DE102017214378A1 - Method and device for the automated processing of pressing tools - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (V) und ein zugehöriges Verfahren zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) mit folgenden Schritten:Automatisierte Datenerfassung einer Ist-Geometrie durch geometrische Vermessung mindestens einer Funktionsfläche (1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4) mindestens eines Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) mithilfe eines auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie basierenden optischen Messsystems (400; 400R) und Quantifizierung einer Materialabweichung der Ist-Geometrie der mindestens einen Funktionsfläche (1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4) des mindestens einen Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) gegenüber einer vorgebbaren Soll-Geometrie.Erfindungsgemäß ist ein Verfahrensschritt vorgesehen, der eine automatisierte Materialkompensation des mindestens einen Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) in Abhängigkeit der quantifizierten Materialabweichung mithilfe der mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen Materialkompensationseinrichtung (300; 300R) ermöglicht.The invention relates to a device (V) and an associated method for automated processing of at least one molded article (101A, 101B, 102A, 103, 104) comprising the following steps: Automated data acquisition of an actual geometry by geometric measurement of at least one functional surface (1A, 1A ') , 1B / 2A, 3, 4) of at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) by means of an optical measuring system (400; 400R) based on the principle of infrared deflectometry and quantification of a material deviation of the actual geometry of the at least a functional surface (1A, 1A ', 1B / 2A, 3, 4) of the at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) with respect to a predefinable desired geometry. According to the invention, a method step is provided which comprises an automated material compensation of at least a shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) as a function of the quantified material deviation by means of the at least one inventive vorges a material compensation device (300; 300R).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers, insbesondere eines Presswerkzeug-Formkörpers.The invention relates to a method and a device for the automated processing of at least one shaped body, in particular a pressing tool shaped body.

Es ist bekannt, in einem Feinabstimmungprozess die formgebenden beziehungsweise formbeeinflussenden Funktionsflächen der Presswerkzeuge, die allgemein als Formkörper bezeichnet werden, zu bearbeiten. Dieser Prozess wird als Tuschieren bezeichnet und ist aufgrund vieler Wiederholungsschleifen sehr zeitaufwendig.It is known to process the shaping or shape-influencing functional surfaces of the pressing tools, which are generally referred to as shaped bodies, in a fine-tuning process. This process is referred to as spotting and is very time consuming due to many repetitive loops.

Den Formkörpern wird innerhalb eines spanenden Fertigungsverfahrens eine mithilfe von CAD-Programmen vorkonstruierte Zielgeometrie verliehen. Aufgrund mehrerer Störgrößen kommt es zu minimalen Abweichungen von der Zielgeometrie. Abweichungsursachen sind beispielsweise Fertigungsungenauigkeiten beim Zerspanen, Durchbiegung eines Maschinentischs und/oder der erforderlichen Werkzeuge sowie temperaturabhängige Ausdehnung der Formkörper. Um diese Abweichungen zu kompensieren und um einen fehlerfreien Formkörper als Umformbauteil zu erhalten, ist der Tuschierprozess notwendig.The moldings are given a predesigned target geometry using CAD programs within a machining process. Due to several disturbances, there are minimal deviations from the target geometry. Variance causes are, for example, manufacturing inaccuracies during machining, deflection of a machine table and / or the required tools and temperature-dependent expansion of the moldings. In order to compensate for these deviations and to obtain a defect-free shaped body as a forming component, the spotting process is necessary.

Um die beim Tuschierprozess zu bearbeitenden Bereiche zu erfassen, wird die Druckverteilung beim Umformvorgang ermittelt. Ein Problem besteht darin, die nachzuarbeitenden Bereiche sowie den dort zu veranlassenden Materialabtrag quantitativ zu bestimmen. Bisherige geometrische Verfahren können kleine Messbereiche hochgenau vermessen, jedoch nicht den gesamten relevanten Bereich in akzeptabler Zeit erfassen oder sind bei größeren Messbereichen nicht ausreichend genau.In order to record the areas to be machined during the spotting process, the pressure distribution during the forming process is determined. One problem is to quantify the areas to be reworked as well as the material removal to be initiated there. Previous geometrical methods can measure small measuring ranges with high precision, but they can not detect the entire relevant range in an acceptable time or are not sufficiently accurate for larger measuring ranges.

Bei der Anwendung optischer Verfahren zur Prüfung der Formflächen nach dem Stand der Technik ist außerdem die Charakteristik der Formflächen bezüglich des Reflexionsverhaltens problematisch, da weder die spekulare noch die diffuse Reflexion von Lichtmustern ausreichend ausgeprägt ist, um die im erfindungsgemäßen Anwendungsfall vorhandenen optisch zu prüfen, worauf noch eingegangen wird.In the application of optical methods for testing the mold surfaces according to the prior art, moreover, the characteristic of the molding surfaces with respect to the reflection behavior is problematic, since neither the specular nor the diffuse reflection of light patterns is sufficiently pronounced to visually check the existing in the application of the invention, whereupon is still received.

Der Mangel an geeigneten Messverfahren ist ein Hemmnis hinsichtlich der gewünschten Automatisierung des Tuschierprozesses. Die effiziente und automatische Erstellung von Daten zur Oberflächenbearbeitung für eine Tuschiereinrichtung stellt immer noch eine große Herausforderung dar. Für den automatisierten Materialabtrag bestimmter Bereiche auf der Formkörperoberfläche werden bereits Roboter eingesetzt. Dadurch wird jedoch derzeit noch ein großer manueller Aufwand zur Aufbereitung der Messdaten und Überführung in die Robotersteuerung benötigt.The lack of suitable measuring methods is an obstacle to the desired automation of the spotting process. The efficient and automatic creation of surface treatment data for a patterning machine still poses a major challenge. Robots are already being used for the automated removal of material from certain areas on the mold surface. However, this still requires a great deal of manual effort to process the measurement data and transfer it to the robot controller.

Bei dem derzeitigen Verfahren wird die Kompatibilität der komplementären Funktionsflächen des Presswerkzeugs (Stempel/Matrize beziehungsweise Blechhalter/Matrize) anhand der Druckverteilung bewertet, die beim Umformprozess auf die Funktionsflächen des umzuformenden Bauteils wirken, wobei die formgebenden Bauteile, die Formkörper, Stempel und Matrize sind, während der Blechhalter die Aufgabe hat, das umzuformende Bauteil während des Pressvorgangs in der Presse definiert einfließen zu lassen.In the current method, the compatibility of the complementary functional surfaces of the pressing tool (punch / die or die holder / die) is evaluated on the basis of the pressure distribution which acts on the functional surfaces of the component to be formed during the forming process, wherein the forming components, which are shaped bodies, punches and dies, while the blank holder has the task to incorporate the component to be formed defined during the pressing process in the press.

Eine Lösung für die Ermittlung der Druckverteilung ist das Aufbringen einer Tuschierfarbe auf das umzuformende Bauteil, insbesondere auf einen Blechrohling oder auf die Funktionsflächen der Formkörper.A solution for the determination of the pressure distribution is the application of a Tuschierfarbe on the component to be formed, in particular on a sheet metal blank or on the functional surfaces of the molded body.

Nach der Durchführung eines Pressenhubs bildet sich bei Aufbringen der Tuschierfarbe auf den Blechrohling ein Farbmuster auf den Funktionsflächen der pressenseitigen Formkörper aus, welches Rückschlüsse auf die lokale Flächenpressung erlaubt. In Bereichen starker Farbverdrängung an dem Blechrohling beziehungsweise eines Abfärbens auf die pressenseitigen Formkörper ist eine überhöhte Flächenpressung vorherrschend, so dass dort ein Materialabtrag vorgenommen wird. Dies erfolgt bisher manuell durch den Werkzeugmechaniker.After carrying out a press stroke, a color pattern is formed on the functional surfaces of the press-side moldings when the dabbing ink is applied to the metal sheet blank, which allows conclusions to be drawn about the local surface pressure. In areas of strong color displacement on the sheet metal blank or a Abfärbens on the press-side moldings an excessive surface pressure prevails, so that there a material removal is made. This has previously been done manually by the toolmaker.

Es sind aber auch bereits automatische Tuschiereinrichtungen bekannt.But there are already automatic inking known.

Diesen Systemen müssen selbstverständlich ebenfalls Informationen über die zu bearbeitenden Bereiche sowie den gegebenenfalls notwendigen Materialabtrag zur Verfügung gestellt werden.It goes without saying that these systems also have to be provided with information about the areas to be processed and the material removal that may be necessary.

Die Druckschrift DE 10 2012 011 893 B4 beschreibt zur Ermittlung der Druckverteilung den Einsatz einer Sensorfolie. Die Druckschrift DE 10 2006 008 189 B3 erläutert die Verwendung einer fluoreszierenden Tuschierfarbe und die Druckschrift DE 10 2014 119 532 B4 offenbart ein roboterbasiertes Schleifverfahren.The publication DE 10 2012 011 893 B4 describes the use of a sensor film to determine the pressure distribution. The publication DE 10 2006 008 189 B3 illustrates the use of a fluorescent ink and the publication DE 10 2014 119 532 B4 discloses a robot-based grinding method.

Aufgrund des bei den bekannten Lösungen ermittelten Qualitätskriteriums „Druckverteilung“ ist der Einbau der Formkörper in eine Presse, die die hierfür notwendigen Kräfte ausüben kann, in nachteiliger Weise obligatorisch.Due to the determined in the known solutions quality criterion "pressure distribution" is the incorporation of the moldings in a press, which can exert the necessary forces, disadvantageously obligatory.

Zusammenfassend sind die bekannten Lösungen darauf ausgelegt, eine Druckverteilung im Sinne einer Flächenpressung an den Formkörpern zu messen. Der notwendige sich anschließende Materialabtrag beim Tuschieren der Formkörper erfolgt in nachteiliger Weise nur nach qualitativen (nicht quantitativen) Kriterien, so dass der Vorgang, wie bereits erläutert, stark vom Expertenwissen der Werkzeugmechaniker abhängig ist. Der notwendige Materialabtrag ist durch die bekannten Verfahren - wie ausgeführt - nicht explizit quantifiziert. Zudem ist der Prozess des Tuschierens durch oftmals viele notwendige Wiederholungsschleifen sehr zeitaufwendig.In summary, the known solutions are designed to measure a pressure distribution in the sense of a surface pressure on the moldings. The necessary subsequent removal of material during the inking of the moldings takes place in disadvantageously only according to qualitative (non-quantitative) criteria, so that the process, as already explained, is heavily dependent on the expertise of toolmakers. The necessary material removal is not explicitly quantified by the known methods - as stated. In addition, the process of spotting by often many necessary repetitive loops is very time consuming.

Alternativ werden bereits optische Verfahren zur Oberflächeninspektion von Formkörpern, jedoch nicht explizit zur Oberflächeninspektion beim Tuschieren von Presswerkzeug-Formkörpern eingesetzt.Alternatively, optical methods for surface inspection of moldings are already being used, but not explicitly for surface inspection when spotting press tool moldings.

Ein bekanntes Verfahren, insbesondere die Streifenlichtprojektion, basiert auf diffuser Reflexion, jedoch liefert dieses Verfahren bei den erfindungsgemäß vorliegenden Oberflächen der Presswerkzeug-Formkörper nur mit immensem Zusatzaufwand ein verlässliches Messergebnis. Die Streifenlichtprojektion erfordert nämlich in nachteiliger Weise eine später wieder zu entfernende Mattierung der Oberfläche, um den Anteil diffuser Reflexion zu erhöhen.A known method, in particular the striped light projection, is based on diffuse reflection, but this method provides a reliable measurement result in the present invention surfaces of the molding tool body only with immense additional effort. Namely, the fringe light projection disadvantageously requires matting of the surface to be removed later in order to increase the amount of diffuse reflection.

Ein anderes bekanntes Verfahren, insbesondere Deflektometrie, basiert auf spekularer Reflexion im sichtbaren Wellenlängenbereich, jedoch ist dieser sichtbare Wellenlängenbereich ebenfalls mit den zu untersuchenden erfindungsgemäßen Oberflächen der Presswerkzeug-Formkörper nicht kooperativ, da der Anteil spekularer Reflexion nicht ausreichend ist. Versuche mit der Deflektometrie im sichtbaren Wellenlängenbereich und flachen Reflexionswinkeln und polarisiertem Licht zur Steigerung des spekularen Anteils der Reflexion waren nicht erfolgreich.Another known method, in particular deflectometry, is based on specular reflection in the visible wavelength range, but this visible wavelength range is likewise not cooperative with the inventive surfaces of the press tool moldings to be examined, since the proportion of specular reflection is not sufficient. Attempts with the visible wavelength range deflectometry and flat reflection angles and polarized light to increase the specular portion of the reflection have not been successful.

Schließlich ist aus der Druckschrift DE 10 2004 033 526 A1 ein Deflektometrieverfahren bekannt, bei dem der spekulare Reflexionsanteil höher als im sichtbaren Bereich ist, welches sich dadurch für die Inspektion von Oberflächen, unter anderem Karosserieblechen, eignet. Das dort beschriebene Verfahren erläutert, dass Oberflächen inspiziert werden können, die eine vollständig spiegelnde Reflektanz oder nur eine teilweise spiegelnde Reflektanz aufweisen. Finally, from the publication DE 10 2004 033 526 A1 a deflectometry method is known in which the specular reflection component is higher than in the visible region, which makes it suitable for the inspection of surfaces, including body panels. The method described therein explains that surfaces can be inspected which have a completely specular reflectance or only a partially specular reflectance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst weitgehend automatisiertes Verfahren sowie eine Anordnung beziehungsweise Vorrichtung zum Analysieren und/oder zum Vermessen, insbesondere zum Inspizieren und/oder zum Prüfen, von Oberflächen von Presswerkzeug-Formkörpern zu schaffen, welches die vorstehend dargelegten Probleme überwindet.The object of the invention is to provide a method which is as automated as possible and an arrangement or device for analyzing and / or measuring, in particular for inspecting and / or testing surfaces of press tool moldings, which overcomes the problems outlined above.

Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers, die mindestens ein auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie basierendes optisches Messsystem umfasst, welches mindestens eine Mustererzeugungseinrichtung und mindestens eine Mustererkennungseinrichtung zur automatisierten geometrischen Vermessung des mindestens einen Formkörpers aufweist.The starting point of the invention is a device for the automated processing of at least one shaped body comprising at least one based on the principle of infrared deflectometry optical measuring system, which has at least one pattern generating device and at least one pattern recognition device for automated geometric measurement of the at least one shaped body.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens eine Materialkompensationseinrichtung umfasst, welche mindestens ein Materialabtragswerkzeug und/oder mindestens ein Materialauftragswerkzeug zur automatisierten Materialkompensation der geometrisch vermessenen Formkörper aufweist.According to the invention, it is provided that the device comprises at least one material compensating device which has at least one material removal tool and / or at least one material application tool for automated material compensation of the geometrically measured shaped bodies.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das optische Messsystem als robotergesteuertes Messsystem ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Materialkompensationseinrichtung als robotergesteuerte Materialkompensationseinrichtung ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind das Messsystem und/oder die Materialkompensationseinrichtung robotergestützt ausgebildet.It is preferably provided that the optical measuring system is designed as a robot-controlled measuring system. It is preferably provided that the material compensation device is designed as a robot-controlled material compensation device. According to the invention, the measuring system and / or the material compensation device are designed to be robot-supported.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Mustererzeugungseinrichtung ein Schirm ist, der mit einem Laser bestrahlt die Infrarot-Strahlung aussendet, oder ein Heizdraht ist, der durch Beheizung die Infrarot-Strahlung aussendet, oder ein Schirm, der eine elektrisch leitende Dünnschicht aufweist, die durch Anlagen einer elektrischen Spannung die Infrarot-Strahlung aussendet.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one pattern generating device is a screen which emits infrared irradiation with a laser, or is a heating wire which emits the infrared radiation by heating, or a screen which is an electrically conductive Thin layer, which emits the infrared radiation by means of an electrical voltage.

Vorgesehen ist, dass die mindestens eine Mustererkennungseinrichtung eine I[nfra]R[ot]-Wärmebildkamera ist.It is provided that the at least one pattern recognition device is an I [nfra] R [ot] thermal imaging camera.

Die Vorrichtung dient der Vermessung des mindestens einen Formkörpers, der Quantifizierung mindestens einer Materialabweichung des mindestens einen Formkörpers und der anschließenden Materialkompensation, wobei der mindestens eine Formkörper ein Presswerkzeug-Formkörper ist.The device is used to measure the at least one shaped body, the quantification of at least one material deviation of the at least one shaped body and the subsequent material compensation, wherein the at least one shaped body is a press tool molding.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der mindestens eine Presswerkzeug-Formkörper innerhalb der Presse oder außerhalb der Presse angeordnet ist.According to the invention, it is provided that the at least one molding tool is arranged inside the press or outside the press.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers umfasst folgende Schritte:The method according to the invention for the automated processing of at least one shaped body comprises the following steps:

Datenerfassungsschritt:Data acquisition step:

In dem Datenerfassungsschritt einer Oberflächenanalyse erfolgt eine automatisierte Datenerfassung einer Ist-Geometrie durch geometrische Vermessung mindestens einer Funktionsfläche mindestens eines Formkörpers mithilfe eines auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie basierenden optischen - bevorzugt robotergestützten - Messsystems.In the data acquisition step of a surface analysis, an automated data acquisition of an actual geometry takes place by geometric measurement of at least one functional area at least one shaped body using a based on the principle of infrared deflectometry optical - preferably robot-based - measuring system.

Quantifizierungsschritt:Quantification step:

In dem Quantifizierungsschritt der Oberflächenanalyse erfolgt eine Quantifizierung einer Materialabweichung der Ist-Geometrie der mindestens einen Funktionsfläche des mindestens einen Formkörpers gegenüber einer vorgebbaren Soll-Geometrie.In the quantification step of the surface analysis, a material deviation of the actual geometry of the at least one functional surface of the at least one shaped body relative to a predefinable desired geometry is quantified.

Materialkompensationsschritt:Material compensation step

In dem Materialkompensationsschritt erfolgt eine automatisierte Materialkompensation des mindestens einen Formkörpers in Abhängigkeit der quantifizierten Materialabweichung mithilfe der mindestens einen - bevorzugt robotergestützten - Materialkompensationseinrichtung.In the material compensation step, an automated material compensation of the at least one shaped body takes place as a function of the quantified material deviation by means of the at least one - preferably robot-supported - material compensation device.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren und/oder die Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Presswerkzeug-Formkörpers verwendet.According to the invention, the method and / or the device is used for the automated processing of at least one molding tool.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers auszuführen. Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung insbesondere eine Steuereinrichtung, in der ein computerlesbarer Programmalgorithmus zur Ausführung des Verfahrens und gegebenenfalls erforderliche Kennfelder gespeichert sind.The device according to the invention is set up to carry out the method according to the invention for automated processing of at least one shaped body. For this purpose, the device comprises, in particular, a control device in which a computer-readable program algorithm for executing the method and possibly required maps are stored.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Presse in einem Offenzustand I;
  • 2 die Presse in einem Klemm-Geschlossenzustand II-1 vor dem Umformschritt;
  • 3 die Presse in einem Kontakt-Geschlossenzustand II-2 zu Beginn des Umformschrittes;
  • 4 die Presse in einem vollständigen Geschlossenzustand II-3 am Ende des Umformschrittes;
  • 5 die beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Funktionsflächen von Presswerkzeugen.
The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a press in an open state I ;
  • 2 the press in a pinch-locked condition II-1 before the forming step;
  • 3 the press in a contact-closed state II-2 at the beginning of the forming step;
  • 4 the press in a complete closed state II-3 at the end of the forming step;
  • 5 the exemplary device according to the invention for processing functional surfaces of pressing tools.

Anhand der 1 bis 4 wird in einer Zusammenschau zur Verdeutlichung der Erfindung zunächst eine herkömmliche Presse 100 zur Umformung von Blechrohlingen 200 in Blechformteile 200' erläutert.Based on 1 to 4 is in a synopsis to illustrate the invention, first a conventional press 100 for forming sheet metal blanks 200 in sheet metal parts 200 ' explained.

1 zeigt die Presse 100 im geöffneten Zustand I (Offenzustand). Die Presse 100 umfasst einen Pressenstößel 101 und einen Pressentisch 102 und nimmt ein Presswerkzeug auf, deren auf den Blechrohling 200 wirkende Umformteile auch als Formkörper bezeichnet werden. 1 shows the press 100 in the open state I (Open state). The press 100 includes a press ram 101 and a press table 102 and picks up a crimping tool, the one on the sheet metal blank 200 acting forming parts are also referred to as moldings.

Dem Pressenstößel 101 ist ein Presswerkzeug-Formkörper 101A als Matrize zugeordnet.The press ram 101 is a press tool molding 101A assigned as a template.

Dem Pressentisch 102 ist ein Presswerkzeug-Formkörper 102A als Stempel zugeordnet.The press table 102 is a press tool molding 102A assigned as a stamp.

Im Ausführungsbeispiel ist der Pressenstößel 101 mit der Matrize 101A gegenüber dem Pressentisch 102 mit dem Stempel 102A beweglich angeordnet.In the embodiment, the press ram 101 with the matrix 101A opposite the press table 102 with the stamp 102A movably arranged.

Die dem Blechrohling 200 formgebende Matrizen-Fläche 1A der Matrize 101A liegt der formgebenden Stempel-Fläche 2A des Stempels 102A gegenüber.The sheet metal blank 200 forming die surface 1A the matrix 101A lies the forming stamp surface 2A of the stamp 102A across from.

Äußere und optional innere Blechhalter 103, 104 liegen mit ihren Blechhalter-Halteflächen 3, 4 Matrizenhalteflächen 1A beziehungsweise einer angeordneten Matritzenhaltefläche 1B eines optional angeordneten Matrizeneinsatzes 101B gegenüber.Outer and optionally inner metal holder 103 . 104 lie with their blank holder holding surfaces 3 . 4 Matrizenhalteflächen 1A or a arranged Matritzenhaltefläche 1B an optionally arranged die insert 101B across from.

Eine Mindestdistanz zwischen Matrize 101A und Stempel 102A wird im Geschlossenzustand II-1, II-2, II-3 der Presse 100 gemäß den 2 bis 4 durch Distanzelemente 103A gesichert.A minimum distance between die 101A and stamp 102A will be in the closed state II-1 . II-2 . II-3 the press 100 according to the 2 to 4 by spacers 103A secured.

Der oder die Blechhalter 103, 104 sind auf Werkzeugpinolen 105 und Pressenpinolen 106 angeordnet, die sich gemeinsam auf einem beweglichen Druckkasten 107 abstützen, der wiederum auf Verdrängerzylindern 108 gegenüber dem Pressentisch 102 beweglich angeordnet ist, so dass der oder die Blechhalter 103, 104 während des Umformprozesses der Schließbewegung I → II-1, II-2, II-3 des Pressenstößels 101 unter Überwindung einer Blechhalter-Gegenkraft FB folgen können.The or the sheet metal holder 103 . 104 are on tool quills 105 and press quills 106 arranged together on a movable pressure box 107 support, which in turn on displacement cylinders 108 opposite the press table 102 is movably arranged, so that or the blank holder 103 . 104 during the forming process of the closing movement I → II-1, II-2 . II-3 of the press ram 101 overcoming a blankholder counterforce F B can follow.

Die Gegenkraft FB des Druckkastens 107 wird auf die Blechhalter 103, 104 durch die Verdrängerzylinder 108 ausgeübt, so dass der Blechrohling 200 vor dem Umformprozess im so genannten Blechhalterschluss II-1 (vergleiche 2) zwischen Matrize 101A und den Blechhaltern 103, 104 festgeklemmt ist.The drag F B of the pressure box 107 gets on the tin holder 103 . 104 through the displacer cylinder 108 exercised, so that the sheet metal blank 200 before the forming process in the so-called blank holder II-1 (see 2 ) between die 101A and the sheet metal holders 103 . 104 is clamped.

Sobald der Blechhalterschluss II-1 vorliegt und der Blechrohling 200 zwischen Matrize 101A und den Blechhaltern 103, 104 geklemmt ist, erfolgt der eigentliche Umformschritt II-1→ II-2 in dem der Blechrohling 200 zu dem Blechformteil 200' umgeformt wird, wobei die 3 den Beginn der Umformung mittels der Umformkraft FU verdeutlicht, wobei der ortsfeste Stempel 102 bei dem formgebenden Prozess die Stempel-Gegenkraft FS bildet.Once the blank holder II-1 present and the sheet metal blank 200 between die 101A and the sheet metal holders 103 . 104 is clamped, the actual forming step II-1 → II-2 in which the sheet metal blank takes place 200 to the sheet metal part 200 ' is transformed, with the 3 the beginning of the forming by means of the forming force F U clarified, with the stationary stamp 102 in the shaping process, the stamp counterforce F S forms.

Nach dem Umformschritt II-2→ II-3 ist der Blechrohling 200 zu dem Blechformteil 200' umgeformt, wie in 4 verdeutlicht ist. After the forming step II-2 → II-3 is the sheet metal blank 200 to the sheet metal part 200 ' reshaped, as in 4 is clarified.

Wie zum Stand der Technik erläutert, wird bisher eine Druckverteilung im Sinne einer Flächenpressung an den Formkörpern 101A, 101B / 102A und den Blechhaltern 103, 104 ermittelt, wobei die Flächenpressung zwischen der Matrizen-Fläche 1A und der gegenüberliegenden Stempel-Fläche 2A (vergleiche 1) sowie den Blechhalter-Halteflächen 3, 4 (vergleiche ebenfalls 1) und den gegenüberliegenden Matrizenhalteflächen 1A', 1B (vergleiche ebenfalls 1) bewirkt wird.As explained in the prior art, so far is a pressure distribution in the sense of a surface pressure on the moldings 101A . 101B / 102A and the sheet metal holders 103 . 104 determines the surface pressure between the die surface 1A and the opposite stamp surface 2A (see 1 ) and the blank holder holding surfaces 3 . 4 (compare likewise 1 ) and the opposing die holding surfaces 1A ' . 1B (compare likewise 1 ) is effected.

Über diese so genannten komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B matrizenseitig und 2A, 3, 4 stempelseitig beziehungsweise blechhalterseitig der Formkörper 101A, 102A und 103, 104 der Presse 100 wird die Flächenpressung auf den Blechrohling 200 ausgeübt.About these so-called complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B on the Matrice side and 2A . 3 . 4 stamp side or sheet holder side of the molding 101A . 102A and 103 . 104 the press 100 is the surface pressure on the sheet metal blank 200 exercised.

Es wird deutlich, dass die Qualität der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B /2A, 3, 4 an sich und die funktionelle Kompatibilität der sich gegenüberliegenden komplementären Funktionsflächen für die Qualität des herzustellenden Blechformteiles 200' von entscheidender Bedeutung ist. Um die Qualität sicherzustellen, wurde bisher, wie bereits erläutert wurde, das Tuschierverfahren angewendet, dessen Nachteile durch die Erfindung überwunden werden, wie nachfolgend erläutert wird.It becomes clear that the quality of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 in itself and the functional compatibility of the opposing complementary functional surfaces for the quality of the sheet metal part to be produced 200 ' is crucial. In order to ensure the quality, as previously explained, the spotting method has been used, the disadvantages of which are overcome by the invention, as will be explained below.

Die Erfindung sieht den Einsatz eines optischen Messsystems basierend auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie vor, die grundsätzlich in der Druckschrift DE 10 2004 033 526 A1 erläutert ist.The invention provides for the use of an optical measuring system based on the principle of infrared deflectometry, which is basically described in the document DE 10 2004 033 526 A1 is explained.

Darauf basierend wird eine Vorrichtung geschaffen, die eine vom Stand der Technik der Qualifizierung von Presswerkzeugen im Sinne der Erhöhung der Qualität der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 an sich und der Kompatibilität der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 abweichende Prozessroute ermöglicht, die zu einem höheren Automatisierungsgrad sowie einer erhöhten Effizienz des Prozesses führt.On this basis, a device is provided, which is one of the prior art of qualification of pressing tools in terms of increasing the quality of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 in itself and the compatibility of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 deviating process route, which leads to a higher degree of automation and increased efficiency of the process.

Es wurde festgestellt, dass sich das Prinzip der Infrarot-Deflektometrie für die erfindungsgemäßen Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 der Presse 100 eignet, da sie eine teilweise spiegelnde Reflektanz aufweisen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, das Prinzip Infrarot-Deflektometrie einzusetzen, wobei insbesondere eine Infrarot-Strahlung im LWIR-Spektrum (Langwelliges Infrarot-Spektrum) zwischen λ = 8 und 14 µm eingesetzt wird. Die Verwendung dieses LWIR-Spektrums weist bei den vorliegenden Rauigkeiten Rq nach DIN 4760 der Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 der Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 zwischen 0 und 2 µm, einen ausreichend großen spekularen Reflexionsanteil auf, der eine für das Verfahren qualitativ ausreichende Spiegelung der ausgesendeten Infrarot-Strahlung an den zu untersuchenden Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 der Formkörper 101A, 101b / 102A und 103, 104 der Presse 100 bewirkt.It has been found that the principle of infrared deflectometry for the shaped bodies according to the invention 101A . 101B / 102A and 103 . 104 the press 100 is suitable because they have a partially reflective reflectance. It is inventively provided to use the principle of infrared deflectometry, in particular, an infrared radiation in the LWIR spectrum (long-wave infrared spectrum) between λ = 8 and 14 microns is used. The use of this LWIR spectrum has in the present roughness R q according to DIN 4760 of the functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 the molded body 101A . 101B / 102A and 103 . 104 between 0 and 2 .mu.m, a sufficiently large spekularen reflection component, which is a qualitatively sufficient for the process reflection of the emitted infrared radiation at the functional surfaces to be examined 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 the molded body 101A . 101b / 102A and 103 . 104 the press 100 causes.

Das Verhältnis des spekularen Anteils der Reflektion ist definiert als ρ s p 0 = e − ( 4 π R q ) 2 / λ 2 ,

Figure DE102017214378A1_0001
wobei ρ0 die Reflektanz einer glatten Oberfläche und ρs der spekulare Anteil der Reflexion ist.The ratio of the specular portion of the reflection is defined as ρ s p 0 = e - ( 4 π R q ) 2 / λ 2 .
Figure DE102017214378A1_0001
 where ρ 0 is the reflectance of a smooth surface and ρ s is the specular portion of the reflection.

Es ist somit prinzipiell vorgesehen, dass die im Umformprozess komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 (Matrize 101A, Matrizeneinsatz 101B - Blechhalter 103, 104 beziehungsweise Matrize 101A -Stempel 102A) inspiziert und abgeglichen werden, um unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Blechdicke des Blechrohlings 200 beziehungsweise des zu formenden Blechformteils 200' eine Abweichung vom gewünschten Soll-Ziehspalt zu detektieren.It is thus provided in principle that the complementary functional surfaces in the forming process 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 (Die 101A , Matrix insert 101B - Sheet holder 103 . 104 or die 101A -Stamp 102A ) are inspected and adjusted to take into account a predeterminable sheet thickness of the sheet metal blank 200 or of the sheet metal part to be formed 200 ' to detect a deviation from the desired target drawing gap.

Der Soll-Ziehspalt stellt den Abstand zwischen den komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 im vollständig geschlossenen Zustand II-3 der Presse 100 gemäß 4 dar.The desired drawing gap sets the distance between the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 in the fully closed state II-3 the press 100 according to 4 represents.

Ferner ist prinzipiell vorgesehen, dass Fehlermuster, insbesondere Beulen, Dellen und Krümmungsunstetigkeiten, in den komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B/2A, 3, 4 von Matrize 101A / Matrizeneinsatz 101B - Blechhalter 103, 104 und Matrize 101A - Stempel 102A erkannt werden.Furthermore, it is provided in principle that error patterns, in particular bumps, dents and curvature discontinuities, in the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 from die 101A / Matrix insert 101B - Sheet holder 103 . 104 and die 101A - stamp 102A be recognized.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen somit die Qualifizierung von Presswerkzeugen im Sinne der Erhöhung der Qualität der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 an sich und der Kompatibilität der sich gegenüberliegenden Funktionsflächen.The device according to the invention and the method according to the invention thus enable the qualification of pressing tools in terms of increasing the quality of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 in itself and the compatibility of the opposing functional surfaces.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren die Auswertung von Messdaten und liefert nach Auswertung als Ergebnis sowohl die an den Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 nachzuarbeitenden Funktionsflächen sowie den notwendigen Materialauftrag oder den notwendigen Materialabtrag - anders als bisher - als absolute Größe, wobei vorgesehen ist, dass die Materialkompensation anhand dieser Daten durch eine Materialkompensationseinrichtung 300 automatisch vorgenommen wird.Advantageously, the device according to the invention and the method according to the invention enable the evaluation of measurement data and, after evaluation, as a result deliver both to the molding 101A . 101B / 102A and 103 . 104 nacharbeitenden functional surfaces and the necessary material application or the necessary removal of material - unlike previously - as an absolute size, it being provided that the material compensation using this data by a material compensation device 300 is done automatically.

Diese Funktion wurde bisher durch die zuvor erläuterte Tuschiereinrichtung in aufwändiger Weise „manuell“ realisiert. This function has hitherto been realized in a complex manner "manually" by the above-described sputtering device.

Die erfindungsgemäße Materialkompensationseinrichtung 300 erhält die geometrischen Daten im dreidimensionalen Raum. Mit anderen Worten, die Materialkompensationseinrichtung 300 verarbeitet im Vergleich zu der herkömmlichen Tuschiereinrichtung ein „digitales Blaubild“, wie noch erläutert wird.The material compensation device according to the invention 300 gets the geometric data in three-dimensional space. In other words, the material compensation device 300 processed as compared to the conventional Tuschiereinrichtung a "digital blue picture", as will be explained.

Es ist vorgesehen, dass die geometrischen Messdaten durch eine entsprechende Software-Auswertung in einem Bearbeitungsprogramm gewandelt werden, so dass die automatische Materialkompensationseinrichtung 300 (vergleiche vorab 5), die insbesondere in einer bevorzugten Ausführungsform als robotergestützte automatische Materialkompensationseinrichtung 300R (vergleiche vorab 5) ausgeführt werden kann, die Materialkompensation durchführen kann.It is provided that the geometric measurement data are converted by a corresponding software evaluation in a machining program, so that the automatic material compensation device 300 (compare in advance 5 ), in particular in a preferred embodiment as robot-assisted automatic material compensation device 300R (compare in advance 5 ) that can perform material compensation.

Die Materialkompensationseinrichtung 300 veranlasst den benötigten Materialabtrag, insbesondere durch schleifende Fertigungsverfahren mittels eines Schleifwerkzeugs 301, wobei ein benötigter Materialauftrag insbesondere durch Laserauftragsschweißen mittels einer Laserauftragsschweißvorrichtung 302 erfolgt.The material compensation device 300 causes the required removal of material, in particular by grinding production processes by means of a grinding tool 301 wherein a required material application in particular by laser deposition welding by means of a laser deposition welding device 302 he follows.

Der Materialauftrag oder Materialabtrag wird erfindungsgemäß mithilfe der Infrarot-Deflektometrie kontrolliert, worauf noch detailliert eingegangen wird. Sofern weiterhin Abweichungen vorhanden sind, wird der Prozess der Materialkompensation mit Hilfe der Materialkompensationseinrichtung 300 wiederholt.The material application or material removal is controlled according to the invention by means of infrared deflectometry, which will be discussed in more detail. If deviations are still present, the process of material compensation with the help of the material compensation device 300 repeated.

Das Verfahren und die Vorrichtung bedient sich somit zur Oberflächeninspektion von Umformwerkzeugen, insbesondere von Formkörpern 101A, 101B / 102A und 103, 104 einer Presse 100, in vorteilhafter Weise der Infrarot-Deflektometrie, insbesondere mit einer Infrarot-Strahlung im LWIR-Spektrum (Langwelliges Infrarot-Spektrum).The method and the device thus makes use of the surface inspection of forming tools, in particular of shaped bodies 101A . 101B / 102A and 103 . 104 a press 100 , Advantageously, the infrared deflectometry, in particular with an infrared radiation in the LWIR spectrum (long-wave infrared spectrum).

In vorteilhafter Weise muss die Materialkompensationseinrichtung 300 nicht wie die Tuschiereinrichtung bei dem herkömmlichen Tuschierprozess in der Presse 100 angeordnet, insbesondere eingerüstet werden, um die nachzuarbeitenden Bereiche zu identifizieren.Advantageously, the material compensation device 300 not like the Tuschiereinrichtung in the conventional Tuschierprozess in the press 100 arranged, in particular be scaffolded to identify the areas to be reworked.

In vorteilhafter Weise ist es jetzt möglich, abweichend vom herkömmlichen Tuschierprozess, der auf Druck-/Kraft-basierten Messdaten basiert, anhand geometrischer Messdaten die Topologie der Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 der Presse 100 zu ermitteln. Dadurch ist, wie bereits erwähnt, eine quantitative Bestimmung der notwendigen Materialkompensation an explizit ermittelten Bereichen der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B/2A, 3, 4 der Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 möglich.In an advantageous manner, unlike the conventional spotting process, which is based on pressure / force-based measurement data, it is now possible to use geometric measurement data to determine the topology of the shaped bodies 101A . 101B / 102A and 103 . 104 the press 100 to investigate. As a result, as already mentioned, a quantitative determination of the necessary material compensation at explicitly determined areas of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' , 1B / 2A, 3 . 4 the molded body 101A . 101B / 102A and 103 . 104 possible.

Zur Ermittlung der geometrischen Messdaten zur Feststellung der Topologie der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 der Formkörper 101A, 101B / 102A und 103, 104 der Presse 100 wird ein Messsystem 400 (vergleiche vorab 5) vorgeschlagen, welches in einer bevorzugten Ausführungsform als Messroboter 400R ausgebildet ist, wie nachfolgend noch erläutert wird.For determining the geometric measurement data for determining the topology of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 the molded body 101A . 101B / 102A and 103 . 104 the press 100 becomes a measuring system 400 (compare in advance 5 ), which in a preferred embodiment as a measuring robot 400R is formed, as will be explained below.

Das Messsystem 400 ist durch die Anbringung an einem Roboterarm eines Roboters in vorteilhafter Weise in der Lage, verschiedene Messpositionen einzunehmen beziehungsweise es ist dadurch in der Lage, lineare und/oder rotatorische Bewegungen des Messsystems 400 zu realisieren.The measuring system 400 By attaching to a robotic arm of a robot, it is advantageously able to assume different measuring positions, or it is therefore capable of linear and / or rotational movements of the measuring system 400 to realize.

Das Messsystem 400 umfasst eine Mustererzeugungseinrichtung 401 und eine Mustererkennungseinrichtung 402 (vergleiche vorab 5).The measuring system 400 includes a pattern generator 401 and a pattern recognition device 402 (compare in advance 5 ).

Das Messsystem 400 kann in verschiedenen technischen Ausführungsformen ausgestaltet werden.The measuring system 400 can be configured in various technical embodiments.

In einer Ausführungsform wird als Emitter 401 zur Mustererzeugung der zur Messung benötigten Infrarot-Strahlung, insbesondere im LWIR-Spektrum, ein Schirm verwendet, der mithilfe eines Lasers bestrahlt wird und als Reaktion je nach Bestrahlung ein Infrarot-Muster aussendet, das auf die formgebenden zu inspizierenden Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 projiziert wird.In one embodiment, as an emitter 401 used for pattern generation of the infrared radiation required for the measurement, in particular in the LWIR spectrum, a screen which is irradiated by means of a laser and emits in response, depending on the irradiation, an infrared pattern on the shaping surfaces to be inspected to be inspected 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 is projected.

In einer anderen Ausführungsform wird als Emitter 401 zur Mustererzeugung der zur Messung benötigten Infrarot-Strahlung, insbesondere im LWIR-Spektrum, ein gespannter Heizdraht verwendet, dessen Infrarotstrahlung auf die formgebenden zu inspizierenden Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 projiziert wird.In another embodiment, as an emitter 401 for pattern generation of the infrared radiation required for the measurement, in particular in the LWIR spectrum, a tensioned heating wire used, its infrared radiation to the forming functional surfaces to be inspected 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 is projected.

In einer noch anderen Ausführungsform wird als Emitter 401 der zur Messung benötigten Infrarot-Strahlung, insbesondere im LWIR-Spektrum, ein Schirm verwendet, auf den eine elektrisch leitende Dünnschicht so aufgebracht ist, so dass beim Anlegen einer elektrischen Spannung ein thermisches Infrarot-Muster aufgrund des ohmschen Widerstands der Dünnschicht auf die formgebenden zu inspizierenden Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 projiziert wird.In yet another embodiment, the emitter 401 the infrared radiation required for the measurement, in particular in the LWIR spectrum, uses a screen on which an electrically conductive thin film is applied, so that upon application of an electrical voltage, a thermal infrared pattern due to the ohmic resistance of the thin film on the forming too inspecting functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 is projected.

Als Mustererkennungseinrichtung 402 des jeweils reflektierten Infrarot-Musters werden die nach dem Stand der Technik bekannten Systeme verwendet, wie beispielsweise Wärmebildkameras. As a pattern recognition device 402 of the respectively reflected infrared pattern, the systems known from the prior art are used, such as thermal imaging cameras.

Die Anordnung beziehungsweise Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst (vergleiche 5) zur Inspektion der Formkörper 101A, 101B (in 5 nicht dargestellt), 102A und 103, 104 der Presse 100 mit ihren komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B (in 5 nicht dargestellt) / 2A, 3, 4 die Materialkompensationseinrichtung 300, 300R und das Messsystem 400, 400R. The arrangement or device according to the invention comprises (cf. 5 ) for inspection of the moldings 101A . 101B (in 5 not shown), 102A and 103, 104 of the press 100 with their complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B (in 5 not shown) / 2A . 3 . 4 the material compensation device 300 . 300R and the measuring system 400 . 400R ,

In 5 sind zur Verdeutlichung der Erfindung nur die komplementären Funktionsflächen 2A, 3, 4 des Stempels 102A (Presswerkzeug-Formkörper) und der Blechhalter 103, 104 (Presswerkzeug-Formkörper) dargestellt.In 5 are to illustrate the invention, only the complementary functional surfaces 2A . 3 . 4 of the stamp 102A (Press tool molding) and the blank holder 103 . 104 (Press tool molding) shown.

Prinzipiell wird in einem ersten Schritt, der nachfolgend als Datenerfassungsschritt bezeichnet wird, analog zur der in der Druckschrift DE 10 2004 033 526 A1 beschriebenen Vorgehensweise vorgegangen. Aus der Veränderung mindestens eines der reflektierten Muster kann auf die geometrischen Eigenschaften der Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4, insbesondere auf deren dreidimensionale Koordinaten, geschlossen werden.In principle, in a first step, which is referred to below as data acquisition step, analogous to that in the document DE 10 2004 033 526 A1 procedure described proceeded. The change of at least one of the reflected patterns can affect the geometric properties of the functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 , in particular their three-dimensional coordinates, are closed.

Die Inspektion der Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4, insbesondere deren Oberflächen- und Formuntersuchung, erfolgt unter Ausnutzung der Bewegung der Formkörper 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 relativ zum Messsystem 401 oder unter Ausnutzung der Bewegung des Messsystems 401, 402 relativ zu den Formkörpern 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104.The inspection of functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 , in particular their surface and form examination, takes place by utilizing the movement of the moldings 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 relative to the measuring system 401 or taking advantage of the movement of the measuring system 401 . 402 relative to the moldings 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 ,

In beiden Fällen wird von den Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 eine reflektierte Bildfolge des Musters bei Änderung der Position und/oder der Orientierung der mindestens einen Mustererkennungseinrichtung 402 relativ zum zu untersuchenden Objekt aufgenommen, insbesondere der Funktionsflächen 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 unter Verwendung mindestens einer Auswerte-/Steuereinheit genutzt. Durch Veränderung der Position und/oder der Drehlage der Formkörper 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 relativ zu dem Messsystem, das heißt der Anordnung zueinander, werden Informationen, insbesondere geometrische Informationen (in der Art dreidimensionaler Koordinaten, über die untersuchten Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 gewonnen. Dabei ist es möglich, dass in der Auswerte-/Steuereinheit vorgesehen ist, dass mindestens ein Aktor derart angesteuert und/oder geregelt wird, dass die relative Orientierung und/oder die relative Position der Formkörper 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 gegenüber dem Messsystem 400 zueinander verändert werden können, wobei es ebenfalls vorgesehen ist, dass die Mustererzeugungseinrichtung 401 relativ zu der Mustererkennungseinrichtung 402 angesteuert und bewegt werden kann, wodurch das Messsystem in sich variabel auf die Formkörper ausgerichtet werden kann.In both cases, the functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 a reflected image sequence of the pattern when changing the position and / or the orientation of the at least one pattern recognition device 402 recorded relative to the object to be examined, in particular the functional surfaces 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 used with at least one evaluation / control unit. By changing the position and / or the rotational position of the molded body 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 Relative to the measuring system, that is to say the arrangement of one another, information, in particular geometric information (in the form of three-dimensional coordinates, about the examined functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 won. It is possible that in the evaluation / control unit is provided that at least one actuator is controlled and / or regulated such that the relative orientation and / or the relative position of the molded body 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 opposite the measuring system 400 can be changed to each other, wherein it is also provided that the pattern generating device 401 relative to the pattern recognition device 402 can be controlled and moved, whereby the measuring system can be variably aligned in the mold body.

Durch mathematisches Verknüpfen der geometrischen Informationen verschiedener mittels der Mustererkennungseinrichtung 402 erkannter Muster, insbesondere aus verschiedenen Blickwinkeln und/oder aus verschiedenen Positionen aufgenommener Muster, die den Bildpunkten der Muster als Skalar oder als Vektor zugeordnet sind, werden Informationen über die Oberfläche, insbesondere über deren dreidimensionalen räumlichen Verlauf, gewonnen.By mathematically linking the geometric information of various by means of the pattern recognition device 402 recognized pattern, in particular from different angles and / or recorded from different positions of patterns that are associated with the pixels of the pattern as a scalar or vector, information about the surface, in particular on the three-dimensional spatial course, won.

Im Ergebnis wird somit ein dreidimensionaler räumlicher Verlauf der Funktionsflächen 1A, 1A', 1B Matrize 101 sowie ein dreidimensionaler räumlicher Verlauf der Funktionsflächen 2A, 3, 4 des Stempels 102A und der Blechhalter 103, 104 gewonnen.The result is thus a three-dimensional spatial course of the functional surfaces 1A . 1A ' . 1B die 101 as well as a three-dimensional spatial course of the functional surfaces 2A . 3 . 4 of the stamp 102A and the sheet holder 103 . 104 won.

Mit anderen Worten, nach Durchführung des Datenerfassungsschrittes liegen in der Auswerte-/Steuereinheit die dreidimensionalen räumlichen Verläufe der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B der Matrize 101A beziehungsweise des Matrizeneinsatzes 101B sowie der Funktionsflächen 2A, 3, 4 des Stempels 102A und der Blechhalter 103, 104 vor.In other words, after carrying out the data acquisition step, the three-dimensional spatial characteristics of the complementary functional surfaces lie in the evaluation / control unit 1A . 1A ' . 1B the matrix 101A or the Matrizeneinsatzes 101B as well as the functional surfaces 2A . 3 . 4 of the stamp 102A and the sheet holder 103 . 104 in front.

In einem mathematischen Auswerteschritt, der nachfolgend als Quantifizierungsschritt bezeichnet wird, werden in einem Anwendungsprogramm die dreidimensionalen räumlichen Verläufe der komplementären Funktionsflächen unter Berücksichtigung des zwischen Matrize 101A, 101B und Stempel 102A sowie Blechhalter 103, 104 liegenden Blechrohlings beziehungsweise Blechformteils 200, 200', wie in 2 oder 3 oder 4 dargestellt ist, sozusagen virtuell aufeinander gefahren, so dass sich das „digitale Blaubild“ zwischen den komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 von Matrize 101A / Matrizeneinsatz 101B - Blechhalter 103, 104 und Matrize 101A - Stempel 102A ergibt.In a mathematical evaluation step, which is referred to below as a quantification step, in an application program the three-dimensional spatial courses of the complementary functional surfaces are taken into account, taking into account the between matrix 101A . 101B and stamp 102A as well as tin holder 103 . 104 lying sheet metal blanks or sheet metal part 200 . 200 ' , as in 2 or 3 or 4 is represented, so to speak virtually driven together, so that the "digital blue picture" between the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 from die 101A / Matrix insert 101B - Sheet holder 103 . 104 and die 101A - stamp 102A results.

Bei diesem virtuellen Vergleich innerhalb des Quantifizierungsschrittes der dreidimensionalen räumlichen Verläufe der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B der Matrize 101A beziehungsweise des Matrizeneinsatzes 101B sowie der Funktionsflächen 2A, 3, 4 des Stempels 102A und der Blechhalter 103, 104 ergeben an einem explizit bestimmten Ort der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 quantitativ explizit bestimmbare Abweichungen an mindestens einem der Formkörper 101A, 101B, 102A, 103, 104 hinsichtlich der dreidimensional vorliegenden komplementären Konturen wird erfindungsgemäß in einem nächsten Schritt mittels der Materialkompensationseinrichtung 300, 300R ein Materialabtrag oder ein Materialauftrag, der nachfolgend als Materialkompensationsschritt bezeichnet wird, vorgenommen.In this virtual comparison within the quantification step of the three-dimensional spatial courses of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B the matrix 101A or the Matrizeneinsatzes 101B as well as the functional surfaces 2A . 3 . 4 of the stamp 102A and the sheet holder 103 . 104 result in an explicitly determined location of the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 Quantitative explicitly determinable deviations on at least one of the moldings 101A . 101B . 102A . 103 . 104 With regard to the three-dimensionally present complementary contours according to the invention in a next step by means of the material compensation device 300 . 300R a material removal or a material order, which is referred to as a material compensation step, made.

Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung V, die in einer bevorzugten Ausführungsvariante in 5 dargestellt ist, und die Anordnung der zu der Vorrichtung V gehörenden Komponenten auf verschiedene Art und Weise erfolgen kann, wobei nachfolgend einige Ausführungsvarianten vorgestellt werden. It is understood that the device according to the invention V , which in a preferred embodiment in 5 is shown, and the arrangement of the device V belonging components can be done in various ways, with some embodiments are presented below.

Erste und zweite Ausführungsvariante hinsichtlich der Anordnung des Messsystems 400, 400R:First and second embodiment variant with regard to the arrangement of the measuring system 400 . 400R :

Der Datenerfassungsschritt wird durchgeführt, indem die zu inspizierenden Formkörper 101A, 101B / 102A, 103, 104 auf einen Messplatz verlagert (zweite Ausführungsvariante) werden oder in der Presse 100 (erste Ausführungsvariante) verbleiben. Am jeweiligen Ort wird das Messsystem 400 entsprechend angeordnet, wobei es insbesondere vorgesehen ist, das Messsystem 400 mithilfe eines robotergesteuerten Messsystems 400R über die zu vermessenden Funktionsflächen zu verfahren. Die Formkörper 101A, 101B / 102A, 103, 104 können in der ersten Ausführungsvariante in vorteilhafter Weise an ihrem Einbauort verbleiben und der Datenerfassungsschritt erfolgt sozusagen am Einsatzort. In der zweiten Ausführungsvariante werden die Formkörper 101A, 101B / 102A, 103, 104 jeweils für sich oder gemeinsam analog zu der ersten Ausführungsvariante vermessen, so dass der Datenerfassungsschritt in vorteilhafter Weise auch unabhängig von der Presse 100 erfolgen kann.The data acquisition step is performed by the moldings to be inspected 101A . 101B / 102A . 103 . 104 be moved to a measuring station (second embodiment) or in the press 100 (first embodiment) remain. At each location the measuring system becomes 400 arranged accordingly, wherein it is provided in particular, the measuring system 400 using a robot-controlled measuring system 400R to move over the functional surfaces to be measured. The moldings 101A . 101B / 102A . 103 . 104 can in the first embodiment advantageously remain at their installation location and the data acquisition step takes place, so to speak, at the site. In the second embodiment, the moldings 101A . 101B / 102A . 103 . 104 in each case individually or jointly measured analogously to the first embodiment, so that the data acquisition step in an advantageous manner, regardless of the press 100 can be done.

Erste und zweite Ausführungsart hinsichtlich der Anordnung der Materialkompensationseinrichtung 300, 300R:First and second embodiment with regard to the arrangement of the material compensation device 300 . 300R :

Nach dem Datenerfassungsschritt besteht die Möglichkeit, dass die Materialkompensationseinrichtung 300, 300R der Presse 100 zugeordnet wird, so dass der Materialkompensationsschritt in der Presse 100 erfolgt, oder die Materialkompensationseinrichtung 300, 300R ist an dem Messplatz außerhalb der Presse 100 angeordnet, so dass der Materialkompensationsschritt außerhalb der Presse 100 erfolgt.After the data acquisition step, there is the possibility that the material compensation device 300 . 300R the press 100 is assigned, so that the material compensation step in the press 100 takes place, or the material compensation device 300 . 300R is at the measuring station outside the press 100 arranged so that the material compensation step outside the press 100 he follows.

Die Ausführungsvarianten und Ausführungsarten können miteinander kombiniert werden, wie anhand der nachfolgenden Beispiele verdeutlicht wird.The embodiments and embodiments may be combined with each other, as will be apparent from the following examples.

Erstes Beispiel: First example:

Feste Anordnung der Mustererzeugungseinrichtung 401, insbesondere eines Heizdrahts, und der Mustererkennungseinrichtung 402, insbesondere einer Infrarot-Kamera, direkt an der sich im Offenzustand I (vergleiche 1) befindenden Presse 100, so dass die Formkörper 101A, 101B / 102A, 103, 104 beim Ein- und/oder Ausbau über einen ausziehbaren Werkzeugtisch der Presse linear bewegt werden, so dass der Datenerfassungsschritt beim Ein- und/oder Ausbau der Formkörper 101A, 101B / 102A, 103, 104 erfolgen kann.Fixed arrangement of the pattern generator 401 , in particular a heating wire, and the pattern recognition device 402 , in particular an infrared camera, directly at the in the open state I (see 1 ) located press 100 so that the shaped body 101A . 101B / 102A . 103 . 104 be moved linearly during insertion and / or removal via an extendable tool table of the press, so that the data acquisition step during installation and / or removal of the molding 101A . 101B / 102A . 103 . 104 can be done.

Zweites Beispiel:Second example:

Bewegliche Anordnung der Mustererzeugungseinrichtung 401, insbesondere eines Heizdrahts, und der Mustererkennungseinrichtung 402, insbesondere einer Infrarot-Kamera, mittels einer Verfahreinrichtung direkt an der Presse 100, so dass bei in die Presse 100 festen Formkörpern 101A, 101B / 102A, 103, 104 ein Datenerfassungsschritt jedes Formkörpers 101A, 101B / 102A, 103, 104 für sich oder ein simultaner Datenerfassungsschritt der Funktionsflächen 1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4 vorgenommen werden kann. Bei einem simultanen Datenerfassungsschritt ist vorgesehen, dass das Messsystem durch entsprechende Anordnung von mehreren Mustererzeugungseinrichtungen 401 und mehreren Mustererkennungseinrichtungen 402 eine simultane Datenerfassung von Oberteil 101A, 101B und Unterteil 102A, 103, 104 der sich im Offenzustand I befindenden Presse 100 erfolgt, so dass der Datenerfassungsschritt in sehr kurzer Zeit durchgeführt werden kann.Movable arrangement of the pattern generator 401 , in particular a heating wire, and the pattern recognition device 402 , In particular an infrared camera, by means of a moving device directly to the press 100 , so in the press 100 solid moldings 101A . 101B / 102A . 103 . 104 a data acquisition step of each molded article 101A . 101B / 102A . 103 . 104 for itself or a simultaneous data acquisition step of the functional areas 1A . 1A ' . 1B / 2A . 3 . 4 can be made. In a simultaneous data acquisition step, it is provided that the measuring system can be arranged by appropriate arrangement of a plurality of pattern generation devices 401 and a plurality of pattern recognition devices 402 a simultaneous data acquisition of shell 101A . 101B and lower part 102A . 103 . 104 in the open state I located press 100 takes place, so that the data acquisition step can be performed in a very short time.

Drittes Beispiel:Third example:

Eine bevorzugte Anordnung der zu der Vorrichtung V gehörenden Komponenten ist in 5 dargestellt.A preferred arrangement of the device V belonging components is in 5 shown.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel erlaubt eine größtmögliche Flexibilität zur Durchführung des Datenerfassungsschritts hinsichtlich des Ortes der Messung und Messperspektive durch das Messsystem 400. Es ist ein Messroboter 400R vorgesehen, der mindestens eine Mustererzeugungseinrichtung 401 und mindestens eine Mustererkennungseinrichtung 402 sowie mindestens einen Aktor 403 umfasst, der derart angesteuert und/oder geregelt wird, dass die relative Orientierung und/oder die relative Position des Messsystems 400 gegenüber den Formkörpern 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 verändert werden kann.The preferred embodiment allows maximum flexibility for performing the data acquisition step on the location of the measurement and measurement perspective by the measurement system 400 , It is a measuring robot 400R provided, the at least one pattern generating device 401 and at least one pattern recognition device 402 and at least one actor 403 includes, which is so controlled and / or regulated that the relative orientation and / or the relative position of the measuring system 400 opposite the moldings 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 can be changed.

In 5 sind nur die Formkörper 102A und 103, 104 der Presse 100 mit ihren komplementären Funktionsflächen 2A, 3, 4 dargestellt. Es versteht sich, dass der Messroboter 400R auch die nicht dargestellten Formkörper 101A, 101B der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B inspizieren kann, wobei es möglich ist, einen simultanen Datenerfassungsschritt am Oberteil 101A, 101B und Unterteil 102A, 103, 104 durchzuführen, wie bereits erläutert worden ist.In 5 are only the moldings 102A and 103 . 104 the press 100 with their complementary functional surfaces 2A . 3 . 4 shown. It is understood that the measuring robot 400R also the moldings, not shown 101A . 101B the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B whereby it is possible to have a simultaneous data acquisition step on the top part 101A . 101B and lower part 102A . 103 . 104 as already explained.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel erlaubt ebenfalls eine größtmögliche Flexibilität zur Durchführung des Materialkompensationsschritts hinsichtlich des Ortes der durch den Datenerfassungsschritt ermittelten Materialkompensation durch die Materialkompensationseinrichtung 300. Es ist ein Materialkompensations-Roboter 300R vorgesehen, der mindestens ein Materialabtragswerkzeug 301 (Schleifwerkzeug) und/oder mindestens ein Materialauftragswerkzeug (Laserauftragsschweißvorrichtung) und der mindestens einen Aktor 303 aufweist, der derart angesteuert und/oder geregelt wird, dass die relative Orientierung und/oder die relative Position der Werkzeuge 301, 302 gegenüber den Formkörpern 101A, 101B beziehungsweise 102A und 103, 104 verändert werden kann. The preferred embodiment also allows the greatest possible flexibility for performing the material compensation step with respect to the location of the material compensation determined by the data acquisition step by the material compensation device 300 , It is a material compensation robot 300R provided, the at least one material removal tool 301 (Abrasive tool) and / or at least one material application tool (laser deposition welding device) and the at least one actuator 303 which is so controlled and / or regulated that the relative orientation and / or the relative position of the tools 301 . 302 opposite the moldings 101A . 101B respectively 102A and 103 . 104 can be changed.

In 5 sind nur die Formkörper 102A und 103, 104 der Presse 100 mit ihren komplementären Funktionsflächen 2A, 3, 4 dargestellt. Es versteht sich, dass der Materialkompensations-Roboter 400R auch die nicht dargestellten Formkörper 101A, 101B der komplementären Funktionsflächen 1A, 1A', 1B inspizieren kann, wobei es möglich ist, wie erläutert einen simultanen Datenerfassungsschritt am Oberteil 101A, 101B und Unterteil 102A, 103, 104 durchzuführen.In 5 are only the moldings 102A and 103 . 104 the press 100 with their complementary functional surfaces 2A . 3 . 4 shown. It is understood that the material compensation robot 400R also the moldings, not shown 101A . 101B the complementary functional surfaces 1A . 1A ' . 1B it being possible, as explained, a simultaneous data acquisition step at the top 101A . 101B and lower part 102A . 103 . 104 perform.

Durch das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung von Presswerkzeugen ist es in vorteilhafter Weise nicht mehr notwendig, dass die zu inspizierenden Funktionsflächen bei Anwendung des Verfahrens der Streifenlichtprojektion mattiert werden müssen. Ferner entfällt das aufwändige Tuschieren zur Ermittlung der notwendigen Materialkompensation an den komplementären Funktionsflächen der Formkörper. In vorteilhafter Weise können die im Datenerfassungsschritt erzeugten Messdaten für den Materialkompensationsschritt innerhalb einer automatischen Bearbeitung Funktionsflächen der Formkörper verwendet werden. Die notwendige Materialkompensation ist gegenüber den bisherigen Verfahren quantifizierbar, wobei parallel eine Aussage über die Qualität der Funktionsflächen der Formkörper getroffen werden kann. Eine Qualitätsaussage zu den Funktionsflächen von Kraftfahrzeugteilen ist bereits aus der Druckschrift DE 10 2004 033 526 A1 bekannt. Gemäß dem Verfahren wird im Unterschied zur DE 10 2004 033 526 A1 eine Qualitätsaussage zu den Funktionsflächen der Presswerkzeug-Formkörper getroffen. Darüber hinaus wird gemäß der Erfindung eine Quantifizierungsaussage im Sinne von geometrischen Abweichungen einer Ist-Geometrie der Presswerkzeug-Formkörper von einer Soll-Geometrie getroffen, die im weiteren Unterschied der Erfindung zur genannten Druckschrift automatisiert kompensiert wird. Die hier abschließend und die zuvor genannten Vorteile und Effekte führen insgesamt zur beschleunigten und kostenreduzierten Qualifizierung von Presswerkzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren, die beziehungsweise das auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie zur Oberflächenanalyse von Formkörpern im nicht sichtbaren Lichtspektrum basiert, und die sich erfindungsgemäß anschließende Materialkompensation ist über den beschriebenen Anwendungsfall hinaus auf alle Bauteile mit Oberflächen anwendbar, deren Oberflächencharakteristika denen der zuvor beschriebenen Presswerkzeug-Formkörper ähneln.By the described method and the apparatus for automated processing of pressing tools, it is advantageously no longer necessary that the functional surfaces to be inspected must be matted when using the method of strip light projection. Furthermore, the elaborate inking to determine the necessary material compensation on the complementary functional surfaces of the moldings omitted. Advantageously, the measurement data generated in the data acquisition step for the material compensation step can be used within an automatic processing functional surfaces of the moldings. The necessary material compensation can be quantified in comparison to the previous methods, whereby a statement about the quality of the functional surfaces of the shaped bodies can be made in parallel. A quality statement on the functional surfaces of motor vehicle parts is already in the document DE 10 2004 033 526 A1 known. According to the method, in contrast to DE 10 2004 033 526 A1 made a quality statement on the functional surfaces of the molding tool body. In addition, according to the invention, a quantification statement in the sense of geometric deviations of an actual geometry of the press tool moldings is made by a desired geometry, which is automatically compensated in the further difference of the invention for said publication. The conclusion and the aforementioned advantages and effects lead to an overall accelerated and cost-reduced qualification of pressing tools. The device according to the invention and the method according to the invention, which is based on the principle of infrared deflectometry for surface analysis of moldings in non-visible light spectrum, and the material compensation according to the invention is beyond the application described beyond applicable to all components with surfaces whose surface characteristics which similar to the previously described press tool molding.

Die Vorrichtung und das Verfahren ist somit für alle Bauteile mit metallischen Oberflächen anwendbar, deren Oberflächenanalyse im sichtbaren Lichtspektrum mithilfe der entsprechenden optischen Messverfahren nicht oder nur mit zusätzlichem Aufwand möglich ist. Wie in der Beschreibung erläutert, betrifft das Bauteile, die eine teilweise spiegelnde Reflektanz aufweisen. Das eingesetzte Prinzip der Infrarot-Deflektometrie erzeugt bei den mit Presswerkzeug-Oberflächen vergleichbaren Rauigkeiten einen spekularen Reflexionsanteil, der auch eine für das Verfahren qualitativ ausreichende Spiegelung der ausgesendeten Infrarot-Strahlung an den zu untersuchenden Oberflächen anderer Bauteile bewirkt.The device and the method is therefore applicable to all components with metallic surfaces whose surface analysis in the visible light spectrum using the corresponding optical measurement method is not possible or only with additional effort. As explained in the description, this relates to components which have a partially specular reflectance. The principle used by the infrared deflectometry generated at the comparable with pressing tool surfaces roughness a specular reflection component, which also causes a qualitatively sufficient for the process reflection of the emitted infrared radiation at the surfaces to be examined other components.

Beispiele für derartige Bauteile sind metallische, gegossene und/oder spanend bearbeitete Werkstücke jeglicher Art, die bestimmten geometrischen Anforderungen unterliegen, so dass die Vorrichtung und das Verfahren insbesondere für additiv gefertigte Bauteile einsetzbar ist, an denen eine notwendige Materialkompensation vorgenommen werden muss, damit die Bauteile den bestimmten geometrischen Anforderungen genügen.Examples of such components are metallic, cast and / or machined workpieces of any kind, which are subject to certain geometric requirements, so that the device and the method can be used in particular for additively manufactured components on which a necessary material compensation must be made so that the components meet the specific geometric requirements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
PressePress
101101
Pressenstößelpress ram
101A101A
Presswerkzeug/Formkörper/MatrizePressing tool / molding / die
1A1A
Matrizenflächedie surface
1A'1A '
MatrizenhalteflächeMatrizenhaltefläche
101B101B
Presswerkzeug/Formkörper/MatrizeneinsatzPressing tool / molding / die insert
1B1B
MatrizenhalteflächeMatrizenhaltefläche
102102
Pressentischpress table
2A2A
Stempel-FlächeStamp surface
102A102A
Presswerkzeug/Formkörper/StempelPressing tool / molding / punching
103103
äußerer Blechhalterouter sheet holder
33
BlechhalterflächeBinder surface
103A 103A
Distanzelementespacers
104104
innerer Blechhalterinner sheet holder
44
BlechhalterflächeBinder surface
105105
WerkzeugpinolenWerkzeugpinolen
106106
PressenpinolenPressenpinolen
107107
Druckkastenprint case
1A, 1A', 1B1A, 1A ', 1B
matrizenseitige, matrizeneinsatzseitige FunktionsflächenMatriceside, Matrizeinsatzseitige functional surfaces
2A2A
stempelseitige Funktionsflächepunch side functional surface
3, 43, 4
blechhalterseitige FunktionsflächenSheet holder-side functional surfaces
II
Offenzustandopen state
II-1II-1
Klemm-GeschlossenzustandTerminal-closed state
II-2II-2
Kontakt-GeschlossenzustandContact closed state
II-3II-3
vollständiger Geschlossenzustandcomplete closed state
200200
Blechrohlingsheet metal blank
200'200 '
BlechformteilSheet metal part
FU F U
Umformkraftforming force
FS F S
Stempel-GegenkraftStamp counterforce
FB F B
Blechhalter-GegenkraftBlankholder counterforce
VV
Vorrichtungcontraption
300300
MaterialkompensationseinrichtungMaterial compensation device
301301
MaterialabtragswerkzeugMaterialabtragswerkzeug
302302
MaterialauftragswerkzeugMaterial application tool
303303
Aktoractuator
300R300R
Materialkompensations-RoboterMaterial compensation robot
400400
Messsystemmeasuring system
400400
Mess-RoboterMeasuring robot
401401
MustererzeugungseinrichtungPattern generator
402402
MustererkennungseinrichtungPattern recognition means
403403
Aktoractuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012011893 B4 [0012]DE 102012011893 B4 [0012]
  • DE 102006008189 B3 [0012]DE 102006008189 B3 [0012]
  • DE 102014119532 B4 [0012]DE 102014119532 B4 [0012]
  • DE 102004033526 A1 [0018, 0049, 0076, 0097]DE 102004033526 A1 [0018, 0049, 0076, 0097]

Claims (9)

Vorrichtung (V) zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) umfassend, • mindestens ein auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie basierendes optisches Messsystem (400; 400R), welches mindestens eine Mustererzeugungseinrichtung (401) und mindestens eine Mustererkennungseinrichtung (402) zur automatisierten geometrischen Vermessung des mindestens einen Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) aufweist, gekennzeichnet durch • mindestens eine Materialkompensationseinrichtung (300; 300R), welche mindestens ein Materialabtragswerkzeug (301) und/oder mindestens ein Materialauftragswerkzeug (302) zur automatisierten Materialkompensation der geometrisch vermessenen Formkörper (101A, 101B, 102A, 103, 104) aufweist.Device (V) for automated processing of at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) comprising, • at least one based on the principle of infrared deflectometry optical measuring system (400, 400R), which at least one pattern generating means (401) and at least one pattern recognition device (402) for the automated geometric measurement of the at least one molded body (101A, 101B, 102A, 103, 104), characterized by at least one material compensation device (300; 300R), which at least one material removal tool (301) and / or at least a material application tool (302) for automated material compensation of the geometrically measured moldings (101A, 101B, 102A, 103, 104). Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Messsystem (400) als robotergesteuertes Messsystem (400R) ausgebildet ist.Device (V) according to Claim 1 , characterized in that the optical measuring system (400) is designed as a robot-controlled measuring system (400R). Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialkompensationseinrichtung (300) als robotergesteuerte Materialkompensationseinrichtung (300R) ausgebildet ist.Device (V) according to Claim 1 , characterized in that the material compensation device (300) is designed as a robot-controlled material compensation device (300R). Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mustererzeugungseinrichtung (401) • ein Schirm ist, der mit einem Laser bestrahlt die Infrarot-Strahlung aussendet, oder • ein Heizdraht ist, der durch Beheizung die Infrarot-Strahlung aussendet, oder • ein Schirm, der eine elektrisch leitende Dünnschicht aufweist, die durch Anlagen einer elektrischen Spannung die Infrarot-Strahlung aussendet.Device (V) according to Claim 1 characterized in that the at least one pattern generating means (401) is a screen irradiated with a laser that emits infrared radiation, or a heating wire that emits the infrared radiation by heating, or a screen that has a having electrically conductive thin film, which emits the infrared radiation by means of an electrical voltage. Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mustererkennungseinrichtung (402) eine I[nfra]R[ot]-Wärmebildkamera ist.Device (V) according to Claim 1 , characterized in that the at least one pattern recognition device (402) is an I [nfra] R [ot] thermal imaging camera. Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Formkörper (101A, 101B, 102A, 103, 104) ein Presswerkzeug-Formkörper einer Presse (100) ist.Device (V) according to Claim 1 , characterized in that the at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) is a press tool molding of a press (100). Vorrichtung (V) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Presswerkzeug-Formkörper der Presse (100) innerhalb der Presse (100) oder außerhalb der Presse (100) angeordnet ist.Device (V) according to Claim 6 , characterized in that the at least one molding tool body of the press (100) within the press (100) or outside the press (100) is arranged. Verfahren zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) mit den Schritten, • automatisierte Datenerfassung einer Ist-Geometrie durch geometrische Vermessung mindestens einer Funktionsfläche (1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4) mindestens eines Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) mithilfe eines auf dem Prinzip der Infrarot-Deflektometrie basierenden optischen Messsystems (400; 400R) und • Quantifizierung einer Materialabweichung der Ist-Geometrie der mindestens einen Funktionsfläche (1A, 1A', 1B / 2A, 3, 4) des mindestens einen Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) gegenüber einer vorgebbaren Soll-Geometrie, gekennzeichnet durch eine • automatisierte Materialkompensation des mindestens einen Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) in Abhängigkeit der quantifizierten Materialabweichung mithilfe der mindestens einen Materialkompensationseinrichtung (300; 300R).Method for the automated processing of at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) with the steps, • automated data acquisition of an actual geometry by geometric measurement of at least one functional surface (1A, 1A ', 1B / 2A, 3, 4) at least a shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) using an optical measuring system (400; 400R) based on the principle of infrared deflectometry and • quantification of a material deviation of the actual geometry of the at least one functional surface (1A, 1A ', 1B / 2A, 3, 4) of the at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) with respect to a predefinable desired geometry, characterized by an automated material compensation of the at least one shaped body (101A, 101B, 102A, 103, 104) depending on the quantified material deviation by means of the at least one material compensation device (300, 300R). Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 8 und/oder der Vorrichtung (V) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Bauteils mit einer Oberfläche, die bei der Oberflächenanalyse mittels der Infrarot-Deflektometrie eine teilweise spiegelnde Reflektanz aufweist, insbesondere Verwendung zur automatisierten Bearbeitung mindestens eines Presswerkzeug-Formkörpers (101A, 101B, 102A, 103, 104) einer Presse (100), der bei der Oberflächenanalyse mittels der Infrarot-Deflektometrie eine teilweise spiegelnde Reflektanz aufweist.Use of the method according to Claim 8 and / or the device (V) according to at least one of Claims 1 to 7 for the automated processing of at least one component having a surface which has a partially reflecting reflectance in the surface analysis by means of infrared deflectometry, in particular use for the automated processing of at least one molding tool (101A, 101B, 102A, 103, 104) of a press (100 ), which has a partially reflecting reflectance in the surface analysis by means of infrared deflectometry.
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