WO2022028731A1 - Fertigungsanlage und verfahren zum betreiben einer fertigungsanlage - Google Patents

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WO2022028731A1
WO2022028731A1 PCT/EP2021/025245 EP2021025245W WO2022028731A1 WO 2022028731 A1 WO2022028731 A1 WO 2022028731A1 EP 2021025245 W EP2021025245 W EP 2021025245W WO 2022028731 A1 WO2022028731 A1 WO 2022028731A1
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tool
press
tool gripper
sensor
gripper
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PCT/EP2021/025245
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French (fr)
Inventor
Markus Hees
Benedikt HAAG
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D55/00—Safety devices protecting the machine or the operator, specially adapted for apparatus or machines dealt with in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/028—Loading or unloading of dies, platens or press rams

Definitions

  • the invention relates to a production plant for the production of workpieces by means of forming.
  • the invention relates to a method for operating such a production plant.
  • Such manufacturing plants and methods for operating such manufacturing plants are known from the prior art, for example from DE 199 53 522 A1.
  • These tools are usually set down on a press table and fed to the press to form a semi-finished product (later a workpiece). Due to the high traversing speeds due to the shortest possible throughput times and the comparatively large mass of the tools, there is a risk of injuries and accidents when handling the tools, which can lead to an undesired downtime of the production plant.
  • the object of the invention is to provide a production plant that is improved in comparison thereto and an improved method.
  • the production plant for the production of workpieces by means of forming can in particular be a press shop.
  • the production plant has a press with at least one press table, at least one tool (press tool) for the press table and a crane system with at least one crane with a tool gripper for gripping the tool.
  • At least one sensor for monitoring a surrounding area is arranged on the press and/or on the tool gripper Sensor is connected wirelessly or by wire to a controller for the crane and / or the crane system.
  • the tool is in particular a pressing tool.
  • the tool can be set down on the press table, in particular on a clamping surface for the tool, and interact with the press table.
  • a workpiece By pressing the tool or sections thereof together using the press, a workpiece can be produced by forming a raw material or semi-finished product, for example a body part of a vehicle or motor vehicle.
  • the crane system can have one, two or more cranes.
  • the crane or cranes each serve to handle a tool or pressing tool by means of a tool gripper (the crane or cranes each have a tool gripper).
  • the cranes can each in particular be a process crane or tool transport crane.
  • the tool gripper serves to (directly) grip the tool or pressing tool.
  • the tool gripper has at least two, preferably four or more, gripper arms which can be brought into a gripping position and a release position by means of an actuating device.
  • the gripping arms can be arranged in pairs opposite one another and can be moved towards one another (gripping position) or away from one another (release position).
  • the surrounding area (to be monitored) is in particular a danger area around the press bed, for example a clamping surface of the press bed for the tool.
  • the danger area can extend approx. 1.8 meters around the clamping surface of the press table for the tool (towards the sides of the press table).
  • the danger area can extend over an area of up to 500 millimeters ( ⁇ 500 millimeters) from the upper edge of the clamping surface of the press bed.
  • the controller can preferably be set up in such a way that when the tool gripper picks up, has picked up or sets down the tool, an optical and/or acoustic warning signal is emitted (e.g. by means of a signal output device provided for this purpose) and/or that the tool gripper is stopped.
  • an optical and/or acoustic warning signal is emitted (e.g. by means of a signal output device provided for this purpose) and/or that the tool gripper is stopped.
  • the handling of the tool for example moving the tool gripper, picking up or setting down the tool can be stopped. This helps to prevent injuries and accidents in the event of danger.
  • an optical and/or acoustic warning signal can be issued (first stage).
  • the handling process or the traversing speed of the tool gripper can be reduced. If the object enters a sub-area (core area) of the surrounding area or is located in this sub-area or if the object stays in the surrounding area (e.g. outside the sub-area) for a defined length of time (exceeding a defined length of stay), the handling process or the tool gripper stopped (second stage).
  • a safety laser scanner in particular a 2D scanner, can preferably be provided on the press as a sensor. This protects the area around the tool (surrounding area) against entering and staying Objects (persons or objects) in this area are monitored. This monitoring can take place regardless of whether the tool gripper or a tool is on the press table or not.
  • Two scanners can be provided on each side of each press table. The sensor or sensors can be arranged in a stationary manner on the press.
  • a safety laser scanner in particular a 2D scanner, and/or a radar sensor can preferably be arranged as a sensor on one end face or on both end faces of the tool gripper.
  • a side facing away from the press can be monitored or secured by the safety laser scanner.
  • the presence of objects (persons or objects) on a side facing away from the press can be detected by the radar sensor, in particular when the tool is picked up and/or set down on the press table. Equipping the tool gripper with sensors on both end faces has the advantage that the side of a press table facing away from the press can be monitored on both sides of the press (press tables on one side and on the other side of the press).
  • the sensors can be attached to the tool gripper and move with the tool gripper.
  • the sensors can be attached to the tool gripper directly or by means of a cantilever.
  • At least one safety laser scanner in particular a 3D scanner, can preferably be arranged as a sensor on one face or on both faces of the tool gripper and/or on the longitudinal sides of the tool gripper.
  • the safety laser scanners can capture the area around the tool gripper, and if the tool gripper is on a press table, the area around the press table can be monitored.
  • the design as a three-dimensional scanner (3D scanner) allows the detection of objects in a three-dimensional detection area.
  • a safety laser scanner can be arranged on the front side of the tool gripper.
  • One or two safety laser scanners can be attached to the long side of the tool gripper. With one or more safety laser scanners, the Press bed can be caught when the tool gripper runs over it.
  • the safety laser scanners can be attached to the tool gripper and move with the tool gripper.
  • the safety laser scanners can be attached to the tool gripper directly or by means of a cantilever.
  • At least two safety laser scanners can preferably be provided on the tool gripper, with the controller being set up in such a way that when the tool gripper is moved, only one of the safety laser scanners is activated or is active, and if this safety laser scanner detects the press table, the others too Safety laser scanners are activated (e.g. all safety laser scanners can then be active).
  • the press table can be detected with a safety laser scanner, with all safety laser scanners only being activated once the surrounding area has been monitored. This reduces the energy consumption and (if only one safety laser scanner is active) the radiation emitted in the vicinity of the press table.
  • At least one projection device in particular an LED projection device, can be provided, which is set up in such a way that an optical signal is emitted (e.g. a visualization of the approaching crane or tool gripper) when the tool gripper approaches the press bed, e.g invades the surrounding area.
  • an optical signal e.g. a visualization of the approaching crane or tool gripper
  • the method is used to operate a production plant, preferably a press shop, for the production of workpieces by means of forming, in particular a production plant according to one of the above aspects.
  • At least one tool pressing tool
  • At least one tool is handled by a crane with a tool gripper.
  • an area surrounding the press table is monitored by means of at least one sensor. If the sensor detects that an object (person or object) enters or is present in the surrounding area, a visual and/or acoustic warning signal is issued or the tool gripper is stopped.
  • the sensor when the tool gripper is moved to the press bed, the sensor can detect the press bed, further sensors being activated to monitor the surrounding area.
  • the additional sensors are only activated when the surrounding area is monitored. This reduces the energy consumption and (if only one sensor is active) the energy emitted in the vicinity of the press, e.g. the emitted radiation.
  • the traversing speed of the tool gripper can be reduced and/or the tool gripper can be stopped when the object enters a sub-area (core area) of the surrounding area or is in the sub-area or if the object stays in the surrounding area for a defined length of time (exceeding a defined length of stay).
  • the tool gripper is not necessarily switched off or stopped, but a two-stage reaction can take place. This favors the efficiency of the production plant.
  • FIG. 1 schematically shows a production plant in a side view
  • FIG. 2 schematically shows a possible embodiment of the production plant from FIG. 1;
  • FIG. 3a, b approaching a press table with the tool gripper of the production plant from Figure 2.
  • FIG. 10 A side view of a production plant 10 is shown schematically in FIG.
  • the production plant 10 for producing workpieces by means of forming can be a press shop, for example.
  • the production plant 10 has a press 12 with at least one press bed 14, at least one tool 16 (press tool 16) for the press bed 14 and a crane system with at least one crane (each not shown) with a tool gripper 18 for gripping the tool 16.
  • at least one sensor 20, 34, 36 is arranged on the press 12 and on the tool gripper 18 for monitoring a surrounding area.
  • the sensors 20, 34, 36 are connected wirelessly or by wire to a controller for the crane and/or the crane system (not shown).
  • the tool gripper 18 is used for directly gripping the tool 16 or pressing tool 16.
  • the tool gripper 18 has four gripper arms 24 (only two gripper arms 24 can be seen), which can be moved by means of an actuating device into a gripping position (tool 16 is gripped) and a release position (tool 16 will be released) can be brought (not shown).
  • the gripping arms 24 are arranged in pairs opposite one another and can be moved towards one another (gripping position) and away from one another (release position).
  • the surrounding area 26 (to be monitored) is in particular a danger area around the press table 14, e.g. a clamping surface 28 of the press table 14 for the tool 16.
  • the controller (not shown) is set up in such a way that when the tool gripper 18 picks up, has picked up or sets down the tool 16, an optical and /or an acoustic warning signal is output, for example by means of a signal output device (not shown) provided for this purpose, and/or that the tool gripper 18 is stopped.
  • a safety laser scanner 20 embodied as a 2D scanner is provided on the press 12 as a sensor.
  • the area around the tool 16 (surrounding area 26) can be monitored to prevent objects (persons or objects) from entering or staying there (cf. detection area 22).
  • a safety laser scanner 34 embodied as a 2D scanner, and a radar sensor 36 are arranged as a sensor on both end faces 30, 32 of the tool gripper 18.
  • a side of the press table 14 facing away from the press 12 can be monitored or secured by the safety laser scanner 34 (cf. detection area 35).
  • the radar sensor 36 can detect the presence of objects (persons or objects) on a side facing away from the press 12 (cf. detection area 37), in particular when the tool 16 is picked up and/or set down on the press bed 14.
  • the sensors 34, 36 are attached to the tool gripper 18 and move with the tool gripper 18.
  • the sensors 34, 36 are each attached to the tool gripper by means of a cantilever 38.
  • At least one projection device in particular an LED projection device, can be provided, which is set up in such a way that an optical signal is emitted (e.g. a visualization of the approaching Crane or tool gripper 18) when the tool gripper 18 approaches the press table 14, for example enters the surrounding area 26 (not shown).
  • an optical signal e.g. a visualization of the approaching Crane or tool gripper 18
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of the production system 10, with identical or functionally identical elements being provided with identical reference symbols, so that reference is made to the above explanations to avoid repetition.
  • At least one safety laser scanner 44 is arranged on both end faces 30, 32 of the tool gripper 18 and on the longitudinal sides 40 of the tool gripper 18 as a sensor.
  • one safety laser scanner 44 is arranged on each of the end faces 30, 32, and two safety laser scanners 44 can be arranged on each of the longitudinal sides 40 (only one longitudinal side 40 is shown).
  • the safety laser scanners 44 each have a three-dimensional detection area 46 .
  • the safety laser scanners 44 can each be attached to the tool gripper 18 by means of a cantilever 48 .
  • a sensor on the press 12 can be dispensed with here.
  • the controller (not shown) is set up in such a way that when the tool gripper 18 is moved, only one of the safety laser scanners 44' is activated or is active (cf. FIG. 3a), and when this safety laser scanner 44' detects the press table 14, the other safety laser scanners 44 are also activated (in the example, all safety laser scanners 44 are then active; cf. FIG. 3b).
  • FIGS. 3a and 3b show the approach of a press table 14 with the tool gripper 18 of the production plant 10 according to FIG.
  • the press table 14 is approached with the tool gripper 18 with the tool 16 or pressing tool 16 gripped (cf. FIG. 3a).
  • the press table 14' is already equipped with a tool 16'. There is no tool (yet) on the press table 14".
  • the safety laser scanner 44' When the tool gripper 18 is moved, only one safety laser scanner 44' is active in the example, with the safety laser scanner 44' then detecting (by sensors) the press table 16 when it is passed over. detected (cf. detection area 46' in FIG. 3a). As soon as the safety laser scanner 44' detects the press bed 14, the other safety laser scanners 44 are activated (cf. FIG. 3b).
  • the surrounding area 26 of the press bed 14 can thus be monitored.
  • the method for operating a manufacturing facility 10 can proceed as described above.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage (10), insbesondere Presswerk, zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung, mit einer Presse (12) mit mindestens einem Pressentisch (14), mindestens einem Werkzeug (16) für den Pressentisch (14) und einer Krananlage mit mindestens einem Kran mit einem Werkzeuggreifer (18) zum Greifen des Werkzeugs (16), dadurch gekennzeichnet, dass an der Presse (12) und/oder an dem Werkzeuggreifer (18) jeweils mindestens ein Sensor (20, 34, 36, 44) zur Überwachung eines Umgebungsbereichs (26) angeordnet ist, wobei der Sensor (20, 34, 36, 44) drahtlos oder drahtgebunden mit einer Steuerung für den Kran und/oder die Krananlage verbunden ist.

Description

FERTIGUNGSANLAGE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER FERTIGUNGSANLAGE
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Fertigungsanlage.
Derartige Fertigungsanlagen und Verfahren zum Betreiben solcher Fertigungsanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt, bspw. aus DE 199 53 522 A1 . Auf diese Weise ist eine Herstellung von Werkstücken mittels Umformung, und zwar in hierfür vorgesehenen Umform- oder Presswerkzeugen möglich. Diese Werkzeuge werden in der Regel auf einem Pressentisch abgesetzt und zur Umformung eines Halbzeugs (späteres Werkstück) der Presse zugeführt. Wegen der auf Grund möglichst kurzer Durchlaufzeiten hohen Verfahrgeschwindigkeiten und der vergleichsweise großen Masse der Werkzeuge besteht bei der Werkzeughandhabung ein Risiko von Verletzungen und Unfällen, die zu ungewünschtem Stillstand der Fertigungsanlage führen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber verbesserte Fertigungsanlage und ein verbessertes Verfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Fertigungsanlage nach Anspruch 1 gelöst.
Bei der Fertigungsanlage zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung kann es sich insbesondere um ein Presswerk handeln. Die Fertigungsanlage weist eine Presse mit mindestens einem Pressentisch, mindestens ein Werkzeug (Presswerkzeug) für den Pressentisch und eine Krananlage mit mindestens einem Kran mit einem Werkzeuggreifer zum Greifen des Werkzeugs auf. An der Presse und/oder an dem Werkzeuggreifer ist jeweils mindestens ein Sensor zur Überwachung eines Umgebungsbereichs angeordnet, wobei der Sensor drahtlos oder drahtgebunden mit einer Steuerung für den Kran und/oder die Krananlage verbunden ist.
Durch Überwachung des Umgebungsbereichs können Sicherheit und Effizienz optimiert werden. So können fremde Objekte (Personen oder Gegenstände) im Umgebungsbereich erkannt werden, und zwar insbesondere beim Aufnehmen oder beim Absetzen des Werkzeugs am Pressentisch. Dies erlaubt bspw. eine Ausgabe von Warnsignalen und/oder ein Stoppen des Krans bzw. des Werkzeuggreifers. Unfälle können somit verhindert und ein Stillstand der Fertigungsanlage abgewendet werden. Zudem begünstigt eine solche Überwachung eine weitgehend automatisierte Ausgestaltung einer Fertigungsanlage, insbesondere eines Presswerks ("Smart Press Shop").
Bei dem Werkzeug handelt es sich insbesondere um ein Presswerkzeug. Das Werkzeug kann auf dem Pressentisch, insbesondere auf einer Aufspannfläche für das Werkzeug, abgesetzt werden und mit dem Pressentisch Zusammenwirken. Indem das Werkzeug bzw. Abschnitte hiervon mittels der Presse zusammengepresst werden, kann durch Umformen eines Rohmaterials oder Halbzeugs ein Werkstück hergestellt werden, bspw. ein Karosserieteil eines Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs.
Die Krananlage kann einen, zwei oder mehrere Kräne aufweisen. Der oder die Kräne dienen jeweils zur Handhabung eines Werkzeugs bzw. Presswerkzeugs mittels eines Werkzeuggreifers (der oder die Kräne weisen jeweils einen Werkzeuggreifer auf). Bei den Kränen kann es sich jeweils insbesondere um einen Prozesskran bzw. Werkzeugtransportkran handeln.
Der Werkzeuggreifer dient zum (unmittelbaren) Greifen des Werkzeugs bzw. Presswerkzeugs. Der Werkzeuggreifer weist mindestens zwei, vorzugsweise vier oder mehr, Greifarme auf, die mittels einer Betätigungseinrichtung in eine Greifstellung und eine Freigabestellung verbringbar sind. Die Greifarme können paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sein und aufeinander zu (Greifstellung) bzw. voneinander wegbewegt werden (Freigabestellung). Bei dem (zu überwachenden) Umgebungsbereich handelt es sich insbesondere um einen Gefahrenbereich um den Pressentisch herum, bspw. um eine Aufspannfläche des Pressentischs für das Werkzeug. Der Gefahrenbereich kann sich je Pressentisch ca. 1 ,8 Meter um die Aufspannfläche des Pressentischs für das Werkzeug erstrecken (zu den Seiten des Pressentischs hin). Entlang der Höhenrichtung kann sich der Gefahrenbereich über einen Bereich von bis zu 500 Millimeter (< 500 Millimeter) ab Oberkante der Aufspannfläche des Pressentischs erstrecken.
Vorzugsweise kann die Steuerung derart eingerichtet sein, dass, wenn der Werkzeuggreifer das Werkzeug aufnimmt, aufgenommen hat oder absetzt, bei Erfassung eines Objekts (Person oder Gegenstand) durch den Sensor im Umgebungsbereich ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird (bspw. mittels einer hierfür vorgesehenen Signalabgabeeinrichtung) und/oder dass der Werkzeuggreifer gestoppt wird. Mit anderen Worten kann die Handhabung des Werkzeugs, bspw. ein Verfahren des Werkzeuggreifers, ein Aufnehmen oder ein Absetzen des Werkzeugs gestoppt werden. Dies trägt dazu bei, dass im Gefahrenfall Verletzungen und Unfälle verhindert werden können.
Bei Eindringen in den Umgebungsbereich kann ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben werden (erste Stufe). Alternativ oder ergänzend kann der Handhabungsvorgang bzw. die Verfahrgeschwindigkeit des Werkzeuggreifers reduziert werden. Tritt das Objekt in einen Teilbereich (Kernbereich) des Umgebungsbereichs ein oder befindet es sich in diesem Teilbereich oder hält sich das Objekt über eine definierte Aufenthaltsdauer hinweg im Umgebungsbereich (bspw. außerhalb des Teilbereichs) auf (Überschreiten einer definierten Aufenthaltsdauer), wird der Handhabungsvorgang bzw. der Werkzeuggreifer gestoppt (zweite Stufe).
Vorzugsweise kann an der Presse als Sensor ein Sicherheits-Laserscanner, insbesondere ein 2D-Scanner, vorgesehen sein. Dadurch kann der Bereich um das Werkzeug herum (Umgebungsbereich) gegen Betreten und Aufenthalt von Objekten (Personen oder Gegenstände) in diesem Bereich überwacht werden. Diese Überwachung kann unabhängig davon erfolgen, ob sich der Werkzeuggreifer bzw. ein Werkzeug am Pressentisch befindet oder nicht. Pro Pressentisch können zwei Scanner je Seite vorgesehen sein. Der oder die Sensoren können ortsfest an der Presse angeordnet sein.
Vorzugsweise kann an einer Stirnseite oder an beiden Stirnseiten des Werkzeuggreifers als Sensor jeweils ein Sicherheits-Laserscanner, insbesondere ein 2D-Scanner, und/oder ein Radarsensor angeordnet sein. Durch den Sicherheits-Laserscanner kann eine von der Presse abgewandte Seite überwacht bzw. gesichert werden. Durch den Radarsensor kann an einer von der Presse abgewandten Seite ein Aufenthalt von Objekten (Personen oder Gegenstände) erkannt werden, insbesondere beim Aufnehmen und/oder Absetzen des Werkzeugs am Pressentisch. Eine Ausrüstung des Werkzeuggreifers mit Sensoren an beiden Stirnseiten hat den Vorteil, dass zu beiden Seiten der Presse (Pressentische auf einer Seite und auf der anderen Seite der Presse) die von der Presse abgewandte Seite eines Pressentisches überwacht werden kann. Die Sensoren können am Werkzeuggreifer befestigt sein und sich mit Werkzeuggreifer mitbewegen. Die Sensoren können unmittelbar oder mittels eines Auslegers am Werkzeuggreifer befestigt sein.
Vorzugsweise kann an einer Stirnseite oder an beiden Stirnseiten des Werkzeuggreifers und/oder an den Längsseiten des Werkzeuggreifers als Sensor jeweils mindestens ein Sicherheits-Laserscanner, insbesondere ein 3D- Scanner, angeordnet sein. Die Sicherheits-Laserscanner können die Umgebung des Werkzeuggreifers erfassen, wobei dann, wenn sich der Werkzeuggreifer an einem Pressentisch befindet, die Umgebung des Pressentisches überwacht werden kann. Die Ausgestaltung als dreidimensional arbeitender Scanner (3D- Scanner) erlaubt die Erfassung von Objekten in einem dreidimensionalen Erfassungsbereich. Es kann jeweils ein Sicherheits-Laserscanner an der Stirnseite des Werkzeuggreifers angeordnet sein. Es können jeweils ein oder zwei Sicherheits-Laserscanner an der Längsseite des Werkzeuggreifers befestigt sein. Durch einen oder mehrere Sicherheits-Laserscanner kann der Pressentisch beim Überfahren mit dem Werkzeuggreifer erfasst werden. Die Sicherheits-Laserscanner können am Werkzeuggreifer befestigt sein und sich mit Werkzeuggreifer mitbewegen. Die Sicherheits-Laserscanner können unmittelbar oder mittels eines Auslegers am Werkzeuggreifer befestigt sein.
Vorzugsweise können am Werkzeuggreifer zumindest zwei Sicherheits- Laserscanner vorgesehen sein, wobei die Steuerung derart eingerichtet ist, dass beim Verfahren des Werkzeuggreifers nur einer der Sicherheits-Laserscanner aktiviert wird bzw. aktiv ist, wobei wenn dieser Sicherheits-Laserscanner den Pressentisch erfasst, auch die weiteren Sicherheits-Laserscanner aktiviert werden (bspw. können dann alle Sicherheits-Laserscanner aktiv sein). Dadurch kann der Pressentisch mit einem Sicherheits-Laserscanner erkannt werden, wobei erst dann, wenn die Überwachung des Umgebungsbereichs erfolgt, alle Sicherheits-Laserscanner aktiviert werden. Dies reduziert den Energieverbrauch und (wenn nur ein Sicherheits-Laserscanner aktiv ist) die in die Umgebung des Pressentisches emittierte Strahlung.
Vorzugsweise kann mindestens eine Projektionseinrichtung, insbesondere eine LED-Projektionseinrichtung, vorgesehen sein, die derart eingerichtet ist, dass eine optische Signalabgabe erfolgt (bspw. eine Visualisierung des sich nähernden Krans bzw. Werkzeuggreifers), wenn sich der Werkzeuggreifer dem Pressentisch nähert, bspw. in den Umgebungsbereich eindringt. Dies erhöht die Sicherheit, da ein anfahrender Kran bzw. Werkzeugträger frühzeitig durch Personen erkannt werden kann.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Das Verfahren dient zum Betreiben einer Fertigungsanlage, vorzugsweise einem Presswerk, zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung, insbesondere einer Fertigungsanlage nach einem der voranstehenden Aspekte. Dabei wird mindestens ein Werkzeug (Presswerkzeug) mittels einem Kran mit einem Werkzeuggreifer gehandhabt. Beim Absetzen des Werkzeugs auf einem Pressentisch einer Presse oder beim Aufnehmen des Werkzeugs von dem Pressentisch wird ein Umgebungsbereich des Pressentischs mittels mindestens einem Sensor überwacht. Wenn der Sensor erfasst, dass ein Objekt (Person oder Gegenstand) in den Umgebungsbereich eindringt oder sich in dem Umgebungsbereich aufhält, wird ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben oder der Werkzeuggreifer wird gestoppt.
Hinsichtlich der hiermit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Fertigungsanlage verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können die im Zusammenhang mit der Fertigungsanlage erläuterten und/oder nachfolgend beschriebenen Maßnahmen dienen.
Vorzugsweise kann der Sensor, wenn der Werkzeuggreifer zum Pressentisch verfahren wird, den Pressentisch erfassen, wobei weitere Sensoren zur Überwachung des Umgebungsbereichs aktiviert werden. Somit werden die weiteren Sensoren erst dann aktiviert, wenn die Überwachung des Umgebungsbereichs erfolgt. Dies reduziert den Energieverbrauch und (wenn nur ein Sensor aktiv ist) die in die Umgebung der Presse emittierte Energie, bspw. die emittierte Strahlung.
Vorzugsweise kann, wenn das Objekt (Person oder Gegenstand) in den Umgebungsbereich eindringt oder sich in diesem aufhält, die Verfahrgeschwindigkeit des Werkzeuggreifers reduziert werden und/oder es kann der Werkzeuggreifer dann gestoppt werden, wenn das Objekt in einen Teilbereich (Kernbereich) des Umgebungsbereichs eintritt oder sich in dem Teilbereich befindet oder wenn sich das Objekt über eine definierte Aufenthaltsdauer hinweg im Umgebungsbereich aufhält (Überschreiten einer definierten Aufenthaltsdauer). Somit erfolgt nicht zwingend eine Abschaltung oder ein Stoppen des Werkzeuggreifers, sondern es kann eine zweistufige Reaktion erfolgen. Dies begünstigt die Effizienz der Fertigungsanlage.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind, ggf. jedoch lediglich einmal. In der Zeichnung zeigt:
Fig.1 schematisch eine Fertigungsanlage in einer Seitenansicht;
Fig.2 schematisch eine Ausgestaltungsmöglichkeit der Fertigungsanlage aus Figur 1 ; und
Fig.3a, b ein Anfahren eines Pressentisches mit dem Werkzeuggreifer der Fertigungsanlage aus Figur 2.
In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Fertigungsanlage 10 dargestellt. Bei der Fertigungsanlage 10 zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung kann es sich bspw. um ein Presswerk handeln.
Die Fertigungsanlage 10 weist eine Presse 12 mit mindestens einem Pressentisch 14, mindestens ein Werkzeug 16 (Presswerkzeug 16) für den Pressentisch 14 und eine Krananlage mit mindestens einem Kran (jeweils nicht gezeigt) mit einem Werkzeuggreifer 18 zum Greifen des Werkzeugs 16 auf. Im Beispiel ist an der Presse 12 und an dem Werkzeuggreifer 18 jeweils mindestens ein Sensor 20, 34, 36 zur Überwachung eines Umgebungsbereichs angeordnet. Die Sensoren 20, 34, 36 sind drahtlos oder drahtgebunden mit einer Steuerung für den Kran und/oder die Krananlage verbunden (nicht dargestellt).
Der Werkzeuggreifer 18 dient zum unmittelbaren Greifen des Werkzeugs 16 bzw. Presswerkzeugs 16. Der Werkzeuggreifer 18 weist vier Greifarme 24 auf (nur zwei Greifarme 24 sind erkennbar), die mittels einer Betätigungseinrichtung in eine Greifstellung (Werkzeug 16 wird ergriffen) und eine Freigabestellung (Werkzeug 16 wird freigegeben) verbringbar sind (nicht dargestellt). Die Greifarme 24 sind paarweise einander gegenüberliegend angeordnet und können aufeinander zu (Greifstellung) und voneinander wegbewegt werden (Freigabestellung). Bei dem (zu überwachenden) Umgebungsbereich 26 handelt es sich insbesondere um einen Gefahrenbereich um den Pressentisch 14 herum, bspw. um eine Aufspannfläche 28 des Pressentischs 14 für das Werkzeug 16.
Die Steuerung (nicht gezeigt) ist derart eingerichtet, dass, wenn der Werkzeuggreifer 18 das Werkzeug 16 aufnimmt, aufgenommen hat oder absetzt, bei Erfassung eines Objekts (Person oder Gegenstand) durch einen der Sensoren 20, 34, 36 im Umgebungsbereich 26 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird, bspw. mittels einer hierfür vorgesehenen Signalabgabeeinrichtung (nicht dargestellt), und/oder dass der Werkzeuggreifer 18 gestoppt wird.
Im Beispiel ist an der Presse 12 als Sensor ein Sicherheits-Laserscanner 20, ausgebildet als 2D-Scanner, vorgesehen. Dadurch kann der Bereich um das Werkzeug 16 herum (Umgebungsbereich 26) gegen Betreten und Aufenthalt von Objekten (Personen oder Gegenstände) überwacht werden (vgl. Erfassungsbereich 22).
Im Beispiel sind an beiden Stirnseiten 30, 32 des Werkzeuggreifers 18 als Sensor jeweils ein Sicherheits-Laserscanner 34, ausgebildet als 2D-Scanner, und ein Radarsensor 36 angeordnet. Durch den Sicherheits-Laserscanner 34 kann eine von der Presse 12 abgewandte Seite des Pressentischs 14 überwacht bzw. gesichert werden (vgl. Erfassungsbereich 35). Durch den Radarsensor 36 kann an einer von der Presse 12 abgewandten Seite ein Aufenthalt von Objekten (Personen oder Gegenstände) erkannt werden (vgl. Erfassungsbereich 37), insbesondere beim Aufnehmen und/oder Absetzen des Werkzeugs 16 am Pressentisch 14. Die Sensoren 34, 36 sind am Werkzeuggreifer 18 befestigt und bewegen sich mit Werkzeuggreifer 18 mit. Die Sensoren 34, 36 sind im Beispiel jeweils mittels eines Auslegers 38 am Werkzeuggreifer befestigt.
Optional kann mindestens eine Projektionseinrichtung, insbesondere eine LED- Projektionseinrichtung, vorgesehen sein, die derart eingerichtet ist, dass eine optische Signalabgabe erfolgt (bspw. eine Visualisierung des sich nähernden Krans bzw. Werkzeuggreifers 18), wenn sich der Werkzeuggreifer 18 dem Pressentisch 14 nähert, bspw. in den Umgebungsbereich 26 eindringt (nicht dargestellt).
Figur 2 zeigt eine Ausgestaltungsmöglichkeit der Fertigungsanlage 10, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Abweichend von der oben beschriebenen Ausgestaltung ist vorliegend an beiden Stirnseiten 30, 32 des Werkzeuggreifers 18 und an den Längsseiten 40 des Werkzeuggreifers 18 als Sensor jeweils mindestens ein Sicherheits- Laserscanner 44, ausgebildet als 3D-Scanner, angeordnet. Im Beispiel ist an den Stirnseiten 30, 32 jeweils ein Sicherheits-Laserscanner 44 angeordnet und an den Längsseiten 40 können jeweils zwei Sicherheits-Laserscanner 44 angeordnet sein (nur eine Längsseite 40 dargestellt). Die Sicherheits- Laserscanner 44 weisen jeweils einen dreidimensionalen Erfassungsbereich 46 auf. Die Sicherheits-Laserscanner 44 können jeweils mittels eines Auslegers 48 am Werkzeuggreifer 18 befestigt sein. Auf einen Sensor an der Presse 12 kann hier verzichtet werden.
Die Steuerung (nicht dargestellt) ist derart eingerichtet, dass beim Verfahren des Werkzeuggreifers 18 nur einer der Sicherheits-Laserscanner 44' aktiviert wird bzw. aktiv ist (vgl. Figur 3a), wobei wenn dieser Sicherheits-Laserscanner 44' den Pressentisch 14 erfasst, auch die weiteren Sicherheits-Laserscanner 44 aktiviert werden (im Beispiel sind dann alle Sicherheits-Laserscanner 44 aktiv; vgl. Figur 3b).
Die Figuren 3a und 3b zeigen ein Anfahren eines Pressentisches 14 mit dem Werkzeuggreifer 18 der Fertigungsanlage 10 gemäß Figur 2. Zur besseren Übersicht ist an der Längsseite 40 des Werkzeuggreifers 18 nur ein Sicherheits- Laserscanner 44 dargestellt. Mit dem Werkzeuggreifer 18 wird mit gegriffenem Werkzeug 16 bzw. Presswerkzeug 16 der Pressentisch 14 angefahren (vgl. Figur 3a). Der Pressentisch 14' ist bereits mit einem Werkzeug 16' bestückt. Auf dem Pressentisch 14" befindet sich (noch) kein Werkzeug. Beim Verfahren des Werkzeuggreifers 18 ist im Beispiel nur ein Sicherheits-Laserscanner 44' aktiv, wobei der Sicherheits-Laserscanner 44' dann, wenn der Pressentisch 16 überfahren wird, diesen (sensorisch) erfasst (vgl. Erfassungsbereich 46' in Figur 3a). Sobald der Sicherheits-Laserscanner 44' den Pressentisch 14 erfasst, werden die weiteren Sicherheits-Laserscanner 44 aktiviert (vgl. Figur 3b). Somit kann der Umgebungsbereich 26 des Pressentischs 14 überwacht werden.
Das Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage 10 kann ablaufen wie oben beschrieben.

Claims

Patentansprüche
1. Fertigungsanlage (10), insbesondere Presswerk, zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung, mit einer Presse (12) mit mindestens einem Pressentisch (14), mindestens einem Werkzeug (16) für den Pressentisch (14) und einer Krananlage mit mindestens einem Kran mit einem Werkzeuggreifer (18) zum Greifen des Werkzeugs (16), dadurch gekennzeichnet, dass an der Presse (12) und/oder an dem Werkzeuggreifer (18) jeweils mindestens ein Sensor (20, 34, 36, 44) zur Überwachung eines Umgebungsbereichs (26) angeordnet ist, wobei der Sensor (20, 34, 36, 44) drahtlos oder drahtgebunden mit einer Steuerung für den Kran und/oder die Krananlage verbunden ist.
2. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart eingerichtet ist, dass, wenn der Werkzeuggreifer (18) das Werkzeug (16) aufnimmt, aufgenommen hat oder absetzt, bei Erfassung eines Objekts durch den Sensor (20, 34, 36, 44) im Umgebungsbereich (26) ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben wird und/oder dass der Werkzeuggreifer (18) gestoppt wird.
3. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Presse (12) als Sensor ein Sicherheits-Laserscanner (20), insbesondere ein 2D-Scanner, vorgesehen sein.
4. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (30, 32) oder an beiden Stirnseiten (30, 32) des Werkzeuggreifers (18) als Sensor jeweils ein Sicherheits-Laserscanner (34), insbesondere ein 2D-Scanner, und/oder ein Radarsensor (36) angeordnet ist.
5. Fertigungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (30, 32) oder an beiden Stirnseiten (30, 32) des Werkzeuggreifers (18) und/oder an den Längsseiten (40) des Werkzeuggreifers (18) als Sensor jeweils mindestens ein Sicherheits- Laserscanner (44), insbesondere ein 3D-Scanner, angeordnet ist.
6. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeuggreifer (18) zumindest zwei Sicherheits-Laserscanner (44) vorgesehen sind, wobei die Steuerung derart eingerichtet ist, dass beim Verfahren des Werkzeuggreifers (18) nur einer der Sicherheits-Laserscanner (44') aktiviert wird bzw. aktiv ist, wobei wenn dieser Sicherheits-Laserscanner (44') den Pressentisch (14) erfasst, auch die weiteren Sicherheits-Laserscanner (44) aktiviert werden.
7. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Projektionseinrichtung, insbesondere eine LED-Projektionseinrichtung, vorgesehen ist, die derart eingerichtet ist, dass eine optische Signalabgabe erfolgt, wenn sich der Werkzeuggreifer (18) dem Pressentisch (14) nähert.
8. Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage (10) zur Herstellung von Werkstücken mittels Umformung, insbesondere einer Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Werkzeug (16) mittels einem Kran mit einem Werkzeuggreifer (18) gehandhabt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Absetzen des Werkzeugs (16) auf einem Pressentisch (14) einer Presse (12) oder beim Aufnehmen des Werkzeugs (16) von dem Pressentisch (14) ein Umgebungsbereich (26) des Pressentischs (14) mittels mindestens einem Sensor (20, 34, 36, 44) überwacht wird, wobei wenn der Sensor (20, 34, 36, 44) erfasst, dass ein Objekt in den Umgebungsbereich (26) eindringt oder sich in diesem aufhält, ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben oder der Werkzeuggreifer (18) gestoppt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Werkzeuggreifer (18) zum Pressentisch (14) verfahren wird, der Sensor (44') den Pressentisch (14) erfasst, wobei weitere Sensoren (44) zur Überwachung des Umgebungsbereichs (26) aktiviert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das Objekt in den Umgebungsbereich (26) eindringt oder sich in diesem aufhält, die Verfahrgeschwindigkeit des Werkzeuggreifers (18) reduziert werden und/oder dass der Werkzeuggreifer (18) dann gestoppt wird, wenn das Objekt in einen Teilbereich des Umgebungsbereichs (26) eintritt oder sich in dem Teilbereich befindet oder wenn sich das Objekt über eine definierte Aufenthaltsdauer hinweg im Umgebungsbereich (26) aufhält.
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