EP3621906B1 - Greiferanordnung für das anheben eines biegeschlaffen halbzeugs von einer unterlage und ein entsprechendes verfahren - Google Patents

Greiferanordnung für das anheben eines biegeschlaffen halbzeugs von einer unterlage und ein entsprechendes verfahren Download PDF

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EP3621906B1
EP3621906B1 EP18825957.6A EP18825957A EP3621906B1 EP 3621906 B1 EP3621906 B1 EP 3621906B1 EP 18825957 A EP18825957 A EP 18825957A EP 3621906 B1 EP3621906 B1 EP 3621906B1
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suction
needle
clamping
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Definitions

  • the invention relates to a gripper arrangement for lifting a pliable semi-finished product from a base and a corresponding method.
  • Such gripper arrangements are used, for example, for picking up, handling and depositing textile semifinished product layers in the production of fiber-reinforced plastic components, for example to transfer a heated and pre-compressed fiber-reinforced semifinished product from a heating press into a molding press.
  • a gripper arrangement to be regarded as the closest prior art is known from, for example EP 0 807 083 .
  • a similar gripper arrangement is also known from US Pat GB 1414 899 .
  • the DE 20 2007 000 899 U1 describes a handling device for flexible mat-like pieces of material made of fiber materials, for example CFRP.
  • the handling device has one or more handling devices that have a multi-axis manipulator with a handling tool for winding and unwinding have at least one piece of material.
  • the handling device also has one or more storage tables for pieces of material and / or stacks of pieces of material.
  • a lap carrier of the handling device has a receiving device with a suction bar with several switchable suction sections.
  • the squeegee in turn has a plurality of individually or in groups switchable and essentially point-shaped suction elements.
  • the gripper arrangement has a pliable semifinished product lying on a base and at least one pair of grippers with a suction or needle gripper and with at least one clamping gripper, the suction or needle gripper between a pick-up position for picking up an edge of the pliable semifinished product and a transfer position for transferring the edge of the pliable semifinished product to the clamping gripper is pivotable about an axis, the gripper arrangement having at least one gripper bar along which several of the gripper pairs are arranged, the gripper bar with the gripper pairs extending along the edge of the pliable semifinished product, the gripper arrangement having a first and a second of the gripper bars, wherein the first gripper bar engages on a first of two opposite edges of the limp semi-finished product and wherein the second gripper bar engages on the second of the opposite edges engages, a distance between the gripper bars being adjustable, the gripper bars having a first distance from one another occupy when the suction or needle grippers are in
  • the vertical distance between the gripper bars can be adjustable.
  • the gripper bars can be arranged, for example, parallel to one another.
  • the limp semi-finished product which is possibly sensitive to tensile stresses, can initially be lifted minimally invasively in the edge area with the aid of the suction or needle gripper and detached from the base, which makes it possible to remove the then exposed edge with the aid of the clamping gripper safe to grasp.
  • the suction or needle gripper after it is in engagement with the pliable semifinished product, executes a pivoting movement about an axis in order to lift the pliable semifinished product at the edge.
  • the axis can extend parallel to the base.
  • the completed pivoting movement can be set up so that the suction or needle gripper is positioned between a receiving position in which the suction or needle gripper is oriented for engaging the limp semi-finished product, and a transfer position in which the suction or needle gripper is positioned
  • the needle gripper grasped the edge of the limp semifinished product so that it is aligned with the at least one clamping gripper that the clamping gripper can grip the edge and thus hold it, can be pivoted.
  • the clamping gripper can be adjustable at least perpendicular to the base, so that a distance between the clamping gripper and the base can be adjusted.
  • This lifting movement of the clamping gripper can in particular serve to carefully detach the limp semifinished product still adhesively bonded to the base after the edge of the limp semifinished product has been gripped by the clamping gripper over substantial surface sections, for which purpose a defined mechanical one is detached from the clamping gripper Characteristics of the semi-finished product taking into account lifting movement is performed
  • the clamping gripper can furthermore be adjustable parallel to the base, the clamping gripper preferably being adjustable in two mutually perpendicular directions which extend parallel to a pivoting plane of the suction or needle gripper extend perpendicular to the axis about which the suction or needle gripper can be pivoted between the receiving position and the transfer position.
  • the suction or needle gripper can be pivoted from the receiving position into the transfer position by, for example, 45 ° to 90 °.
  • the pivoting movement can be limited to the fact that the edge is detached from the base just enough so that the at least one clamping gripper can grip the edge in a process-reliable manner. A swiveling movement of the suction or needle gripper going beyond this is not necessary.
  • the suction or needle gripper and the clamping gripper can be aligned in a direction parallel to the axis about which the suction or needle gripper can be pivoted.
  • the edge of the limp semifinished product is brought into the engagement area of the clamping gripper, so that the clamping gripper itself does not have any translational, rotary or other Movement must complete in order to be able to grasp the edge area of the limp semi-finished product.
  • the clamping gripper can, for example, have two mutually adjustable clamping jaws, between which the limp semi-finished product can be clamped.
  • the suction or needle gripper can be set up to insert the edge of the limp semi-finished product between the jaws of the clamping gripper when pivoting from the receiving position to the transfer position with the clamping gripper open.
  • the two gripper bars can each be fixed to a linear guide via one of two opposite end faces, the other end face being a free end of the respective gripper bar.
  • a distance between the gripper bars for example the vertical distance between the two gripper bars extending parallel to one another, can be adjusted by moving at least one of the gripper bars along the linear guide.
  • the gripper arrangement can be connected to a multi-axis robot via the linear adjustment so that the multi-axis robot introduces the gripper arrangement via the free ends of the gripper bars between the plate pairs of the heating press, onto the Lay the pliable component to be picked up and adjust it against each other for the detachment of the pliable component from the underside of the heating press.
  • the at least one suction or needle gripper can continue to be in engagement with the edge or disengage from the edge.
  • the clamping grippers can be set up to be able to provide the required holding force for maneuvering the limp component.
  • the pivoting of the at least one suction or needle gripper from the receiving position into the transfer position can have the pivoting of the suction or needle gripper by 45 ° to 90 °.
  • a gripper arrangement of the type described above is preferably used to carry out the method.
  • a small part of the limp semi-finished product in particular the edge area of the limp semi-finished product, can be lifted, for example, from a lower plate of a heating press, before the limp component is then gripped with the clamp grippers and from the lower plate the heating press is lifted off.
  • the heated, limp semi-finished product for example a fiber mat
  • a pair of gripper bars is arranged at a variable distance from one another via a linear adjustment unit, it is achieved that the size of the gripper arrangement can be continuously adapted to the required size of the semi-finished product, which reduces retooling times and associated costs.
  • the gripper arrangement can have a swivel drive for rotating the suction or needle grippers.
  • a swivel drive for rotating the suction or needle grippers.
  • several suction or needle grippers can be regularly spaced and driven synchronously along an axis driven by the pivot drive, which runs parallel to one of the previously described gripper bars, for example.
  • a rotary drive can be provided to control the clamping grippers.
  • the rotary drive can in turn drive an axis which runs parallel to the previously described gripper bar and via which all of the clamping grippers arranged along the gripper bar are driven synchronously.
  • the Figures 1 to 4 schematically show the lifting process of a pliable component 100 with the aid of a gripper arrangement according to the invention.
  • the gripper arrangement according to the invention has two functionally different gripper systems, namely at least one suction or needle gripper 1 for lifting an edge area 101 of the limp semi-finished product 100 and at least one clamping gripper 2 for the firm connection of the pliable component to the gripper arrangement, around the pliable semi-finished product 100 of the base 200 on which the limp semi-finished product 100 is placed to be lifted off.
  • the base 200 can, for example, be the underside of a heating press, within which the pliable semifinished product provided, for example, as a fiber-reinforced plastic component is preheated and precompacted so that it can be shaped and cooled in a subsequent processing step in a compression molding press, so that a fiber-reinforced molded component is obtained as it is used in the car body area, for example, as a hat shelf, interior door trim or as an insulating element.
  • a heating press within which the pliable semifinished product provided, for example, as a fiber-reinforced plastic component is preheated and precompacted so that it can be shaped and cooled in a subsequent processing step in a compression molding press, so that a fiber-reinforced molded component is obtained as it is used in the car body area, for example, as a hat shelf, interior door trim or as an insulating element.
  • the gripper arrangement is first lowered in the direction of the substrate 200 in such a way that the suction or needle gripper 1 comes to rest on an upper side of the limp semi-finished product 100 facing away from the substrate 200.
  • the gripper arrangement when it is placed on the pliable semifinished product 100 via the suction or needle gripper 1, can indeed be brought into engagement with the pliable semifinished product, for example by inserting the gripper needles of the needle gripper 1 into the semifinished product 100.
  • the clamping gripper 2 is, however, in the in Figure 2 The illustrated set position of the gripper arrangement with the edge 101 of the limp semi-finished product 100 is still out of engagement.
  • the suction or needle gripper 1 is pivoted about its pivot axis 3, in the present case by approximately 90 °, after it has been brought into engagement with the pliable semifinished product 100 , wherein the suction or needle gripper 1 remains in engagement with the semifinished product 100, so that the edge 101 of the limp semifinished product 100 is inserted into the opened clamping gripper 2, as shown in FIG Figure 3 is shown.
  • FIG. 2 The pick-up position of the suction or needle gripper 1 shown in FIG Figure 3
  • the illustrated transfer position of the suction or needle gripper 1 are offset by 90 ° to one another.
  • a pivoting of the suction and needle gripper by, for example, 45 ° is sufficient to introduce the edge 101 of the limp semi-finished product 100 sufficiently far into the clamping gripper 2, so that the clamping gripper 2 grasp the edge 101 in a process-reliable manner and can hold.
  • the suction or needle gripper 1 and the clamping gripper 2 are arranged one behind the other in the direction perpendicular to the plane of the drawing, at least the engagement areas of the suction or needle gripper 1 and the clamping gripper 2, with which the two types of gripper 1, 2 with the edge 101 of the pliable semifinished product 100 can be brought into engagement, one behind the other, therefore are arranged in alignment with one another.
  • the clamping of the semi-finished product 100 by the gripper assembly is moved parallel to the base 200, not only serves to gently detach the limp semi-finished product 100 from the base 200, but also has the advantage that the stroke by which the gripper arrangement is moved perpendicular to the base can be limited, for example because there is only limited space between the two press tool halves of the heating press in the direction perpendicular to the heating tool halves.
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a gripper arrangement as it is used for carrying out the process with reference to FIG Figures 1 to 4 described method can be used.
  • This consists essentially of a first and a second gripper bar 4, which are fastened to a linear guide via one of their two opposite end faces 5, 6.
  • the opposite end 5, 6 of the gripper bars 4 forms a free end of the gripper bars, via which the gripper bars 4 can be inserted between the two tool halves of a heating press in order to be able to be placed on the semi-finished product which is still in the heating press .
  • the two gripper bars 4 extend essentially parallel to one another and are adjustable to one another along the linear guide 7, thus in the direction perpendicular to the direction of extension of the gripper bars 4 towards and away from one another.
  • a plurality of pairs of grippers each consisting of a suction or needle gripper 1 and a clamping gripper 2, is arranged along each of the gripper bars 4, as shown in more detail in FIG Figure 6 can be seen.
  • the gripper bar 4 has a plurality of the gripper pairs 1, 2, which are arranged at a regular distance in the longitudinal direction of the gripper bar 4.
  • a pivot drive 8 is provided for the synchronous drive of the suction or needle grippers and a pivot drive 10 is provided for driving the clamping grippers.
  • the synchronization of the suction or needle grippers 1 takes place via a first drive axle 9, with which all the suction or needle grippers 1 of the gripper bar 4 are connected in a rotationally fixed manner and with accurate positioning.
  • a second swivel drive 10 for driving the The clamping gripper in turn has a drive shaft 11 for the synchronous drive of the clamping grippers 2, in particular their clamping jaws, with which all of the clamping grippers 2 of the gripper bar 4 are coupled in a rotationally fixed manner and with accurate positioning.
  • the gripper system shown can be maneuvered using a multi-axis robot, for example.

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  • Manipulator (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Greiferanordnung für das Anheben eines biegeschlaffen Halbzeugs von einer Unterlage und ein entsprechendes Verfahren. Derartige Greiferanordnungen werden beispielsweise zum Aufnehmen, Handhaben und Ablegen textiler Halbzeuglagen bei der Herstellung faserverstärkter Kunststoffbauteile verwendet, etwa um ein erwärmtes und vorverdichtetes faserverstärktes Halbzeug aus einer Heizpresse in eine Formpresse zu überführen. Eine als nächstliegender Stand der Technik anzusehende Greiferanordnung ist beispielsweise bekannt aus EP 0 807 083 . Eine ähnliche Greiferanordnung ist außerdem bekannt aus GB 1414 899 .
  • Bei der Herstellung faserverstärkter Kunststoffbauteile ist es erforderlich, das Faserhalbzeug, nachdem es in einer Heizpresse vorverdichtet und erhitzt worden ist, zügig aus der Heizpresse zu entnehmen und in eine Formpresse zu übergeben, in der dem Halbzeug eine vorgesehene Form gegeben und das während des Formgebungsprozesses noch warme Halbzeug abgekühlt wird, um es zu verfestigen. Das in der Heizpresse vorverdichtete und erhitzte faserverstärkte Halbzeug ist biegeschlaff und kann klebrig sein, wodurch es an der Unterlage der Heizpresse anhaftet. Dies erschwert es, das warme und klebrige Halbzeug aus der Heizpresse aufzunehmen, wozu es zunächst von der Unterlage der Heizpresse abgelöst werden muss. Dies erfolgt heutzutage meistens noch manuell und ist dementsprechend fehleranfällig. Das Halbzeug kann beim Entnehmen aus der Heizpresse zerreißen, durch übermäßige Zugbeanspruchung Materialinhomogenitäten aufweisen, oder durch unvorsichtiges Handling einen Faltenwurf aufweisen.
  • Die DE 20 2007 000 899 U1 beschreibt eine Handhabungseinrichtung für flexible mattenartige Materialstücke aus Faserwerkstoffen, beispielsweise CFK. Die Handhabungseinrichtung weist eine oder mehrere Handhabungsgeräte auf, die einen mehrachsigen Manipulator mit Handlingwerkzeug zum Aufwickeln und Abwickeln von mindestens einem Materialstück aufweisen. Die Handhabungseinrichtung weist weiterhin einen oder mehrere Ablagetische für Materialstücke und/oder Materialstückstapel auf. Ein Wickelträger der Handhabungseinrichtung weist eine Aufnahmeeinrichtung mit einer Saugleiste mit mehreren schaltbaren Saugabschnitten auf. Die Saugleiste wiederum weist mehrere einzeln oder gruppenweise schaltbare und im Wesentlichen punktförmige Saugelemente auf.
  • Ähnliche Vorrichtungen und entsprechende Verfahren sind auch in der DE 10 2014 226 160 A1 und in der DE 10 2012 104 276 A1 beschrieben. Die WO 2015/169578 A1 beschreibt eine weitere Transportvorrichtung sowie ein entsprechendes Transportverfahren zum Transportieren eines Halbzeugs.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Greiferanordnung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sie dazu geeignet ist, auch an einer Unterlage anhaftende biegeschlaffe Halbzeuge prozesssicher anzuheben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Greiferanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Demgemäß ist vorgesehen, dass die Greiferanordnung ein auf einer Unterlage liegendes biegeschlaffes Halbzeug sowie mindestens ein Greiferpaar mit einem Saug- oder Nadelgreifer und mit mindestens einem Klemmgreifer aufweist, wobei der Saug- oder Nadelgreifer zwischen einer Aufnahmeposition zum Aufnehmen eines Rands des biegeschlaffen Halbzeugs und einer Übergabeposition zum Übergeben des Rands des biegeschlaffen Halbzeugs an den Klemmgreifer um eine Achse verschwenkbar ist, wobei die Greiferanordnung mindestens einen Greiferbalken aufweist, entlang welchem mehrere der Greiferpaare angeordnet sind, wobei sich der Greiferbalken mit den Greiferpaaren entlang des Randes des biegeschlaffen Halbzeugs erstreckt, wobei die Greiferanordnung einen ersten und einen zweiten der Greiferbalken aufweist, wobei der erste Greiferbalken an einem ersten von zwei gegenüberliegenden Rändern des biegeschlaffen Halbzeugs angreift und wobei der zweite Greiferbalken an dem zweiten der gegenüberliegenden Ränder angreift, wobei ein Abstand der Greiferbalken zueinander verstellbar ist, wobei die Greiferbalken einen ersten Abstand zueinander einnehmen, wenn die Saug- oder Nadelgreifer in der Aufnahmeposition sind, und wobei die Greiferbalken einen zweiten Abstand einnehmen, der größer als der erste Abstand ist, wenn das biegeschlaffe Halbzeug von den Klemmgreifern gehalten ist.
  • Insbesondere kann der senkrechte Abstand der Greiferbalken verstellbar sein. Dazu können die Greiferbalken beispielsweise parallel zueinander angeordnet sein.
  • Mithilfe des mindestens einen Saug- oder Nadelgreifers kann somit das biegeschlaffe und gegebenenfalls gegenüber Zugspannungen empfindliche Halbzeug zunächst im Randbereich mit Hilfe der Saug- oder Nadelgreifer minimalinvasiv angehoben und von der Unterlage abgelöst werden, wodurch es möglich wird, den dann freiliegenden Rand mit Hilfe des Klemmgreifers sicher zu fassen. Dazu ist es vorgesehen, dass der Saug-oder Nadelgreifer, nachdem er mit dem biegeschlaffen Halbzeug in Eingriff steht, eine Schwenkbewegung um eine Achse vollzieht, um das biegeschlaffe Halbzeug am Rand anzuheben. Die Achse kann sich parallel zu der Unterlage erstrecken. Dabei kann die vollzogene Schwenkbewegung gerade dazu eingerichtet sein, dass der Saug- oder Nadelgreifer zwischen einer Aufnahmeposition, in welcher der Saug- oder Nadelgreifer für die in Eingriffnahme mit dem biegeschlaffen Halbzeug ausgerichtet ist, und einer Übergabeposition, in welcher der von dem Saug- oder Nadelgreifer erfasste Rand des biegeschlaffen Halbzeugs so zu dem mindestens einen Klemmgreifer ausgerichtet ist, dass der Klemmgreifer den Rand greifen und damit halten kann, verschwenkbar ist.
  • Der Klemmgreifer kann zumindest senkrecht zu der Unterlage verstellbar sein, so dass ein Abstand des Klemmgreifers zu der Unterlage einstellbar ist. Diese Hubbewegung des Klemmgreifers kann insbesondere dazu dienen, dass das nach dem Erfassen des Rands des biegeschlaffen Halbzeugs durch den Klemmgreifer über wesentliche Flächenabschnitte immer noch mit der Unterlage klebend verbundene biegeschlaffe Halbzeug vorsichtig von der Unterlagen abgelöst wird, wozu von dem Klemmgreifer eine definierte, die mechanischen Eigenschaften des Halbzeugs berücksichtigende Hubbewegung durchgeführt wird.
  • Der Klemmgreifer kann weiterhin parallel zu der Unterlage verstellbar sein, wobei der Klemmgreifer vorzugsweise in zwei sich senkrecht zueinander erstreckende Richtungen verstellbar ist, die sich parallel zu einer Verschwenkebene des Saug- oder Nadelgreifers senkrecht zu der Achse erstrecken, um welche der Saug- oder Nadelgreifer zwischen der Aufnahmeposition und der Übergabeposition verschwenkbar ist.
  • Der Saug- oder Nadelgreifer kann von der Aufnahmeposition in die Übergabeposition um beispielsweise 45° bis 90° verschwenkt sein. Grundsätzlich kann die Schwenkbewegung jedoch darauf begrenzt werden, dass der Rand gerade ausreichend von der Unterlage abgelöst ist, so dass der mindestens eine Klemmgreifer den Rand prozesssicher greifen kann. Eine darüber hinausgehende Schwenkbewegung des Saug-oder Nadelgreifers ist nicht erforderlich.
  • Der Saug- oder Nadelgreifer und der Klemmgreifer können in der Übergabeposition des Saug- oder Nadelgreifers in einer Richtung parallel zu der Achse, um die der Saug-oder Nadelgreifer verschwenkbar ist, fluchten. Dadurch kann erreicht werden, dass mit dem Verschwenken des Saug- oder Nadelgreifers, der mit dem Rand des biegeschlaffen Halbzeugs in Eingriff steht, der Rand des biegeschlaffen Halbzeugs in den Eingriffsbereich des Klemmgreifers gebracht wird, so dass der Klemmgreifer selbst keine translatorische, rotative oder sonstige Bewegung vollziehen muss, um den Randbereich des biegeschlaffen Halbzeugs fassen zu können.
  • Für das Fassen des Rands kann der Klemmgreifer beispielsweise zwei zueinander verstellbare Klemmbacken aufweisen, zwischen denen das biegeschlaffe Halbzeug einklemmbar ist. So kann der Saug- oder Nadelgreifer gerade dazu eingerichtet sein, bei dem Verschwenken aus der Aufnahmeposition in der Übergabeposition bei geöffnetem Klemmgreifer den Rand des biegeschlaffen Halbzeugs zwischen die Klemmbacken des Klemmgreifers einzuführen.
  • Die beiden Greiferbalken können über jeweils eine von jeweils zwei gegenüberliegenden Stirnseiten an einer Linearführung festgelegt sein, wobei die jeweils andere Stirnseite ein freies Ende des jeweiligen Greiferbalkens ist. Ein Abstand der Greiferbalken zueinander, beispielsweise der senkrechte Abstand der beiden sich parallel zueinander erstreckenden Greiferbalken, kann durch Verlagern mindestens eines der Greiferbalken entlang der Linearführung einstellbar sein. Über die Linearverstellung kann die Greiferanordnung an einen Mehrachsenroboter angebunden sein, so dass der Mehrachsenroboter die Greiferanordnung über die freien Enden der Greiferbalken zwischen den Plattenpaaren der Heizpresse einführen, auf das aufzunehmende biegeschlaffe Bauteil auflegen und für das Ablösen des biegeschlaffen Bauteils von der Heizpressenunterseite gegeneinander verstellen kann.
  • Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren für das Anheben eines biegeschlaffen Halbzeugs von einer Unterlagen beschrieben, dass die Schritte aufweist:
    • Bereitstellen eines auf einer Unterlage angeordneten biegeschlaffen Halbzeugs und einer Greiferanordnung, die mindestens ein Greiferpaar mit mindestens einem Saug- oder Nadelgreifer und mindestens einem Klemmgreifer aufweist;
    • Aufnehmen eines Rands des auf der Unterlage angeordneten biegeschlaffen Halbzeugs mit dem mindestens einen Saug- oder Nadelgreifer in einer Aufnahmeposition des Saug- oder Nadelgreifers ;
    • Verschwenken des mindestens einen Saug- oder Nadelgreifers aus der Aufnahmeposition in eine Übergabeposition, wobei der Rand von der Unterlage abgehoben wird, und
    • Übergeben des Rands des biegeschlaffen Halbzeugs an den mindestens einen Klemmgreifer und Halten des Rands des biegeschlaffen Halbzeugs mit dem mindestens einen Klemmgreifer
    • Vollständiges Abheben des biegeschlaffen Halbzeugs von der Unterlage, wenn der Rand des biegeschlaffen Halbzeugs von dem mindestens einen Klemmgreifer gehalten ist, wobei das Abheben des biegeschlaffen Halbzeugs von der Unterlage das Spannen des biegeschlaffen Halbzeugs aufweist, wozu an gegenüberliegenden Rändern des biegeschlaffen Halbzeugs mit jeweils mindestens einem Greiferpaar der jeweilige Rand angehoben und der Abstand gegenüberliegender Greiferpaare erhöht wird.
  • Nach dem Übergeben des biegeschlaffen Halbzeugs an den mindestens einen Klemmgreifer kann der mindestens eine Saug- oder Nadelgreifer weiterhin mit dem Rand in Eingriff stehen, oder mit dem Rand außer Eingriff stehen. Grundsätzlich sollen die Klemmgreifer dazu eingerichtet sein, die erforderliche Haltekraft für das Manövrieren des biegeschlaffen Bauteils bereitstellen zu können.
  • Das Verschwenken des mindestens einen Saug- oder Nadelgreifers aus der Aufnahmeposition in die Übergabeposition kann das Verschwenken des Saug- oder Nadelgreifers um 45° bis 90° aufweisen.
  • Für die Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise eine Greiferanordnung der zuvor beschriebenen Art verwendet.
  • Durch die Kombination von Nadel- oder Sauggreifern und Klemmgreifern kann zunächst ein kleiner Teil des biegeschlaffen Halbzeugs, insbesondere der Randbereich des biegeschlaffen Halbzeugs beispielsweise von einer unteren Platte einer Heizpresse angehoben werden, bevor das biegeschlaffe Bauteil dann mit den Klemmgreifern kraftschlüssig gegriffen und von der unteren Platte der Heizpresse abgehoben wird. Dies ermöglicht es, dass das erhitzte, biegeschlaffe Halbzeug, beispielsweise eine Fasermatte, beim Abheben nicht beschädigt wird. Wenn ein Paar Greiferbalken über eine Linearverstelleinheit unter einem variablen Abstand zueinander angeordnet ist, wird erreicht, dass die Greiferanordnung stufenlos in ihrer Größe dem jeweils erforderlichen Maß des Halbzeugs angepasst werden kann, wodurch Umrüstzeiten und damit verbundene Kosten verringert werden.
  • Die Greiferanordnung kann einen Schwenkantrieb für die Drehung der Saug- oder Nadelgreifer aufweisen. Dazu können entlang einer von dem Schwenkantrieb angetriebenen Achse, die beispielsweise parallel zu einem der zuvor beschriebenen Greiferbalken verläuft, mehrere Saug- oder Nadelgreifer regelmäßig beabstandet und synchron angetrieben werden. Ein Drehantrieb kann dazu vorgesehen sein, um die Klemmgreifer anzusteuern. Auch hierbei kann wiederum der Drehantrieb eine Achse antreiben, die parallel zu dem zuvor beschriebenen Greiferbalken verläuft und über die sämtliche der entlang des Greiferbalkens angeordneten Klemmgreifer synchron angetrieben sind.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • Figuren 1 bis 4
    schematisch und schrittweise den Anhebevorgang eines biegeschlaffen Halbzeugs mithilfe einer erfindungsgemäßen Greiferanordnung;
    Figur 5
    in perspektivischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Greiferanordnung; und
    Figur 6
    eine perspektivische Detailansicht der Greiferanordnung gemäß Figur 5.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen schematisch den Anhebevorgang eines biegeschlaffen Bauteils 100 mithilfe einer erfindungsgemäßen Greiferanordnung. Die erfindungsgemäße Greiferanordnung weist zwei funktional unterschiedliche Greifersysteme auf, nämlich mindestens einen Saug- oder Nadelgreifer 1 für das Anheben eines Randbereichs 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 und mindestens einen Klemmgreifer 2 für das feste Verbinden des biegeschlaffen Bauteils mit der Greiferanordnung, um das biegeschlaffe Halbzeug 100 von der Unterlage 200, auf welcher das biegeschlaffe Halbzeug 100 aufgelegt ist, abzuheben.
  • Die Unterlage 200 kann beispielsweise die Unterseite einer Heizpresse sein, innerhalb welcher das beispielsweise als faserverstärktes Kunststoffbauteil bereitgestellte biegeschlaffe Halbzeug vorgewärmt und vorverdichtet wird, so dass es in einem folgenden Bearbeitungsschritt in einer Formpresse formgebend bearbeitet und abgekühlt werden kann, so dass ein faserverstärktes Formbauteil erhalten wird, wie es etwa in KFZ-Karosseriebereich beispielsweise als Hutablage, Türinnenverkleidung, oder als Dämmelement Verwendung findet.
  • Demgemäß wird in dem in Figur 1 dargestellten ersten Schritt zunächst die Greiferanordnung derart in Richtung der Unterlage 200 abgesenkt, dass der Saug- oder Nadelgreifer 1 auf einer von der Unterlage 200 abgewandten Oberseite des biegeschlaffen Halbzeugs 100 zur Auflage kommt. Wie in der Zusammenschau der Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, kann die Greiferanordnung, wenn sie über den Saug-oder Nadelgreifer 1 auf das biegeschlaffe Halbzeug 100 aufgesetzt ist, zwar mit dem biegeschlaffen Halbzeug in Eingriff gebracht werden, beispielsweise indem die Greifernadeln des Nadelgreifers 1 in das Halbzeug 100 eingeführt werden. Der Klemmgreifer 2 ist jedoch in der in Figur 2 dargestellten Stellposition der Greiferanordnung mit dem Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 immer noch außer Eingriff.
  • Um den Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 mit dem Klemmgreifer 2 in Eingriff bringen zu können, wird der Saug- oder Nadelgreifer 1, nachdem er mit dem biegeschlaffen Halbzeug 100 in Eingriff gebracht worden ist, um seine Schwenkachse 3 verschwenkt, vorliegend um ungefähr 90°, wobei der Saug- oder Nadelgreifer 1 mit dem Halbzeug 100 in Eingriff bleibt, so dass der Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 in den geöffneten Klemmgreifer 2 eingeführt wird, wie es in Figur 3 dargestellt ist.
  • Die in Figur 2 gezeigte Aufnahmeposition des Saug- oder Nadelgreifers 1 und die in Figur 3 dargestellte Übergabeposition des Saug- oder Nadelgreifers 1 sind um 90° zueinander versetzt. Es sind jedoch Ausführungsformen denkbar, bei denen bereits eine Verschwenkung des Saug- und Nadelgreifers um beispielsweise 45° ausreichend ist, um den Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 hinreichend weit in den Klemmgreifer 2 einzuführen, so dass der Klemmgreifer 2 den Rand 101 prozesssicher fassen und halten kann.
  • Wie in der Zusammenschau der Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, sind der Saug- oder Nadelgreifer 1 und der Klemmgreifer 2 in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene hintereinander angeordnet, wobei zumindest die Eingriffsbereiche von Saug- oder Nadelgreifer 1 und Klemmgreifer 2, mit welchen die beiden Greiferarten 1, 2 mit dem Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 in Eingriff gebracht werden können, hintereinander, mithin fluchtend zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht es, dass im Zuge der Verschwenkbewegung des Saug- und Nadelgreifers 1 der Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 selbsttätig in den Eingriffbereich des Klemmgreifers 2 gebracht wird, ohne dass sich dazu der Klemmgreifer 2 über eine weitere translatorische oder rotative Bewegung auf den Rand 101 des Halbzeuges 100 zu bewegen muss, um ihn erfassen zu können.
  • In Figur 4 ist zu erkennen, dass, nachdem der Rand 101 des biegeschlaffen Halbzeugs 100 von dem Klemmgreifer 2 sicher gehalten ist, die Greiferanordnung von der Unterlage 200 abgehoben wird, wodurch sich der von der Unterlage 200 abgelöste Randbereich des biegeschlaffen Halbzeugs 100 weiter vergrößert. Diese Hubbewegung kann im Wesentlichen senkrecht zur Unterlage 200 vollzogen werden. Um ein vollständiges Ablösen des biegeschlaffen Halbzeugs 100 von der Unterlage 200 zu erreichen, kann die Greiferanordnung weiterhin eine Bewegung parallel zur Unterlage 200 durchführen, wodurch das Halbzeug 100 eine Spannung erhält, die es von der Unterlage 200 ablöst. Das Spannen des Halbzeugs 100, indem die Greiferanordnung parallel zu der Unterlage 200 bewegt wird, dient nicht nur dem schonenden Ablösen des biegeschlaffen Halbzeugs 100 von der Unterlage 200, sondern hat darüber hinaus den Vorteil, dass der Hub, um welchen die Greiferanordnung senkrecht zu der Unterlage bewegt wird, begrenzt werden kann, etwa weil zwischen den beiden Presswerkzeughälften der Heizpresse nur begrenzter Platz in Richtung senkrecht zu den Heizwerkzeughälften vorhanden ist.
  • Die Figur 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Greiferanordnung, wie sie zur Durchführung des mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschriebenen Verfahrens verwendet werden kann. Diese besteht im Wesentlichen aus einem ersten und einem zweiten Greiferbalken 4, die über einen ihrer beiden gegenüberliegenden Stirnseiten 5, 6 an einer Linearführung befestigt sind. Die jeweils gegenüberliegende Stirnseite 5, 6 der Greiferbalken 4 bildet ein freies Ende der Greiferbalken, über welche die Greiferbalken 4 etwa zwischen den beiden Werkzeughälften einer Heizpresse eingeführt werden können, um auf dem Halbzeug, welches sich noch in der Heizpresse befindet, abgelegt werden zu können.
  • Die beiden Greiferbalken 4 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander und sind entlang der Linearführung 7 zueinander verstellbar, mithin in Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Greiferbalken 4 aufeinander zu und voneinander weg. Durch diese Verstellmöglichkeit kann die mit Bezug auf die Figur 4 beschriebene Spannbewegung der Greiferanordnung zum Ablösen des biegeschlaffen Halbzeugs 100 von der Unterlage 200 vollzogen werden. Des weiteren wird eine flexible Anpassung der Greiferanordnung an jeweils vorgefundene Abmessungen des anzuhebenden Halbzeugs ermöglicht.
  • Entlang jedes der Greiferbalken 4 ist eine Vielzahl Greiferpaare bestehend aus jeweils einem Saug- oder Nadelgreifer 1 und einem Klemmgreifer 2 angeordnet, wie es im Detail besser in Figur 6 zu erkennen ist. Demgemäß weist der Greiferbalken 4 eine Mehrzahl der Greiferpaare 1, 2 auf, welche unter einem regelmäßigen Abstand in Längserstreckungsrichtung des Greiferbalkens 4 angeordnet sind. Es ist jeweils ein Schwenkantrieb 8 für den synchronen Antrieb der Saug- oder Nadelgreifer und ein Schwenkantrieb 10 für den Antrieb der Klemmgreifer vorgesehen. Die Synchronisierung der Saug- oder Nadelgreifer 1 erfolgt über eine erste Antriebsachse 9, mit welcher sämtliche Saug- oder Nadelgreifer 1 des Greiferbalkens 4 drehfest und stellpositionstreu verbunden sind. Ein zweiter Schwenkantrieb 10 für den Antrieb der Klemmgreifer weist wiederum eine Antriebsachse 11 für den synchronen Antrieb der Klemmgreifer 2, insbesondere deren Klemmbache zueiandern, auf, mit welcher sämtliche Klemmgreifer 2 des Greiferbalkens 4 drehfest und stellpositionstreu gekoppelt sind. Das in Figur 6 dargestellte Greifersystem kann beispielsweise mithilfe eines Mehrachsroboters manövriert werden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Saug- oder Nadelgreifer
    2
    Klemmgreifer
    3
    Schwenkachse des Saug- oder Nadelgreifers
    4
    Greiferbalken
    5
    erste Stirnseite
    6
    zweite Stirnseite
    7
    Linearführung
    8
    Schwenkantrieb Saug- oder Nadelgreifer
    9
    Antriebsachse Saug- oder Nadelgreifer
    10
    Schwenkantrieb Klemmgreifer
    11
    Antriebsachse Klemmgreifer
    100
    biegeschlaffes Halbzeug
    101
    Rand
    200
    Unterlage

Claims (10)

  1. Greiferanordnung für das Anheben eines biegeschlaffen Halbzeugs (100) von einer Unterlage (200), wobei die Greiferanordnung ein auf einer Unterlage (200) liegendes biegeschlaffes Halbzeug (100) sowie mindestens ein Greiferpaar mit einem Saug- oder Nadelgreifer (1) und mit mindestens einem Klemmgreifer (2) aufweist, wobei der Saug- oder Nadelgreifer (1) zwischen einer Aufnahmeposition zum Aufnehmen eines Rands (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) und einer Übergabeposition zum Übergeben des Rands (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) an den Klemmgreifer (2) um eine Achse (3) verschwenkbar ist, wobei die Greiferanordnung mindestens einen Greiferbalken (4) aufweist, entlang welches mehrere der Greiferpaare angeordnet sind, wobei sich der Greiferbalken (4) mit den Greiferpaaren entlang des Rands (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferanordnung einen ersten und einen zweiten der Greiferbalken (4) aufweist, wobei der erste Greiferbalken (4) an einem ersten von zwei gegenüber liegenden Rändern des biegeschlaffen Halbzeugs (100) angreift, und wobei der zweite Greiferbalken (4) an dem zweiten der gegenüber liegenden Ränder angreift, wobei ein Abstand der Greiferbalken (4) zueinander verstellbar ist, wobei die Greiferbalken (4) einen ersten Abstand zueinander einnehmen, wenn die Saug- oder Nadelgreifer (1) in der Aufnahmeposition sind, und wobei die Greiferbalken (4) einen zweiten Abstand aufweisen, der größer als der erste Abstand ist, wenn das biegeschlaffe Halbzeug (100) von den Klemmgreifern (2) gehalten ist.
  2. Greiferanordnung nach Anspruch 1, bei der der Klemmgreifer (2) zumindest senkrecht zu der Unterlage (200) verstellbar ist, so dass ein Abstand des Klemmgreifers (2) zu der Unterlage (200) einstellbar ist.
  3. Greiferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Klemmgreifer (2) parallel zu der Unterlage (200) verstellbar ist, wobei der Klemmgreifer (2) vorzugsweise in zwei sich senkrecht zueinander erstreckenden Richtung verstellbar ist, die sich weiterhin parallel zu einer Verschwenkebene des Saug- oder Nadelgreifers (1) senkrecht zu der Achse (3) erstrecken, um welche der Saug- oder Nadelgreifer (1) zwischen der Aufnahmeposition und der Übergabeposition verschwenkbar ist.
  4. Greiferanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Saug- oder Nadelgreifer (1) von der Aufnahmeposition in die Übergabeposition um 45° bis 90° verschwenkt ist.
  5. Greiferanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Saug- oder Nadelgreifer (1) und der Klemmgreifer (2) in der Übergabeposition des Saug- oder Nadelgreifers (1) in einer Richtung parallel zu der Achse (3), um die der Saug- oder Nadelgreifer (1) verschwenkbar ist, fluchten.
  6. Greiferanordnung nach Anspruch 1, bei der die Greiferbalken (4) über jeweils eine von zwei gegenüber liegenden Stirnseiten (5, 6) an einer Linearführung (7) festgelegt sind, wobei die jeweils andere Stirnseite (5, 6) ein freien Ende des jeweiligen Greiferbalkens (4) ist, und wobei ein Abstand der Greiferbalken (4) zueinander durch Verlagern mindestens eines der Greiferbalken (4) entlang der Linearführung (7) einstellbar ist.
  7. Verfahren für das Anheben eines biegeschlaffen Halbzeugs (100) von einer Unterlage (200), das die Schritte aufweist:
    - Bereitstellen eines auf einer Unterlage (200) angeordneten biegeschlaffen Halbzeugs (100) und einer Greiferanordnung, die mindestens ein Greiferpaar mit mindestens einem Saug- oder Nadelgreifer (1) und mindestens einem Klemmgreifer (2) aufweist;
    - Aufnehmen eines Rands (101) des auf der Unterlage (200) angeordneten biegeschlaffen Halbzeugs (100) mit dem mindestens einen Saug- oder Nadelgreifer (1) in einer Aufnahmeposition des Saug- oder Nadelgreifers (1);
    - Verschwenken des mindestens einen Saug- oder Nadelgreifers (1) aus der Aufnahmeposition in eine Übergabeposition, wobei der Rand (101) von der Unterlage (200) abgehoben wird, und
    - Übergeben des Rands (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) an den mindestens einen Klemmgreifer (2) und Halten des Rands (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) mit dem mindestens einen Klemmgreifer (2)
    - vollständiges Abheben des biegeschlaffen Halbzeugs (100) von der Unterlage (200), wenn der Rand (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) von dem mindestens einen Klemmgreifer (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abheben des biegeschlaffen Halbzeugs (100) von der Unterlage (200) das Spannen des biegeschlaffen Halbzeugs (100) aufweist, wozu an gegenüberliegenden Rändern (101) des biegeschlaffen Halbzeugs (100) mit jeweils mindesten einem Greiferpaar der jeweilige Rand (101) angehoben und der Abstand gegenüberliegender Greiferpaare erhöht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem nach dem Übergeben des biegeschlaffen Halbzeugs (100) an den mindestens einen Klemmgreifer (2) der mindestens eine Saug- oder Nadelgreifer (1) weiterhin mit dem Rand (101) in Eingriff steht, oder mit dem Rand (101) außer Eingriff steht.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem das Verschwenken des mindestens einen Saug- oder Nadelgreifers (1) aus der Aufnahmeposition in die Übergabeposition das Verschwenken des Saug- oder Nadelgreifers (1) um 45° bis 90° aufweist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem als die Greiferanordnung eine Greiferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.
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