-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Positionieren eines Werkstückes, insbesondere für Mess-, Kontroll- und/oder Bearbeitungszwecke, welches mit einer neuartigen und erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann.
-
Es ist allgemein bekannt und geläufig, dass in Planungs-, Entwicklungs- und Produktionsprozessen Werkstücke, insbesondere auch komplex geformte Werkstücke, nach genauen Vorgaben und durch Stützen vorgegebener Koordinatenpunkte angeordnet und positioniert werden müssen, z.B. auf entsprechende Haltevorrichtung aufgelegt, auf Aufspannvorrichtungen aufgespannt oder dgl., um diese Werkstücke präzise bearbeiten und/oder vermessen und kontrollieren zu können. So werden beispielsweise in der Automobilindustrie komplex geformte Karosserieteile, wie z.B. Fahrzeugtüren, Motorraumabdeckungen, Kofferraumklappen, Kotflügel und dgl., der laufenden Produktion immer wieder stichprobenweise entnommen und an entsprechenden Vorrichtungen positioniert, um im Rahmen der laufenden Qualitätsüberwachung des Produktionsprozesses vermessen und mit den konstruktiven Vorgaben abgeglichen zu werden.
-
Für derartige Aufgaben des Positionierens von Werkstücken sind in den entsprechenden Betrieben komplex gebildete Vorrichtungen vorhanden, z.B. solche basierend auf dem Vorrichtungsbausystem Alufix® des hiesigen Anmelders. Diese Vorrichtungen sind abgestimmt auf das jeweils aufzunehmende Bauteil oder Werkstück konstruiert und gebaut. Entsprechend kann eine derartige Vorrichtung in der Regel lediglich ein spezifisches Bauteil aufnehmen und das Werkstück positionieren. Sollen nun aber unterschiedliche Bauteile, z.B. im Automobilbau, zunächst eine linke Fahrzeugtür, dann eine rechte Fahrzeugtür und anschließend eine Motorraumabdeckung, positioniert und z.B. in einem Messraum vermessen werden, so müssen hierfür mehrere derartige Vorrichtungen bereitgehalten und jeweils am Messort errichtet bzw. zu diesem transportiert und dort aufgestellt werden.
-
Dies bedingt nicht nur einen deutlichen Aufwand im Hinblick auf Rüstzeiten, sondern vor allem auch das Erfordernis des Bevorratens einer entsprechenden Anzahl von Vorrichtungen, die beschafft und zudem gelagert werden müssen.
-
Aus der
DE 20 2014 102 800 U1 ist weiterhin eine segmentierte Bauteilauflage bekannt, bei der mit an mehreren Roboterarmen gehaltenen und mit diesen im Raum positionierten Aufnahmeplattensegmenten eine Bauteilauflage gebildet wird. Dabei können verschiedene Aufnahmeplattensegmente in eine Wechselstation bevorratet sein, aus der ein Roboterarm die für die anstehende Aufgabe passende aufnehmen und verwenden kann. Dieser Vorrichtung ist allerdings sehr raumgreifend und nicht kompakt gebildet, so dass sich ein nicht hinsichtlich der Effizienz optimierter Betrieb ergibt.
-
Eine Positioniervorrichtung, die mehrere Roboterarme verwendet, ist ferner aus der
US 2013/0239639 A1 bekannt.
-
Die
DE 10 2008 050 276 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Einspannen einer Platte mit zumindest drei manuell betätigten Spannelementen.
-
Die
US 2002/0077721 A1 zeigt eine Positioniervorrichtung zur Verwendung in einer Werkzeugmaschine, die ein Werkzeug und wenigstens eine Servomotor zum Bewegen des Werkzeuges aufweist. Es ist dort auch gezeigt, wie mehrere solcher Positioniervorrichtungen zusammenwirken können, um ein Werkstück zu positionieren.
-
Hier Abhilfe zu schaffen und einerseits die Lagerhaltung zu vereinfachen und zu reduzieren, andererseits Rüstzeiten zu verkürzen und die Effizienz im Betrieb von Messmaschinen oder Bearbeitungsmaschinen zu verbessern, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen einer solchen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 bezeichnet. In einem weiteren Aspekt löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 6 diese Aufgabe. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist in Anspruch 7 bezeichnet.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass sie einen Arbeitsbereich, wenigstens drei mit Rotorgreifern versehene Roboterarme, die mit ihren Greifern in den Arbeitsbereich hineinreichen können, mit den Greifern verbindbare Werkstückadapter zum Auflegen und/oder Halten eines Werkstückes und eine Steuerung zum Ansteuern der Roboterarme derart, dass diese die Werkstückadapter an vorbestimmten Positionen im Raum anordnen und halten, aufweist.
-
Die Vorrichtung weist eine Basis auf, an der jeder der Roboterarme mit einem Montagesockel festgelegt ist. Diese Basis kann dabei insbesondere den Arbeitsbereich mit einschließen bzw. diesen an einem Ende seiner dreidimensionalen Ausdehnung begrenzen.
-
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Magazin mit mehreren Werkstückadaptern auf, welches in einer solchen Weise angeordnet und eingerichtet ist, dass die Roboterarme jeweils unterschiedliche Werkstückadapter mit ihren Greifern erfassen und aufnehmen können. Schließlich ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Basis mit einer tischartigen Platte auf einem erhöhten Sockel gebildet, wobei die Roboterarme mit ihren Montagesockeln auf der Oberseite der Platte festgelegt sind und wobei unterhalb der Platte das Magazin angeordnet ist.
-
Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht zunächst darin, dass bisher häufig fest durch beispielsweise Gerüstbauweise realisierte Auflagebzw. Aufspannvorrichtungen mit fix darin angeordneten Auflage- bzw. Anlagepunkten und entsprechenden Werkstückhaltern hier ersetzt werden durch ein flexibles System, bei dem Roboterarme die Werkstückadapter, auf denen Werkstücke mit Anlagepunkten abgelegt und/oder an denen diese fixiert werden können, halten und je nach Vorgabe der Aufspann- bzw. Ablagegeometrie für ein bestimmtes Werkstück so im Raum anordnen und halten, dass eine entsprechende Vorrichtung zum Positionieren des betreffenden Werkstückes gebildet ist. Auf diese Weise kann durch entsprechende Programmierung der Steuerung auf einfache Weise mit ein und derselben Vorrichtung sehr schnell eine Umrüstung erfolgen aus einer Aufspann- bzw. Auflagegeometrie für ein erstes Werkstück hin zu einer entsprechenden Geometrie für ein zweites Werkstück, indem lediglich die betreffenden und benötigten Roboterarme neu in der Weise positioniert werden, dass die Werkstückadapter an den Positionen im Raum angeordnet und gehalten sind, die für das Positionieren des zweiten Werkstückes vorgegeben sind. Da in der Regel wenigstens drei Auflagepunkte erforderlich sind, weist die Vorrichtung wenigstens drei Roboterarme auf, mit denen, wenn jeder dieser Roboterarme lediglich einen Auflage- bzw. Anlagepunkt mit einem Werkstückadapter ausbildet, so drei im Raum angeordnete Auflage- bzw. Aufspannpunkte definiert eingestellt und gebildet werden können.
-
Zwar ist eine derartige Vorrichtung durch den Einsatz von kostspieligen Roboterarmen vergleichsweise teuer in der Anschaffung, allerdings ersetzt sie sogleich auch eine Mehrzahl von ansonsten bereitzuhaltenden festen Aufspannvorrichtungen und kann zudem teure Rüstzeiten vermeiden, jedenfalls deutlich reduzieren. Gerade dort, wo ein vielfacher Werkstückwechsel erforderlich ist, bildet eine erfindungsgemäße Vorrichtung mithin eine attraktive und unterm Strich effiziente und auch preisgünstige Lösung und Alternative zu den bekannten Systemen.
-
Mit „Positionieren“ von Werkstücken im Sinne der Erfindung ist sowohl ein einfaches und definiertes Ablegen eines Werkstückes auf vorgegebenen Auflagepunkten, also ohne ein gesondertes Fixieren derselben, gemeint, als auch die Möglichkeit eines festen Aufspannens im Sinne einer Fixierung, z.B. durch Klemmen, Haltemagnete oder dgl. Entsprechend können die Werkstückadapter als einfache Auflagedorne, Auflagekugeln oder dgl. Geometrien ohne zusätzliche Fixierungsmittel gebildet sein, aber auch als echte Klemmen, Haltemagnete oder dgl. oder in Mischbauweise. Dabei ist es völlig frei wählbar, ob sämtliche Greifer mit bloßen Auflageadaptern, insgesamt mit echten Aufspannadaptern bzw. Halteadaptern oder aber gemischt, ein Teil der Greifer mit bloßen Auflageadaptern, ein anderer Teil mit echten Halte- oder Spannadaptern versehen ist. Diese Wahl wird insbesondere abhängig von dem jeweiligen Werkstück und seiner vorgegebenen Orientierung im Raum zu treffen sein. Wird z.B. ein an sich mit einem signifikanten Gewicht versehenes Werkstück in einer auf einer flachen Seite liegenden Orientierung im Raum zu positionieren sein, so kann es genügen, hier lediglich Auflagepunkte ohne eine Fixierungsoption bereitzustellen, da das an sich schwere Werkstück aufgrund des Eigengewichtes in seiner Position verbleibt. Wird hingegen eine an sich nicht stabile Position der Aufspannung gewählt, so sind entsprechende Haltemechanismen an den Werkstückadapter vorzusehen und erforderlich.
-
Häufig kann es dabei vorkommen, dass für ein Umrüsten die Roboterarme mit je nach zu positionierendem Werkstück unterschiedlichen Werkstückadaptern versehen werden müssen. Um hier weiterhin Rüstzeiten zu reduzieren und ein aufwendiges manuelles Einrüsten zu vermeiden, ist das Magazin mit mehreren Werkstückadaptern vorgesehen, in dem die Roboterarme jeweils unterschiedliche Werkstückadapter mit ihren Greifern erfassen und aufnehmen können. Durch diese Ausgestaltung können also – wiederum programmgesteuert unter Einsatz der Steuerung – die Roboterarme für ein Ein- oder Umrüsten jeweils einen, in dem Magazin vorgehaltenen und passenden Werkstückadapter auswählen, erfassen und mit ihrem jeweiligen Greifer in einer solchen Weise verbinden, dass er anschließend positionsgerecht im Raum durch den Roboterarm und seine Bewegung angeordnet und dort gehalten werden kann. Sofern an dem Greifer des betreffenden Roboterarmes zuvor ein anderer Werkstückadapter angeordnet und festgehalten war, kann der Greifer diesen dann nicht mehr benötigten Werkstückadapter zuvor in dem Magazin auf einem freien Platz abstellen, so dass dieser Werkstückadapter für einen folgenden Umrüstvorgang wieder zur Verfügung steht.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Basis mit einer tischartigen Platte auf einem erhöhten Sockel, wobei die Roboterarme mit ihren Montagesockeln auf der Oberseite der Platte festgelegt sind und unterhalb der Platte das Magazin angeordnet ist, können die Roboterarme gleichermaßen nach hinten und unter die Platte in das Magazin hineingreifen und dort einen für die jeweilige Konfektionierung der Vorrichtung und für das entsprechende Einrüsten derselben passenden Werkstückadapter erfassen und mit ihren Greifern verbinden.
-
An dieser Stelle soll noch einmal betont und erläutert werden, dass der Ausdruck „Greifer“ hier nicht etwa einengend als eine zangenartige Roboterhand zu verstehen sein soll. Vielmehr ist mit einem Greifer im Sinne dieser Anmeldung jedwede Art der Ausgestaltung eines freien Endes des Roboterarmes gemeint, die in der Lage ist, mit einem Werkstückadapter eine, insbesondere lösbare, Verbindung einzugehen und diesen fest und in relativer Position zu dem Roboterarm exakt zu halten. Hier können also auch nach Art eines Bajonettverschlusses gebildete Anschlussstrukturen oder dgl. Verwendung finden, die im Sinne der Erfindung allesamt „Greifer“ darstellen. Wenn stets dieselben Werkstückadapter verwendet werden können, kann die Verbindung des Greifers mit dem Werkstückadapter auch dauerhaft und nicht lösbar sein, kann der Werkstückadapter gleichermaßen als letztes Glied des Roboterarms ausgebildet sein.
-
Grundsätzlich genügt es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung drei Roboterarme aufweist. Mit Vorteil verfügt sie jedoch über mehr als drei, insbesondere wenigstens vier, mit Vorteil sechs, mit Greifern versehene Roboterarme. Das Vorsehen von Roboterarmen in einer solchen größeren Anzahl gibt eine größere Freiheit im Hinblick auf das Bestücken und Einrüsten der Vorrichtung, so dass z.B. für komplexer geformte, in sich weniger stabile oder auch größere Werkstücke mehr als lediglich drei Auflagepunkte realisiert und durch Anordnen und Halten der entsprechenden Werkstückadapter mit den jeweiligen Roboterarmen dargestellt werden können. Grundsätzlich ist die Anzahl der vorzusehenden Roboterarme nach oben nicht beschränkt; der Fachmann wird diese je nach den an die Vorrichtung im Betrieb gestellten Anforderungen und den Bedürfnissen des Nutzers wählen. Dabei wird er andererseits auch die Ausmaße der Vorrichtung berücksichtigen, die selbstverständlich nicht überbordend groß werden soll, und er wird zugleich auch ein Augenmerk auf die Kosten haben, die naturgemäß mit der Anzahl der vorzusehenden Roboterarme steigt.
-
Insbesondere können an der Basis die Roboterarme an der Basis mit ihren Montagesockeln auf einer Kreislinie bzw. einer Kreisbogenlinie verteilt angeordnet sein. In dieser Anordnung umschließen die Roboterarme den Arbeitsbereich gleichermaßen kreisförmig und können mit den Werkstückadaptern in diesen hineinreichen. Sofern die Roboterarme auch über die Montagesockel hinaus aus dem durch die Anordnung gebildeten Kreis herausreichen können, kann der Arbeitsbereich entsprechend auch größer gefasst werden, so dass die Montagesockel der Roboterarme dann im Arbeitsbereich bzw. unterhalb desselben angeordnet sind.
-
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein mit der Steuerung verbundenes Datenspeichermodul, z.B. einen Festplattenspeicher oder dgl., aufweisen, in dem Einstellungen der Vorrichtung zum Bilden von Konfigurationen derselben zum Positionieren unterschiedlicher Werkstücke als Voreinstellungen gespeichert sind. In einer solchen gespeicherten Einstellung wären dann insbesondere die Auswahl der zu verwendenden Roboterarme, die mit den Roboterarmen an deren Greifern zu verbindenden und für das Einrichten der Vorrichtung zu verwendenden Werkstückadapter und die jeweilige Position des betroffenen und beteiligten Roboterarmes im Raum abgelegt, so dass diese von der Steuerung der Vorrichtung nur noch abgerufen werden müssen, um ein schnelles Einrichten bzw. Umrüsten der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Positionieren eines bestimmten und als nächstes in der Vorrichtung aufzunehmenden Werkstückes durchzuführen.
-
Das Werkstück selbst kann dabei sowohl händisch von einer entsprechenden Bedienperson (oder mehreren Bedienpersonen) auf die Vorrichtung aufgelegt und so positioniert werden, es kann aber auch mit einem Hilfsmittel, z.B. einem weiteren Roboterarm ergriffen und automatisch zugeführt und positioniert werden.
-
Einen weiteren Aspekt der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bringt das ebenfalls beanspruchte Verfahren zum Positionieren eines Werkstückes, insbesondere für Mess-, Kontroll- und/oder Bearbeitungszwecke und weiterhin insbesondere zum Durchführen mit einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Dieses Verfahren umfasst dabei erfindungsgemäß folgende Schritte:
- – Vorgeben der Anzahl und der jeweiligen Position von definierten Aufund/oder Anlagepunkten für das Werkstück im Raum;
- – Ansteuern der auf der Basis der Vorrichtung angeordneten auf der auf dem erhöhten Sockel angeordneten tischartigen Platte angeordneten Roboterarme mittels der Steuerung und Bewegen einer nach der Vorgabe der Anzahl der Auf- und/oder Anlagepunkte bestimmten Zahl der Roboterarme mit ihren Greifern und mit mit den Greifern verbundenen Werkstückadaptern in der Weise, dass die Werkstückadapter an den vorgegebenen Positionen angeordnet und von den Roboterarmen dort gehalten werden;
- – Stillsetzen der Roboterarme in der jeweils eingenommenen Position;
- – Anlegen des Werkstückes mit vorbestimmten Anlagepunkten an die so angeordneten Werkstückadapter,
wobei zusätzlich zu der Anzahl und Position der definierten Auf- und/oder Anlagepunkte auch der jeweils an einem Auf- und/oder Anlagepunkt aus einer Mehrzahl von vorhandenen, unterschiedlichen Werkstückadaptern ausgewählte, zu verwendende Werkstückadapter vorgegeben wird und dass der zugehörige Roboterarm, der diesen Auf- und/oder Anlagepunkt bilden soll, den jeweils vorgegebenen Werkstückadapter aus dem unterhalb der Platte angeordneten Magazin entnimmt und selbständig mit seinem Greifer verbindet.
-
Erkennbar erlaubt dieses Verfahren ein flexibles und schnellen Ausbilden der für das Positionieren des Werkstückes erforderlichen Werkstückadapter entsprechend den vorbestimmten Anlagepunkten und erbringt somit die vorstehend schon anhand der Vorrichtung beschriebenen Vorteile einer verkürzten Rüstzeit und einer verringerten Bevorratung eigens für die jeweiligen Werkstücke eingerichteter Auflage- bzw. Aufspannvorrichtungen.
-
Das Stillsetzen der Roboterarme kann z.B. durch Stromlosschalten derselben geschehen, wobei dieser Schaltvorgang von der Steuerung ausgelöst wird.
-
Bei der erfindungsgemäßen Auswahl der Werkstückadapter und dem Verbinden desselben wird der zugehörige Roboterarm, der diesen Auf- und/oder Anlagepunkt bilden soll, den jeweils vorgegebenen Werkstückadapter aus dem unterhalb der Platte an der Basis angeordneten Magazin entnehmen und selbstständig mit seinem Greifer verbinden. Diese besondere Verfahrensvariante erleichtert noch einmal das Einrüsten der Vorrichtung bzw. ein Umrüsten derselben.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, mittels eines Messgeräts die Position der Roboterarme und der an diesen angeordneten Werkstückadapter nach deren Bewegung zum Anordnen der Werkstückadapter an den vorgegebenen Positionen kontrolliert und mit den vorgegebenen Positionen verglichen und der Steuerung übermittelt werden, wobei bei einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigenden Abweichungen eine Korrektur der Positionen der Roboterarme vorgenommen wird. Bei dem hierfür verwendeten Messgerät kann es sich insbesondere und bevorzugt um ein solches (oder genau dasjenige) handeln, das auch für ein in Bezug auf ein mit der Vorrichtung positioniertes Werkstück durchzuführendes Messverfahren eingesetzt wird.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken in einer ersten Konfiguration und mit darauf positioniertem Werkstück in Form einer Fahrzeugtür;
-
2 eine isometrische Ansicht der Vorrichtung in der Konfiguration gemäß 1;
-
3 eine weitere isometrische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 in der dort gezeigten Konfiguration, jedoch ohne das aufgelegte Werkstück in Form der Fahrzeugtür;
-
4 die Vorrichtung gemäß 1 in der dort gezeigten Konfiguration mit zusätzlich dargestellten weiteren Komponenten im Einsatz der Vermessung des Werkstückes (der Fahrzeugtür);
-
5 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer abgewandelten Konfiguration und mit einem anderen darin aufgenommenen Werkstück in Form eines Rahmens; und
-
6 die Vorrichtung in der Konfiguration, wie in 5 gezeigt, in einer isometrischen Ansicht schräg von oben.
-
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Konfigurationen dargestellt. Die Figuren zeigen dieses Ausführungsbeispiel schematisch und insbesondere nicht maßstabsgerecht und dienen dem vertieften und besseren Verständnis des Ausführungsbeispiels, wie es nachstehend anhand dieser Figuren erläutert wird.
-
In den Figuren ist eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Diese Vorrichtung 1 ist auf einer Basisplatte 2 installiert und festgelegt, die für einen sicheren und stabilen Stand dieser Vorrichtung sorgen soll, insbesondere ein Verschieben der Vorrichtung durch z.B. Erschütterungen verhindern soll. Dies dient insbesondere dem Erhalt der Positionsgenauigkeit eines mit dieser Vorrichtung positionierten Werkstückes, was besonders für hochgenaue Vermessungszwecke von wesentlicher Bedeutung ist.
-
Auf der Basisplatte 2 ist ein Sockel 3 angeordnet, auf dem wiederum eine Platte 4 tischartig aufgesetzt ist. Auf der Platte 4 sind mit entlang eines gedachten Kreises angeordneten Montagesockeln Roboterarme 5, insgesamt sechs derartige Arme, angeordnet und festgelegt. Diese Roboterarme 5 können sich um mehrere Achsen bewegen, wobei hierin Dreh- und Schwenkbewegungen eingeschlossen sind. An den Montagesockeln der Roboterarme 5, mit denen diese auf der Platte 4 angeordnet und festgelegt sind, gegenüberliegenden freien Enden, weisen die Roboterarme 5 Greifer 6 auf. An diesen Greifern 6 können Werkstückadapter 7 lösbar und positionsgenau festgelegt werden. Diese Werkstückadapter 7 dienen der positionsgenauen Auflage von Werkstücken an vorherbestimmten Auflagepunkten und können unterschiedliche Ausprägungen und Gestalten einnehmen. So können solche Werkstückadapter z.B. Anlagedorne, Anlagekugeln oder -teilsphären oder sonstige Anlageelemente sein, sie können aber auch echte Halteelemente sein, z.B. in Form von Haltemagneten, Halteklemmen oder dgl. Auch sind Kombinationen solcher vorbeschriebener Geometrien und Ausgestaltungen möglich. Sofern die erwähnten Halteelemente über einen Aktuator zum Aufbringen der Haltekraft angesteuert werden müssen, so kann dieser Aktuator über den Roboterarm 5, an dem es angeordnet ist, betätigt und von der Steuerung angesteuert werden, so dass ein Halten eines Werkstücks automatisiert aktiviert und gelöst werden kann.
-
In einem Bereich unterhalb der Platte 4 und angrenzend an den Sockel 3 ist ein Magazin 8 angeordnet, in welchem Werkstückadapter 7 abgestellt sind. Das Magazin 8 ist hierbei ringförmig um den Sockel 3 herum gebildet und als relativ zu dem Sockel 3 um eine Mittelachse des Ringes herum verdrehbares Element gebildet. In der Platte 4, die ansonsten eine kreisförmige Außenlinie aufweist, ist ein Ausschnitt 9 gebildet, der einen Bereich unterhalb der Platte 4 freigibt, in dem das Magazin 8 von oben zugänglich ist. Dort können die Roboterarme 5 mit ihren Greifern 6 Werkstückadapter 7 aus dem Magazin 8 entnehmen und an den Greifern 6 halten und mit diesen verbinden, bzw. aktuell an den Greifern 6 angeordnete Werkstückadapter 7 abstellen und in das Magazin 8 zurückführen. Das Magazin 8 ist dabei motorisch angetrieben, um eine Bereich mit darin angeordneten Werkstückadaptern 7 gezielt in eine Lage unterhalb des Ausschnitts 9 zu verfahren.
-
Die in den Figuren dargestellte, erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt darüber hinaus über eine hier nicht näher dargestellte Steuerung, die im Bereich der Vorrichtung selbst, z.B. auf der Basisplatte 2 angeordnet sein kann, die aber auch außerhalb gelegen und über ein Datenkabel mit der Vorrichtung 1 verbunden sein kann, z.B. auf einem externen PC oder einen über einen Netzwerkanschluss verbundenen Server. Die Steuerung gibt insbesondere die Endpositionen der Roboterarme 5 und der von diesen erfassten Werkstückadapter 7 vor. Sie steuert auch die motorische Bewegung des Magazins 8.
-
Ein Vergleich der Darstellungen in den 1 bis 3 und der Darstellungen der 5 und 6 zeigt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel flexibel eingerichtet werden kann zur positionsgetreuen Aufnahme der unterschiedlichsten Werkstücke. So ist in den 1 bis 4 eine Situation und Konfiguration der Vorrichtung 1 gezeigt, in der diese eine Fahrzeugtür T in definierter Position stützt und trägt. In dieser Konfiguration sind alle sechs Roboterarme 5 mit entsprechenden Werkstückadaptern 7 bestückt und mit diesen in vorbestimmte Positionen verfahren, an denen sie das Werkstück in Form der Fahrzeugtür T an vorbestimmten Auflagepunkten abstützen und – ggf. – halten. In 3 ist die hier eingenommene Konfiguration mit den jeweiligen Positionen der von den Roboterarmen 5 gehaltenen Werkstückadapter 7 ohne die aufgelegte Fahrzeugtür T dargestellt. In dieser Konfiguration gemäß 3 hat also die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit den Roboterarmen 5 und den daran angeordneten, jeweils passenden Werkstückadaptern 7 eine Stellung eingenommen, in der die Fahrzeugtür T positionsgenau aufgelegt werden kann. Diese Position nimmt die Vorrichtung 1 und nehmen die Roboterarme 5 automatisch und gesteuert über die Steuerung ein, der dazu eine entsprechende Vorgabe, in der Regel in Form eines Datensatzes, gegeben worden ist.
-
4 zeigt dann eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung 1 mit zusätzlichen Elementen, die auf der Basisplatte 2 angeordnet sind. Zu erkennen ist eine Schutzwand W, die um die Vorrichtung 1 herum errichtet ist und eine Bedienperson P davor bewahrt, in den Bereich der Roboterarme 5 hineinzugeraten und dort ggf. Verletzungen zu erfahren. Weiterhin zu erkennen ist dort ein zusätzlicher Roboterarm R eines Messroboters, an dessen freien Ende ein Messkopf M angeordnet ist, der einem berührungslosen, hier optischen, Vermessen der auf der Vorrichtung 1 positionierten Fahrzeugtür T dient. Dieser Messkopf M kann z.B. eine Streifenlichtmessung oder dgl. durchführen.
-
In der in den 5 und 6 gezeigten Konfiguration ist die Vorrichtung 1 umgerüstet, indem die Roboterarme 5 mit ggf. anderen Werkstückadaptern 7 bestückt worden sind und andere Positionen angefahren haben. Auch diese Umrüstung bzw. das Einnehmen der in den 5 und 6 gezeigten Konfiguration und Position erfolgt automatisch und gesteuert von der Steuerung. Zu erkennen ist in den Figuren insbesondere, dass bei der hier eingenommenen Konfiguration nicht jeder der Roboterarme 5 beteiligt ist, um in dem Arbeitsbereich, in den die Roboterarme 5 hineinreichen und in dem diese die mit ihren Greifern 6 erfassten Werkstückadapter 7 positionieren können, entsprechende Werkstückauflagen durch die positionierten Werkstückadapter 7 zu bilden. Vielmehr ist jeder zweite der Serie der Roboterarme aus dem Arbeitsbereich verfahren und in einer hier nicht beteiligten Ruhestellung befindlich. Lediglich drei der Roboterarme 5 sind hier beteiligt und bilden mit den an den Greifern 6 ihrer freien Enden festgelegten Werkstückadaptern 7 die Werkstückauflage. In dieser Konfiguration ist in der Vorrichtung 1 ein vergleichsweise kleines Werkstück in Form eines Armaturenelementes A angeordnet. Dieses Werkstück ist, dadurch dass es entsprechend klein dimensioniert ist, mit lediglich drei Auflagepunkten sicher gehalten und stabil positioniert, so dass lediglich die drei Roboterarme 5 zum Ausbilden der Auflagepunkte durch das entsprechende Anordnung und Halten der Werkstückadapter 7 im Raum benötigt werden.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren sind noch einmal die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihre große Flexibilität deutlich geworden. Diese Vorrichtung kann z.B., wie in 4 gezeigt, in einem Messraum verwendet werden, sie kann aber ebenso gut zum Aufspannen und Halten von Werkstücken für eine weitere Bearbeitung, z.B. das exakte Setzen von Bohrungen, für das Fräs- oder Schleifbearbeiten von Oberflächen oder dgl. verwendet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken
- 2
- Basisplatte
- 3
- Sockel
- 4
- Platte
- 5
- Roboterarm
- 6
- Greifer
- 7
- Werkstückadapter
- 8
- Magazin
- 9
- Ausschnitt
- A
- Armaturenelement
- M
- Messkopf
- P
- Bedienperson
- R
- Roboterarm
- T
- Fahrzeugtür
- W
- Schutzwand
