dem Armbereich über das Blockstück hinweg herstellt. Die Starrstellstange ist fixiert bei paralleler Stellung von vorderem Greiferarm und hinterem Armbereich und lösbar bei Aufliegen des Werkstücks 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 entsprechend 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 11.
  • Das Verfahren gemäß Anspruch 1 ist zum Umformen, insbesondere Schmieden, wenigstens eines Werkstücks geeignet und bestimmt und umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
    1. a) Positionieren des Werkstücks in eine vorgegebene oder vorgebbare Umformlage in wenigstens einen Arbeitsbereich einer, insbesondere schlagenden, Umformmaschine zwischen zwei Werkzeugen der Umformmaschine (Positionierschritt),
    2. b) Bewegung der Werkzeuge der Umformmaschine relativ aufeinander zu und Umformen des Werkstücks zwischen den Werkzeugen während wenigstens eines Umformschrittes,
    3. 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,
    4. d) automatisches und aufeinander abgestimmtes Steuern oder Regeln der Bewegungen und Positionen der wenigstens zwei Handhabungsgeräte durch wenigstens eine Kontrolleinrichtung.
  • Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11 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
    1. a) wenigstens eine, insbesondere schlagende, Umformmaschine mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeugen zum Umformen eines Werkstücks in einer vorgegebene oder vorgebbaren Umformlage während wenigstens eines Umformschrittes,
    2. b) wenigstens zwei Handhabungsgeräte zum Festhalten des Werkstücks in der Umformlage während des Umformschrittes,
    3. 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 Gegenschlaghammer. 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) angepasst 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 Kontrolleinrichtung 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 Schlagwerkzeuge(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 11 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 Antriebssystemen 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 Bereitstellungseinzichtung
    • Transport des Werkstücks zur Umformmaschine oder von der Umformmaschine weg, insbesondere zu einer Ablage
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform 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 Antriebseinrichtungen, in einer Ausführungsform nach einem Master-Slave-Steuerprinzip, wobei ein als Slave dienendes Handhabungsgerät einem als Master dienenden Handhabungsgerät in den Bewegungen folgt.
  • In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform steuert die Kontrolleinrichtung die beiden Handhabungsgeräte, insbesondere deren jeweilige Antriebseinrichtungen, unabhängig voneinander, it jeweiligen aneinander angepassten 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 Trajektorienpunkten 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 Ausführungsform 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 Trajektorienpunkte nacheinander erfasst und abgespeichert. Der Geschwindigkeitsverlauf beim Einlernen ist vorzugsweise vorgegeben entsprechend dem späteren Geschwindigkeitsverlauf beim Prozess. Bei beliebigem Geschwindigkeitsverlauf beim 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 Ausführungsform der Vorrichtung weist jedes Handhabungsgerät
    1. a) wenigstens eine Greifeinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Greifelementen zum Greifen des Werkstücks,
    2. b) wenigstens eine Trägereinrichtung, an der die Greifeinrichtung befestigt oder befestigbar ist und
    3. 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 Umformschtitten 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. Betätigungseinrichtung,
    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 Betätigungseinrichtung 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 Greifeinrichtung 3 bzw. 3', die Trägerwelle 4 bzw. 4' und das Lagerteil 6 bzw. 6' sowie die Betätigungseinrichtung 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 Betätigungseinrichtung 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 Betätigungseinrichtung 11 sowie des Lagerteils 6 zusammenfallen, die Betätigungseinrichtung 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 β 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 Betätigungseinrichtung 11, und somit auch die Greifeinrichtung 3 sind nun um den Schwenkwinkel β gegenüber der Mittelachse B der Stützeinrichtung 5 verschwenkt. Damit lässt sich ein Werkstück 10 um den entsprechenden Schwenkwinkel β 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 Element 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 Greifeinrichtungen 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 α bzw. α' 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 Antriebsvorrichtungen vor Überlastung geschützt werden.
  • Abhängig vom Werkstück 10 und dem gewünschten Umformvorgang kann es jedoch in vielen Umformprozessen erforderlich sein, das Wetkstück 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 Stützeinrichtung 5, um den gewünschten Schwenkwinkel β 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 Verbindungsflansch 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 richrungsgleich 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 t0 aus einer Park- oder Ausgangsstellung S(t0) und S'(t0) 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 rotatotisch 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 Umformmaschine. 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 Abführeinrichtung.
  • 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 Abführeinrichtung 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 Arbeitsschritten 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 Handhabungsschritte 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 Abführeinrichtung 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 Umformschritt 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 füt 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 Handhabungsgetäten 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 Trajektoren 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(t0) und S'(t0) 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 t0 bis tn in den vorgegebenen Zeitintervallen Δt = tm+1 - tm 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 Einlernprozesses 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 Handhäbungsgerät, 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 Ausführungsformen 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 A1 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 Abstandes 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 Ausführungsform ist es möglich, anstelle eines Einlernprozesses auch einen Industrieroboter mit einem innerhalb eines von ihm erreichbaren Raumbereiches gezielt steuerbaren Bewegungsverlauf 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 Ausführungsformen 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'
    Betätigungsvorrichtung
    12
    Gesenk
    13
    Schlagwerkzeug
    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
    Bereitstellungseinrichtung
    42
    Ablageeinrichtung
    43
    Kontrolleinrichtung
    50, 50'
    Stützteil
    51, 52, 51', 52'
    Befestigungsteil
    53, 53'
    Verbindungsstange
    54, 54'
    Stützlager
    60, 60'
    Zwischenteil
    61,61'
    Halteteil
    65, 65'
    Verbindungsflansch
    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 (14)

  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,
    e) bei dem als Werkzeuge der Umformmaschine formgebende Gesenkwerkzeuge zum gebundenen Umformen des Werkstückes vorgesehen werden oder sind und
    f) bei dem als Umformmaschine eine schlagende Umformmaschine, insbesondere ein Schmiedehammer oder eine Spindelpresse, oder eine Kurbelpresse vorgesehen ist oder wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten umgeformt wird, bei dem insbesondere das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten in demselben Arbeitsbereich und/oder derselben Umformlage umgeformt wird
    und/oder
    bei dem insbesondere das Werkstück in wenigstens zwei Umformschritten in unterschiedlichen Arbeitsbereichen einer oder mehrerer Umformmaschine(n) und/oder in unterschiedlichen Umformlagen umgeformt wird, wobei insbesondere 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
    und/oder
    bei dem insbesondere 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°.
  3. Verfehlen 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 Umformmaschine(n) transportiert wird
    und/oder
    bei dem jedes Werkstück nach dem Umformschritt oder nach dem letzten Umformschritt von wenigstens einem Handhabungsgerät von dem Arbeitsbereich bzw. dem letzten Arbeitsbereich der Umformmaschine(n) zu einer Ablageeinrichtung transportiert wird.
  4. 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, bei dem insbesondere das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl in die Umformlage positioniert als auch während des wenigstens einen Umformschrittes festgehalten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 in einer Rückbeziehung auf Anspruch 3, 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
    und/oder
    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
    und/oder
    bei dem das Werkstück von denselben zwei Handhabungsgeräten sowohl in jede der Umformlagen positioniert als auch in jeder der Umformlagen gehalten als auch zwischen den Umformlagen bewegt wird.
  6. 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
    und/oder
    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
    und/oder
    bei dem die Handhabungsgeräte das Werkstück während dessen Handhabung und Bewegung durchgehend ergriffen halten
    und/oder
    bei dem das Werkstück, zumindest während jedes Umformschrittes, an voneinander abgewandten Seiten oder Enden von jeweils einem Handhabungsgerät gehalten wird.
  7. 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(t0) bewegt werden
    und/oder
    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
    und/oder
    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
    und/oder
    bei dem bei einer Handhabung des Werkstücks durch wenigstens zwei Handhabungsgeräte die Handhabungsgeräte das Werkstück im Wesentlichen synchron aufnehmen oder loslassen
    und/oder
    bei dem die Handhabungsgeräte jeweils wenigstens eine Antriebseinrichtung mit jeweils wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor aufweisen.
  8. 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
    und/oder
    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
    und/oder
    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
    und/oder
    bei dem das Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück bei der Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks gespeicherten aufeinander folgenden Trajektotienpunkten in regelmäßigen Zeitabständen folgt
    und/oder
    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, wobei insbesondere 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
    und/oder
    wobei insbesondere 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
    und/oder
    wobei insbesondere 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 Trajektorienpunkten und aus einem vorgegebenen späteren Geschwindigkeitsverlauf neue Trajektorienpunkte berechnet werden
    und/oder
    wobei insbesondere das Handhabungsgerät oder dessen Angriffspunkt am Werkstück bei der Bewegung und/oder Handhabung des Werkstücks den beim Einlernen gespeicherten Trajektorienpunkten in denselben Zeitabständen und in derselben Reihenfolge wie beim Einlernen folgt,
    wobei insbesondere die regelmäßigen Zeitabstände zwischen 1 ms und 50 ms, insbesondere 16 ms, betragen.
  9. 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.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Sicherheitsschritten überprüft wird, ob das oder die Handhabungsgetät(e) ihre von der Kontrolleinrichtung vorbestimmten Bewegung und/oder Position einhalten und bei einer unzulässigen Abweichung die Bewegung der Handhabungsgeräte gestoppt wird
    und/oder
    bei dem die Handhabungsgeräte in eine Parkposition bewegbar sind oder bewegt werden, um den oder die Arbeitsbereich(e) der Umformmaschine(n) zugänglich zu machen
    und/oder
    bei dem die wenigstens zwei Handhabungsgeräte zumindest während eines Umformschrittes an entgegengesetzten Seiten des Arbeitsbereichs der Umformmaschine angeordnet oder positioniert werden oder sind.
  11. Vorrichtung zum Umformen wenigstens eines Werkstücks, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der zwei Handhabungsgeräte zumindest beim Festhalten des Werkstücks während des Umformschrittes an entgegengesetzten Seiten des Arbeitsbereichs der Umformmaschine angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, 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 Greifeinrichtung, umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, 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, wobei 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
    und/oder
    wobei insbesondere 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
    und/oder
    wobei insbesondere 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 Überbrückung des flexiblen Elements im Wesentlichen aneinander oder gegeneinander abgestützt sind
    und/oder
    wobei insbesondere wenigstens ein Rotationsantrieb zum Drehen der Grieifeinrichtung auf der von der Greifeinrichtung und der Trägereinrichtung abgewandten Seite des Verbindungselements oder des flexiblen Elements angeordnet ist.
EP08005314A 2003-06-06 2004-05-28 Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung Withdrawn EP1944103A3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10326105 2003-06-06
DE10333394A DE10333394A1 (de) 2003-06-06 2003-07-23 Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung
EP04735197A EP1631401B1 (de) 2003-06-06 2004-05-28 Verfahren und vorrichtung zum umformen eines werkstücks mit automatischer handhabung

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04735197A Division EP1631401B1 (de) 2003-06-06 2004-05-28 Verfahren und vorrichtung zum umformen eines werkstücks mit automatischer handhabung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1944103A2 true EP1944103A2 (de) 2008-07-16
EP1944103A3 EP1944103A3 (de) 2008-07-30

Family

ID=28799076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08005314A Withdrawn EP1944103A3 (de) 2003-06-06 2004-05-28 Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1944103A3 (de)
DE (2) DE10333394A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009057898A1 (de) 2008-12-12 2010-08-19 Langenstein & Schemann Gmbh Be- und Entschickungseinrichtung für Schmiedeanlagen, Schmiedeanlage und Verfahren zum Schmieden von Werkstücken
DE102009016215A1 (de) 2009-04-03 2010-10-14 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils sowie zur Herstellung des Bauteils verwendbare Spanneinrichtung, Klapprahmen sowie Presswerkzeug
DE102010037890A1 (de) 2010-09-30 2012-04-05 Langenstein & Schemann Gmbh Be- und Entschickungseinrichtung für Umformanlagen, insbesondere Schmiedeanlagen und Verfahren zum automatischen Umformen, insbesondere Schmieden, von Werkstücken
CN112536416A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 重庆江东机械有限责任公司 锻造压机
EP4094861A1 (de) * 2021-05-28 2022-11-30 Langenstein & Schemann GmbH Vorrichtung und verfahren zum warmumformen, insbesondere zum schmieden, eines werkstücks

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005053874A2 (de) * 2003-12-01 2005-06-16 Knipex-Werk C. Gustav Putsch Kg Verfahren zum gesenkschmieden und schmiedevorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102004028378B4 (de) * 2003-12-01 2005-09-15 Knipex-Werk C. Gustav Putsch Kg Verfahren zum Gesenkschmieden und Schmiedevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
AT501483B8 (de) * 2004-05-26 2007-02-15 Gfm Beteiligungs & Man Gmbh Vorrichtung zum schmieden eines werkstückes
DE102004035797B9 (de) * 2004-07-23 2006-07-13 Langenstein & Schemann Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überführen eines Werkstücks
DE102009034541B3 (de) * 2009-07-23 2011-04-07 Langenstein & Schemann Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Streckschmieden von gedrallten Teilen
CN102335714A (zh) * 2011-10-09 2012-02-01 北京机电研究所 基于多关节机器人的锻压工业用多工位步进送料方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554227A1 (de) 1975-12-03 1977-06-16 Grasser Kurt Verfahren zur ausloesung der entfaltungsvorrichtung von reservefallschirmen
US4227394A (en) 1977-09-26 1980-10-14 "Wefoba" Werkzeug-Und Formenbau Gesellschaft Mbh & Co., Kg Process for the automatic manufacture of drop forging
DE4220796A1 (de) 1992-06-25 1994-01-05 Langenstein & Schemann Gmbh Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang
DE10060709A1 (de) 2000-12-07 2002-06-27 Langenstein & Schemann Gmbh Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554277A1 (de) 1975-12-03 1977-06-16 Banning Ag J Vorrichtung zum manipulieren eines schmiedestuecks in einer maschine, insbesondere in einer schmiedepresse oder in einem schmiedehammer
IT1129497B (it) 1980-12-29 1986-06-04 Teksid Spa Impianto automatico per stampaggio a caldo e sbavatura di particolari metallici
DE3422810A1 (de) 1984-06-20 1986-01-02 Maschinenfabrik Andritz Ag, Graz Schmiedepresse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554227A1 (de) 1975-12-03 1977-06-16 Grasser Kurt Verfahren zur ausloesung der entfaltungsvorrichtung von reservefallschirmen
US4227394A (en) 1977-09-26 1980-10-14 "Wefoba" Werkzeug-Und Formenbau Gesellschaft Mbh & Co., Kg Process for the automatic manufacture of drop forging
DE4220796A1 (de) 1992-06-25 1994-01-05 Langenstein & Schemann Gmbh Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang
DE10060709A1 (de) 2000-12-07 2002-06-27 Langenstein & Schemann Gmbh Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Produktionstechnik Verfahrenstechnik", 1995, DI-VERLAG, pages: 1107 - 1113
"Produktionstechnik Verfahrenstechnik", 1995, VDI- VERLAG, pages: 848

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009057898A1 (de) 2008-12-12 2010-08-19 Langenstein & Schemann Gmbh Be- und Entschickungseinrichtung für Schmiedeanlagen, Schmiedeanlage und Verfahren zum Schmieden von Werkstücken
DE102009057898B4 (de) * 2008-12-12 2021-04-29 Langenstein & Schemann Gmbh Verfahren zum automatisierten Schmieden von Werkstücken
DE102009016215A1 (de) 2009-04-03 2010-10-14 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils sowie zur Herstellung des Bauteils verwendbare Spanneinrichtung, Klapprahmen sowie Presswerkzeug
DE102010037890A1 (de) 2010-09-30 2012-04-05 Langenstein & Schemann Gmbh Be- und Entschickungseinrichtung für Umformanlagen, insbesondere Schmiedeanlagen und Verfahren zum automatischen Umformen, insbesondere Schmieden, von Werkstücken
CN112536416A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 重庆江东机械有限责任公司 锻造压机
EP4094861A1 (de) * 2021-05-28 2022-11-30 Langenstein & Schemann GmbH Vorrichtung und verfahren zum warmumformen, insbesondere zum schmieden, eines werkstücks

Also Published As

Publication number Publication date
DE20311306U1 (de) 2003-10-02
EP1944103A3 (de) 2008-07-30
DE10333394A1 (de) 2005-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004010978T2 (de) Handhabungsroboter mit Greifer zur Handhabung von Werkstücken mit unterschiedlichen Formen
EP2698234B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum automatisierten entnehmen von in einem behälter angeordneten werkstücken
DE102006056051B4 (de) Roboter mit Steuerung für Zusatzachsen
DE102005033767A1 (de) Vorrichtung zum Halten und Manipulieren von Werkstücken beim Massivumformen
DE102006055359A1 (de) Roboter und Verfahren zur Vermeidung einer Interferenz bei vielen Robotern
EP1631401B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum umformen eines werkstücks mit automatischer handhabung
WO2015135746A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbau einer werkstückbezogenen werkstückgreifeinrichtung für die pressenautomatisierung
EP1944103A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit automatischer Handhabung
EP1628791B1 (de) Handhabungsgerät zum handhaben eines werkstücks während eines umformprozesses
EP3448597A1 (de) Transportverfahren zum umsetzen von werkstücken
DE112022000313T5 (de) Robotersystem und Werkstückzuführungsverfahren
DE10336469B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit anschließendem Anheben des Werkstücks
DE102004035797B9 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überführen eines Werkstücks
DE102009057898B4 (de) Verfahren zum automatisierten Schmieden von Werkstücken
EP3344417B1 (de) Fertigungsmodul und verfahren zum betreiben des fertigungsmoduls
DE102004015675B4 (de) Handhabungsgerät zum Handhaben eines Werkstücks während eines Umformprozesses
DE20320904U1 (de) Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit anschließendem Anheben des Werkstücks
EP3341165B1 (de) Robotergreifer
EP3627258B1 (de) Bewegungsplanung für eine servopresse
DE102010037896B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks
EP1689542A2 (de) VERFAHREN ZUM GESENKSCHMIEDEN UND SCHMIEDEVORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
DE102018009767A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels eines industrieroboter
DE102021113855A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Warmumformen, insbesondere zum Schmieden, eines Werkstücks
DE102010037890A1 (de) Be- und Entschickungseinrichtung für Umformanlagen, insbesondere Schmiedeanlagen und Verfahren zum automatischen Umformen, insbesondere Schmieden, von Werkstücken
DE102004028378A1 (de) Verfahren zum Gesenkschmieden und Schmiedevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AC Divisional application: reference to earlier application

Ref document number: 1631401

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: P

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): DE FR

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): DE FR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BAUERSACHS, LOTHAR

Inventor name: REISSENWEBER, FRANK

Inventor name: BARNICKEL, HARALD

17P Request for examination filed

Effective date: 20081205

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090128

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20111214