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Die Erfindung betrifft gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Verfahren zur Montage einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung. Die Erfindung betrifft ferner auch ein mehrere Komponenten umfassendes System zur Montage einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung.
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Zur Automatisierung von Pressenanlagen für die Blechbearbeitung, die eine einzelne Presse oder auch mehrere Pressen umfassen können, kommen Robotersysteme, Feedersysteme oder dergleichen zum Einsatz, die mittels Blechwerkstückgreifeinrichtungen die Blechwerkstücke automatisiert einlegen, entnehmen und/oder weitertransportieren. Die Blechwerkstückgreifeinrichtungen sind werkstückbezogen bzw. werkstückgebunden, d. h. individuell an das jeweils aufzunehmende Blechwerkstück angepasst und entsprechend aufgebaut. Für gewöhnlich weist eine solche Blechwerkstückgreifeinrichtung eine Trägerkonstruktion oder dergleichen auf, an der blechwerkstückspezifisch mehrere zum temporären Greifen bzw. Halten wenigstens eines Blechwerkstücks geeignete Greifelemente, wie insbesondere Klemmgreifer, Sauggreifer, Magnetgreifer und dergleichen, angeordnet sind. Solche Blechwerkstückgreifeinrichtung werden auch als Greifermodule oder bei entsprechendem Aufbau auch als Greiferspinnen bezeichnet.
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Um den Aufbau bzw. die Anfertigung einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung zu vereinfachen, wird in der
DE 10 2014 204 366 A1 vorgeschlagen, dass die exakten Positionen und Ausrichtungen der an einem Träger zu befestigenden werkstückspezifischen Komponenten, wie bspw. Vakuumsauger, Pneumatikspanner, Magnetgreifer, Schaufel- oder Gabelheber, Sensoren und/oder dergleichen, basierend auf einem CAD-Datensatz des zu greifenden Werkstücks mit Hilfe eines Bewegungsautomaten, insbesondere Roboters, angezeigt werden, sodass der Aufbau ohne das Werkstück, das mit der aufzubauenden Werkstückgreifeinrichtung gegriffen werden soll, erfolgen kann.
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Die
DE 10 2019 113 764 A1 beschreibt ein Verfahren zur Konfiguration einer werkstückbezogenen Werkstückhalteeinrichtung für die Pressenautomatisierung, wobei wenigstens ein werkstückspezifisches Halteelement der Werkstückhalteeinrichtung an einem Träger der Werkstückhalteeinrichtung befestigt wird. Das Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: (a) Abbilden eines realen Bildes wenigstens eines werkstückspezifischen Halteelements an einer Anzeigeeinrichtung und (b) Ausgeben einer zumindest das wenigstens eine werkstückspezifische Halteelement betreffenden Konfigurationsinformation an der Anzeigeeinrichtung, wobei die Konfigurationsinformation zumindest eine Soll-Information zu einer relativen Soll-Ausrichtung und/oder zu einer relativen Soll-Position umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Darstellung dieser Soll-Information überlagernd zu dem ebenfalls an der Anzeigeeinrichtung abgebildeten bzw. angezeigten realen Bild des Halteelements, bevorzugt des Halteelements und zugleich zumindest abschnittsweise des Trägers. In einem weiteren Verfahrensschritt kann es optional vorgesehen sein, dass die Konfiguration bzw. die Anpassung des werkstückspezifischen Halteelements an ein Werkstück auf Grundlage der Konfigurationsinformation erfolgt.
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Mit der Erfindung soll eine weitere Möglichkeit aufgezeigt werden, wie die Montage bzw. der Aufbau einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung vereinfacht werden kann.
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Dies gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren des Patentanspruchs 1. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch 7 erstreckt sich die Erfindung auch auf ein System, welches insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen und entsprechend ausgebildet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage bzw. zum Aufbau einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung (im Folgenden auch nur als Blechwerkstückgreifeinrichtung bezeichnet), wobei mehrere Greifelemente an einer Trägerkonstruktion befestigt werden, umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen der Trägerkonstruktion und der daran zu befestigenden Greifelemente;
- - Fixieren der Trägerkonstruktion in einer Halterung, insbesondere derart, dass die fixierte Trägerkonstruktion eine definierte Raumlage aufweist;
- - Befestigen bzw. Montieren der Greifelemente an der Trägerkonstruktion, wobei jedes Greifelement in einer (für das jeweilige Greifelement) vorbestimmten Relativposition und Relativausrichtung (d. h. relativ zur Trägerkonstruktion) an der Trägerkonstruktion angebracht und mittels wenigstens einer Schraubverbindung befestigt wird.
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Bei der Trägerkonstruktion handelt es sich insbesondere um eine aus Rohren, Balken bzw. Schienen, Profilträgern und dergleichen gebildete Rahmenstruktur, insbesondere eine Baum- bzw. Spinnenstruktur, wobei die Trägerkonstruktion im Wesentlichen auch nur aus einem einzelnen Rohr, Balken, Träger und dergleichen bestehen kann. Bei den Greif(er)elementen handelt es sich insbesondere um Klemmgreifer, Saug- bzw. Vakuumgreifer, Magnetgreifer und dergleichen. Die Greifelemente können direkt oder indirekt (bspw. über Verlängerungen bzw. Arme) an die Trägerkonstruktion angebracht bzw. mit der Trägerkonstruktion verbunden werden. Die Befestigung erfolgt jeweils mittels wenigstens einer Schraubverbindung, womit eine direkte Verschraubung oder auch eine indirekte Verschraubung durch ein zusätzliches Verbindungs- bzw. Halterungselement (bspw. eine Rohr- bzw. Klemmschelle oder dergleichen) gemeint sein kann.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Schraubverbindungen mit einem Werkzeug bzw. Schraubwerkzeug angezogen werden und dass dabei, d. h. beim jeweiligen Anziehen einer Schraubverbindung, das Schraubwerkzeug mithilfe einer Positionsüberwachungsvorrichtung überwacht wird. Gegebenenfalls können auch mehrere Schraubwerkzeuge verwendet werden, die dann in analoger Weise überwacht werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Überwachen des Schraubwerkzeugs für jede Schraubverbindung zur Befestigung eines Greifelements an der Trägerkonstruktion erfolgt, zumindest jedoch für einige dieser Schraubverbindungen. Das erfindungsgemäße Überwachen des Schraubwerkzeugs kann jedoch auch für andere Schraubverbindungen an der Blechwerkstückgreifeinrichtung erfolgen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schraubverbindungen beim Anbringen der Greifelemente an der Trägerkonstruktion zunächst (nur) vorbefestigt und später, insbesondere in einem abschließenden Arbeitsgang, mit dem Schraubwerkzeug angezogen werden und dabei (d. h. beim Anziehen) das Schraubwerkzeug mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung überwacht wird.
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Das Schraubwerkzeug kann ein Steck- oder Rohrschlüssel oder dergleichen sein, der insbesondere auch als Drehmomentschlüssel ausgebildet sein kann. Bevorzugt handelt es sich bei dem Schraubwerkzeug um ein motorisch angetriebenes Schraubwerkzeug, vorzugsweise um einen Elektroschrauber, besonders bevorzugt um einen Akkuschrauber, der insbesondere als handgeführtes Gerät bzw. Handgerät ausgebildet ist.
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Bevorzugt werden mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung die Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs berührungslos erfasst. Unter der Position des Schraubwerkzeugs wird insbesondere die xyz-Position eines Werkzeugeinsatzes bzw. einer Werkzeugspitze bezüglich eines Raumkoordinatensystems des Montageraums oder gegebenenfalls auch eines Bauteilkoordinatensystems der Blechwerkstückgreifeinrichtung verstanden. Unter der Ausrichtung des Schraubwerkzeugs wird insbesondere die Raumlage der Bearbeitungslängsachse bzw. Drehachse des Schraubwerkzeugs verstanden.
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Das erfindungsgemäße Überwachen des Schraubwerkzeugs mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung umfasst bevorzugt ein berührungsloses Erfassen der Position und der Ausrichtung des Schraubwerkzeugs (s. o.) beim Anziehen einer Schraubverbindung und einen Vergleich bzw. Abgleich der erfassten Position und Ausrichtung mit Sollvorgaben (für die betreffende Schraubverbindung) sowie gegebenenfalls auch die Ausgabe einer Quittierungsmeldung (d. h. einer i. O.-Meldung), falls (für die betreffende Schraubverbindung) die erfasste Position und Ausrichtung mit den Sollvorgaben übereinstimmen, und/oder die Ausgabe einer Fehlermeldung, falls die erfasste Position und Ausrichtung von den Sollvorgaben (für die betreffende Schraubverbindung) abweichen. Das Ausgeben einer Quittierungsmeldung und/oder einer Fehlermeldung kann optisch erfolgen (optisches Feedback), insbesondere mittels einer Anzeigeeinrichtung, und/oder akustisch (akustisches Feedback), insbesondere mittels Lautsprecher oder dergleichen.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass für gewöhnlich die Position und Ausrichtung einer Schraubverbindung, insbesondere die Position und Ausrichtung einer für die Schraubverbindung verwendeten Schraube oder dergleichen, mit der Position und Ausrichtung des zu befestigenden Greifelements korrelieren. Aufgrund des zum Anziehen der Schraubverbindung bzw. der Schraube erforderlichen Formschlusses kann dann aus der Position und Ausrichtung des verwendeten Schraubwerkzeugs auf die Position und Ausrichtung des Greifelements bzw. auf die Relativposition und Relativausrichtung des Greifelements (relativ zur Trägerkonstruktion) geschlossen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also die Überwachung eines zum Festschrauben der Greifelemente an der Trägerkonstruktion verwendeten Schraubwerkzeugs vor, wobei diese Überwachung insbesondere in Echtzeit in der zuvor erläuterten Art und Weise erfolgt. Dadurch kann beim Anziehen der Schraubverbindungen, was typischerweise als letzter Arbeitsschritt bzw. Teilschritt erfolgt, kontrolliert werden, ob das jeweilige Greifelement in der dafür vorgesehenen Relativposition und Relativausrichtung an der Trägerkonstruktion angebracht ist.
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Anderenfalls, wenn z. B. eine Fehlermeldung ausgegeben wird, kann die Relativlage und/oder Relativausrichtung des betreffenden Greifelements überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Auf diese Weise gelingt auch ohne real vorhandenes Blechwerkstück bzw. Werkstückmuster, also blechwerkstückfrei bzw. werkstückmusterfrei, eine sehr präzise Montage bzw. ein sehr exakter Aufbau einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung (im Rahmen der Genauigkeit der Positionsüberwachungsvorrichtung), sodass dann ohne nennenswerte Nacharbeit, insbesondere ohne aufwendige Nachjustierung der Greifelemente, die Inbetriebnahme dieser Blechwerkstückgreifeinrichtung erfolgen kann.
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Im Übrigen kann die Erfindung in analoger Weise auch für die Überarbeitung einer bereits vorhandenen Blechwerkstückgreifeinrichtung, bspw. zur Anpassung der Blechwerkstückgreifeinrichtung an ein anderes Blechwerkstück, oder auch zur Reparatur einer beschädigten Blechwerkstückgreifeinrichtung, bspw. nach einer Kollision, angewendet werden.
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Das Anbringen der Greifelemente an der Trägerkonstruktion wird bevorzugt von einer Person bzw. einem Mitarbeiter manuell vorgenommen. Bevorzugt wird auch das zum Anziehen der Schraubverbindungen verwendete Schraubwerkzeug von dieser Person manuell bewegt, insbesondere handgeführt, wobei jedoch die erfindungsgemäße Überwachung des Schraubwerkzeugs automatisch bzw. selbsttätig erfolgt. Hierfür ist bevorzugt vorgesehen, dass die Positionsüberwachungsvorrichtung in geeigneter Weise mit einer entsprechend ausgebildeten Computereinrichtung verbunden ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Positionsüberwachungsvorrichtung mithilfe der Computereinrichtung gesteuert wird und/oder dass die von der Positionsüberwachungsvorrichtung ermittelten Daten mithilfe der Computereinrichtung ausgewertet werden, wobei die Positionsüberwachungsvorrichtung auch ein eigenes, mit der Computereinrichtung kommunizierendes Steuer- bzw. Auswertungsgerät aufweisen kann. Bevorzugt ist die Computereinrichtung auch mit dem Schraubwerkzeug und/oder mit einer Anzeigeeinrichtung bzw. einem Lautsprecher verbunden und kann insofern quasi als zentrales Steuergerät fungieren.
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Die Montage bzw. der Aufbau der werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung erfolgt bevorzugt anhand eines zuvor erstellten Bauplans, dem die Relativpositionen und Relativausrichtungen der an der Trägerkonstruktion zu befestigenden Greifelemente entnommen werden können. Der Bauplan liegt insbesondere als CAD-Datensatz vor, der wiederum aus einem CAD-Datensatz des zu greifenden Blechwerkstücks abgeleitet sein kann.
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Die für den Vergleich bzw. Abgleich (s. o.) verwendeten Sollvorgaben bzw. Solldaten können aus dem CAD-Datensatz der zu montierenden Blechwerkstückgreifeinrichtung abgeleitet und insbesondere an eine bekannte Raumlage der Trägerkonstruktion angepasst werden, sodass für jedes Greifelement Sollvorgaben für die Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs beim Anziehen der Schraubverbindung verfügbar sind.
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Basierend auf der beim Überwachen mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung erfassten Position und/oder Ausrichtung des Schraubwerkzeugs beim Anziehen einer Schraubverbindung und/oder basierend auf einem sogenannten Bewegungstracking des Schraubwerkzeugs mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung können automatisch die entsprechenden, d. h. die für dieses Greifelement bzw. für diese Schraubverbindung vorgesehenen Sollvorgaben ermittelt bzw. ausgewählt und für den Vergleich bzw. Abgleich verwendet werden. Dadurch wird einerseits die Anwendung vereinfacht und andererseits besteht keine Notwendigkeit für eine bestimmte Reihenfolge bzw. Abfolge.
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Außerdem kann basierend auf der beim Überwachen erfassten Position und/oder Ausrichtung des Schraubwerkzeugs mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung und/oder basierend auf einem Bewegungstracking des Schraubwerkzeugs mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung das für die jeweilige bzw. aktuell anzuziehende Schraubverbindung vorgesehene Anzugsdrehmoment automatisch ermittelt werden. Das Anzugsmoment kann einer ausführenden Person mittels Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, sodass das Schraubwerkzeug, insbesondere in Gestalt eines Drehmomentschlüssels oder dergleichen, entsprechend eingestellt werden kann. Bei Verwendung eines motorisch angetriebenen Schraubwerkzeugs kann das Anzugsdrehmoment auch automatisch eingestellt werden, sodass das Schraubwerkzeug das entsprechende Anzugsdrehmoment (automatisch) zur Verfügung stellt. Die für die Schraubverbindungen jeweils vorgesehenen Anzugsdrehmomente können vorab bestimmt, hinterlegt und bei Bedarf abgerufen werden.
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Vorzugsweise umfasst die zum Überwachen des Schraubwerkzeugs beim Anziehen der Schraubverbindungen verwendete Positionsüberwachungsvorrichtung wenigstens einen am Schraubwerkzeug angeordneten Sender (Sendereinheit), insbesondere Ultraschall-Sender, und wenigstens einen am Montageplatz, insbesondere oberhalb des Montageplatzes (bspw. 1 m bis 3 m oberhalb des Montageplatzes), bzw. im Montageraum angeordneten Empfänger (Empfängereinheit), insbesondere Ultraschall-Empfänger. Der Sender und der Empfänger können auch umgekehrt angeordnet sein. Der Empfänger empfängt die vom Sender am Schraubwerkzeug in den Raum ausgesendeten Signale, insbesondere Ultraschall-Signale. Aus den vom Empfänger empfangenen Signalen werden dann die momentane Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs bestimmt, bspw. mithilfe der Computereinrichtung (s. o.). Ähnliche Systeme sind für andere Anwendungen aus dem Stand der Technik bekannt (siehe bspw.
EP 1 645 921 B1 ). Die bevorzugte Verwendung einer auf Ultraschalltechnologie basierenden Positionsüberwachungsvorrichtung ermöglicht eine ausreichend genaue Erfassung von Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs. Alternativ kann bspw. auch eine auf Lasertechnologie basierenden Positionsüberwachungsvorrichtung verwendet werden.
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Der Empfänger (bzw. die Empfängereinheit) der Positionsüberwachungsvorrichtung kann so ausgebildet und angeordnet sein, dass die Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs bezüglich eines Raumkoordinatensystems, insbesondere des Montageraums, erfasst werden kann. Falls die Trägerkonstruktion eine durch die fixierende Halterung vorgegebene definierte Raumlage aufweist, kann auf die Relativposition und Relativausrichtung des Schraubwerkzeugs bezüglich der Trägerkonstruktion (d. h. relativ zur Trägerkonstruktion) geschlossen werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Raumlage der an der Halterung fixierten Trägerkonstruktion mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung bzw. des Empfängers erfasst wird (gegebenenfalls wird hierzu an der Trägerkonstruktion wenigstens ein Sender bzw. eine Sendereinheit oder dergleichen angebracht), sodass aus der erfassten Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs sowie aus der erfassten Raumlage der Trägerkonstruktion auf die Relativposition und Relativausrichtung des Schraubwerkzeugs bezüglich der Trägerkonstruktion geschlossen werden kann. Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Empfänger an der Halterung angeordnet ist, sodass die Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs relativ zur Halterung und/oder relativ zu der daran fixierten Trägerkonstruktion erfasst werden kann.
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Basierend auf der beim Überwachen erfassten Position und/oder Ausrichtung des Schraubwerkzeugs kann eine Quittierungsmeldung und/oder einer Fehlermeldung ausgegeben werden, wie oben bereits beschrieben. Bevorzugt wird für die Ausgabe der Quittierungsmeldung und/oder der Fehlermeldung eine (optische) Anzeigeeinrichtung verwendet, auf der die entsprechende Meldung in geeigneter Weise dargestellt wird. Eine solche Anzeigeeinrichtung ist bspw. ein Display oder dergleichen, das in Sichtweite der ausführenden bzw. assistierenden Person angeordnet sein kann. Eine solche als Display oder dergleichen ausgebildete Anzeigeeinrichtung kann auch am Schraubwerkzeug angeordnet sein. Eine solche Anzeigeeinrichtung ist insbesondere eine Datenbrille (Smartglasses) oder dergleichen, die von der Person getragen werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass mit der Datenbrille die entsprechende Meldung in geeigneter Weise dem Sichtfeld der ausführenden Person hinzugefügt wird, quasi als erweiterte Realität. Die Datenbrille kann unterstützend auch für weitere Tätigkeiten bei der Montage bzw. beim Aufbau der Blechwerkstückgreifeinrichtung verwendet werden, wie bspw. in der
DE 10 2019 113 764 A1 beschrieben. Die Steuerung der Anzeigeeinrichtung, insbesondere der Datenbrille, kann durch die Computereinrichtung (s. o.) erfolgen.
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Das erfindungsgemäße System zur Montage einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung, wobei bei der Montage bzw. beim Aufbau der Blechwerkstückgreifeinrichtung mehrere Greifelemente an einer Trägerkonstruktion befestigt werden, umfasst zumindest folgende Komponenten:
- - eine Halterung zur Fixierung der Trägerkonstruktion, insbesondere derart, dass die fixierte Trägerkonstruktion eine definierte Raumlage aufweist, wobei diese Halterung als starrer Ständer (Galgen), als Montagetisch oder auch als Mehrachsroboter ausgebildet sein kann;
- - ein Schraubwerkzeug, insbesondere ein motorisch angetriebenes Schraubwerkzeug, mit dem die Schraubverbindungen zur Befestigung der Greifelemente an der Trägerkonstruktion angezogen werden bzw. anziehbar sind;
- - eine Positionsüberwachungsvorrichtung, mit der das Schraubwerkzeug beim Anziehen der Schraubverbindungen überwacht wird bzw. überwachbar ist;
- - eine Anzeigeeinrichtung, wobei es sich insbesondere um eine Datenbrille handelt, mit der angezeigt wird bzw. anzeigbar ist, ob das Schraubwerkzeug beim Anziehen der Schraubverbindungen die korrekte, d. h. für die jeweilige Schraubverbindung vorgesehene Position und Ausrichtung (gegebenenfalls einschließlich eines Toleranzbereiches) aufweist, insbesondere durch Ausgeben einer Quittierungsmeldung, falls die Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs mit Sollvorgaben für die jeweilige Schraubverbindung übereinstimmen, und/oder durch Ausgeben einer Fehlermeldung, falls die Position und/oder Ausrichtung des Schraubwerkzeugs von den Sollvorgaben für die jeweilige Schraubverbindung abweichen;
- - sowie insbesondere auch eine Computereinrichtung, wie oben beschrieben, die als zentrales Steuergerät ausgebildet sein kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung in nicht einschränkender Weise anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei weitere mögliche Merkmale und Details vorausgehend erläutert sind.
- 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes System zur Montage einer Blechwerkstückgreifeinrichtung und veranschaulicht das Anziehen einer Schraubverbindung mittels Schraubwerkzeug zur Befestigung eines Greifelements an einer Trägerkonstruktion.
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Das in 1 gezeigte System 100 zur Montage einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 umfasst eine als Ständer ausgebildete Halterung 110, ein Schraubwerkzeug 120, das hier als motorisch angetriebenes und handgeführtes Schraubwerkzeug ausgebildet ist, eine Positionsüberwachungsvorrichtung 130 für das Schraubwerkzeug 120 mit einem am Schraubwerkzeug 120 angeordneten Sender 131 und einem oberhalb des Montageplatzes bzw. -raumes fest angeordneten Empfänger 132 (der den darunterliegenden Montageplatz bzw. -raum erfasst), eine als Datenbrille 141 ausgebildete Anzeigeeinrichtung 140 sowie eine als zentrales Steuergerät fungierende Computereinrichtung 150. Die Computereinrichtung 150 ist in geeigneter Weise mit dem Empfänger 132, gegebenenfalls auch mit dem Sender 131, dem Schraubwerkzeug 120 und der Anzeigeeinrichtung 140 bzw. Datenbrille 141 verbunden, wobei jede Verbindung mittels Kabel oder auch kabellos realisiert sein kann. Bei dem Schraubwerkzeug 120 handelt es sich bevorzugt um einen Elektroschrauber, insbesondere Akkuschrauber, mit einem Werkzeugeinsatz 121, der insbesondere auswechselbar ist. Der Sender 131 und Empfänger 132 der Positionsüberwachungsvorrichtung 130 können auch umgekehrt angeordnet sein.
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Die Montage bzw. der Aufbau einer werkstückbezogenen Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 kann ohne real vorhandenes Blechwerkstück bzw. Werkstückmuster ausgehend von einem als CAD-Datensatz vorliegenden Bauplan der Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 folgende Schritte umfassen:
- - die einen zentralen Balken 211 und davon abragende Arme 212 aufweisende Trägerkonstruktion 210 wird in der Halterung 110 fixiert, sodass diese im Montageraum eine definierte Raumlage aufweist, insbesondere relativ zum Empfänger 132 der Positionsüberwachungsvorrichtung 130;
- - die Greifelemente 220 werden von einer Person P direkt oder indirekt (über Verlängerungen oder dergleichen) an der fixierten Trägerkonstruktion 210 befestigt, wobei jedes Greifelement 220 in einer durch den Bauplan vorbestimmten Relativposition und Relativausrichtung (d. h. relativ zur Trägerkonstruktion 210) an der Trägerkonstruktion 210 angebracht und jeweils mittels wenigstens einer Schraubverbindung 221 befestigt wird.
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Zum Befestigen der Greifelemente 220 werden die Schraubverbindungen 221 mit dem Schraubwerkzeug 120 angezogen, wobei vorgesehen sein kann, dass die Schraubverbindungen 121 zunächst nur vorbefestigt werden, sodass die Position und Ausrichtung des jeweiligen Greifelements 220 temporär fixiert ist und noch verändert bzw. angepasst werden kann, und erst später angezogen bzw. festgezogen werden. Das zum Anziehen der Schraubverbindungen 221 jeweils vorgesehene Anzugsdrehmoment kann automatisch ermittelt und das Schraubwerkzeug 120 automatisch entsprechend eingestellt werden, wie obenstehend erläutert.
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Während des Anziehens wird das Schraubwerkzeug 120 mithilfe der Positionsüberwachungsvorrichtung 130 überwacht, wobei die Position des Schraubwerkzeugs 120 bzw. dessen Werkzeugeinsatzes 121 (veranschaulicht durch die Raumkoordinaten xyz) und die Ausrichtung, womit hier die Raumlage der Bearbeitungslängsachse bzw. Drehachse des Schraubwerkzeugs 120 (veranschaulicht durch die Achse A) gemeint ist, berührungslos erfasst werden. Gegebenenfalls kann eine manuelle Grobausrichtung des am Schraubwerkzeug 120 angeordneten Senders 131 zu dem oberhalb des Montageplatzes angeordneten Empfänger 132 die Erfassung begünstigen.
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Mithilfe der Computereinrichtung 150 werden die erfasste Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs 120 mit Sollvorgaben für die jeweilige Schraubverbindung 121, die insbesondere aus dem CAD-Datensatz abgeleitet sind, verglichen. Das Ergebnis kann in Echtzeit an der Anzeigeeinrichtung 140 bzw. Datenbrille 141 angezeigt werden, insbesondere derart, dass wenigstens eine entsprechende Information in geeigneter Weise dem Sichtfeld der ausführenden Person P hinzugefügt wird. Bevorzugt wird eine Quittierungsmeldung ausgegeben bzw. angezeigt, falls die erfasste Position und Ausrichtung des Schraubwerkzeugs 120 mit den Sollvorgaben für die betreffende Schraubverbindung 121 übereinstimmen, und/oder eine Fehlermeldung wird ausgegeben bzw. angezeigt, falls die erfasste Position und/oder Ausrichtung des Schraubwerkzeugs 120 von den Sollvorgaben für die betreffende Schraubverbindung 121 abweichen. Anstatt der Datenbrille 141 kann auch ein Projektionssystem als Anzeigeeinrichtung eingesetzt werden.
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Auf die zuvor beschriebene Weise wird quasi indirekt über wenigstens eine zugehörige Schraubverbindung 221 automatisch kontrolliert, ob das jeweilige Greifelement 220 in der dafür vorgesehenen Relativposition und Relativausrichtung an der Trägerkonstruktion 210 angebracht ist. Wenn eine Fehlermeldung ausgegeben bzw. angezeigt wird, kann die Relativlage und/oder Relativausrichtung des betreffenden Greifelements 220 von der Person P überprüft und gegebenenfalls angepasst werden, woraufhin beim Anziehen der Schraubverbindung 221 erneut die Relativposition und Relativausrichtung kontrolliert wird. Bei Verwendung einer hohen Genauigkeitsanforderungen genügenden Positionsüberwachungsvorrichtung 130 (bspw. auf Ultraschalltechnologie basierend) gelingt eine sehr präzise Kontrolle, sodass ohne aufwendige Nachjustierung die Inbetriebnahme der Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 erfolgen kann.
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Ein solches Überwachen des Schraubwerkzeugs 120 kann analog auch für andere mit dem Schraubwerkzeug 120 anzuziehende Schraubverbindungen an der Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 erfolgen, insbesondere für Schraubverbindungen zur Befestigung der Arme 212 oder zur Befestigung von Verlängerungen und dergleichen.
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Wie oben bereits erwähnt, kann die Datenbrille 141 unterstützend auch für weitere Tätigkeiten bei der Montage bzw. beim Aufbau der Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 verwendet werden. So kann bspw. vorgesehen sein, dass beim Anbringen der Greifelemente 220 sowie gegebenenfalls auch von Armen 212 oder Verlängerungen und dergleichen basierend auf dem CAD-Datensatz der Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 die jeweils dafür vorgesehene Relativposition und Relativausrichtung angezeigt wird, insbesondere als eine in Echtzeit dem Sichtfeld der ausführenden Person P hinzugefügte Information. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Person P die richtige Position und Ausrichtung geeignet angezeigt werden, sodass die betreffenden Elemente entsprechend der eingeblendeten Vorgabe positionsgenau montiert und dabei insbesondere auch ausgerichtet, zumindest grob ausgerichtet, werden können. Gegebenenfalls ist hierfür noch wenigstens eine Kameraeinrichtung vorgesehen, die bspw. an der Datenbrille 141 angeordnet sein kann.
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Die Datenbrille 141 kann auch zur Nachprüfung einer bereits in Verwendung befindlichen Blechwerkstückgreifeinrichtung 200 verwendet werden, bspw. derart, dass eine Person durch die Datenbrille 141 hindurch die betreffende Blechwerkstückgreifeinrichtung 200, die sich auch in einer Pressenanlage befinden kann, betrachtet und etwaige Abweichungen von Sollvorgaben, insbesondere Positions- und/oder Ausrichtungsabweichungen der Greifelemente 220, angezeigt werden, bspw. derart, dass die entsprechenden Informationen in geeigneter Weise dem Sichtfeld der ausführenden Person hinzugefügt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 110
- Halterung
- 120
- Schraubwerkzeug
- 121
- Werkzeugeinsatz
- 130
- Positionsüberwachungsvorrichtung
- 131
- Sender (Sendereinheit)
- 132
- Empfänger (Empfängereinheit)
- 140
- Anzeigeeinrichtung
- 141
- Datenbrille
- 150
- Computereinrichtung
- 200
- Blechwerkstückgreifeinrichtung
- 210
- Trägerkonstruktion
- 211
- Balken
- 212
- Arm
- 220
- Greifelement
- 221
- Schraubverbindung
- A
- Achse
- P
- Person
- xyz
- Raumkoordinaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014204366 A1 [0003]
- DE 102019113764 A1 [0004, 0026]
- EP 1645921 B1 [0024]
