WO2013149894A1 - Robotergeführtes umformwerkzeug und umformverfahren - Google Patents

Robotergeführtes umformwerkzeug und umformverfahren Download PDF

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WO2013149894A1
WO2013149894A1 PCT/EP2013/056425 EP2013056425W WO2013149894A1 WO 2013149894 A1 WO2013149894 A1 WO 2013149894A1 EP 2013056425 W EP2013056425 W EP 2013056425W WO 2013149894 A1 WO2013149894 A1 WO 2013149894A1
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WO
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forming tool
robot
folding
pressing
tool according
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Application number
PCT/EP2013/056425
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Kraus
Marion SCHERER
Original Assignee
Kuka Systems Gmbh
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Publication date
Application filed by Kuka Systems Gmbh filed Critical Kuka Systems Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B21D19/043—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers for flanging edges of plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B21D39/023—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors using rollers

Definitions

  • the invention relates to a robot-guided
  • Forming tool in particular folding tool and a
  • Folding tool with a pressing element e.g. one
  • Folding roller wear and press against the flanged flange of a workpiece and move along a folding path.
  • Such folding tools may have a rigid or resiliently mounted foldable folding roller.
  • the pressing force is applied by the robot, whereby its trajectory is programmed accordingly during the folding process.
  • the invention solves this problem with the features in the method and device main claim.
  • the claimed robotic forming tool
  • the robot itself is an elastic system with its links and robot axes and has different spring stiffnesses depending on the axis position.
  • a robot itself is an elastic system with its links and robot axes and has different spring stiffnesses depending on the axis position.
  • the claimed forming and folding technique provides a remedy. It acts in close proximity to the processor and can control or regulate robot-related fluctuations in the pressing force. This compensation is independent of the cause of the force fluctuation.
  • Process stations are increased locally. When folding, this may e.g. Be corners or bends in the fold that oppose the Rollfalzen a higher resistance. At other points, the pressing force may possibly also be reduced in order to reduce the damage to the workpiece
  • Pressing force increases the engine and drive torque in a favorable manner.
  • the circumstance is advantageous that the pressing force and the drive torque in a certain ratio, in particular in a
  • a pressing element is preferably designed as a freely rotatable or driven folding roller and, if appropriate, can also be present multiple times.
  • the pressing member may also be acted upon by a spring to
  • the components of the forming tool, in particular folding tool, in particular the detection device and the adjusting device may be formed in different ways.
  • Robot control can have advantages for the targeted adjustment of the contact pressure, in particular for rail-related local force changes.
  • An indicator makes it easier for an operator to adjust manually, and also to monitor and track the application forces in the process and at different process locations along a programmed path.
  • the adjusting device adjusts the pressure element independently.
  • the sensor system for direct or indirect detection of the pressing force (F) acting on the pressure element has, in one exemplary embodiment, a force sensor and / or a displacement sensor.
  • a variant provides that the adjusting device acts on the pressure element directly or indirectly via a spring.
  • the folding tool has a holder with one or more pressing element (s), wherein the holder is connected to the adjusting device.
  • FIG. 1 shows a robot with a folding tool in spring-stiff bending position
  • Figure 2 the robot of Figure 1 in one
  • Figure 3 a schematic diagram of robot
  • Control device Figure 4: a variant of the arrangement of Figure 3 with a spring-loaded pressure element and
  • the invention relates to a forming tool and a
  • the invention also relates to a processing device (1) with a programmable multi-axis robot (3) and a
  • Embodiments relate to a folding tool (2) and a folding method and also apply correspondingly to other forming tools (2) and forming methods.
  • the robot (3) has a plurality of movable, in particular articulated, robot members
  • Training, combination and number of translatory and / or rotary robot axes is arbitrary.
  • an articulated arm robot or articulated robot Preferably comes an articulated arm robot or articulated robot
  • the robot (3) has six rotary axes including a three-axis robot hand (4). It can also have fewer axes, e.g. five axes, or one or more
  • the robot (3) is connected to a robot controller (22), which is shown schematically in FIG.
  • the robot controller (22) includes one or more
  • Processing units with processors, input and output means as well as memory for data and programs.
  • Robot controller (22) is a web program for the
  • the robot (3) performs a folding tool (2) along this programmed path.
  • the robot (3) presses this
  • Workpiece (5) is designed as a folding process. in the
  • a robot folding is used, wherein the pressure element (10) is a flange of a workpiece (5) in one or more stages
  • the workpiece (5) may consist of one or more thin sheets, which can be clamped by the folded flange during folding and another sheet.
  • the programmed processing path can be programmed as an individual route or sequence of routes, alternatively or additionally, but also pointwise or as a sequence of points.
  • the folding tool (2) is moved continuously along a fold course on a workpiece edge and in a web path at least in sections.
  • the folding tool (2) is in Figures 1 and 2 in one
  • FIG. 1 illustrated exemplary structural embodiment. It has a frame (7), e.g. a long time
  • the frame (7) carries at the upper end
  • Robotic connector (9) for fixed or detachable connection to the driven element, e.g. the rotary flange, the
  • Robot end link (4) When the folding tool (2)
  • the axis (8) can be aligned with the axis of rotation of the said output element.
  • a pressure element (10) is arranged, with which in the tension or compression direction, a pressing force (F) is exerted.
  • the pressing element (10) can be present individually or multiple times.
  • One or more pressing elements (10) may be located on a holder (11) which is rigidly or movably mounted on the frame (7).
  • a pressing element (10) may be formed, for example, as a folding roller rotatable about a bearing axis with a jacket contoured according to the folding requirements.
  • a multi-stage folding process eg with pre-and Fertigfalzen
  • a plurality of folding rollers (10) with different shell geometries, such as cylindrical and conical, may be present and arranged on different sides of the frame (7).
  • the folding tool (2) has a detection device (14) for the pressing force (F) at the processing station (26) and a controlled by the detection device (14) or adjusting device (15) for the adjustment of a movably arranged on the frame (7)
  • the adjusting device (15) has one connected to the detection device (14)
  • An adjustability of a pressure element (10) can be given in one or more axes or directions and can also have a selectable kinematics. In the embodiment shown is a linear and
  • a pressing element (10) can be mounted individually adjustable on the frame (7). In the shown
  • Embodiment is the holder (11) with the plurality
  • the storage for said single or multi-axis mobility can be performed in any suitable manner and is preferably low friction. It can be e.g. to act a sliding bearing. The details are not shown in the drawings.
  • a pressing element (10) or on a holder (11) with one or more pressing elements (10) may further act a spring (13), for example along the axis (8) in the frame (7) is arranged and the corresponding axial Evasive movement of pressure element (10) and possibly Holder (11) allows.
  • the spring (13) can eg as
  • a folding roller (10) may have a freely rotatable mounting.
  • a drive (24) indicated schematically in FIG. 4 is provided at a suitable location, e.g. on the holder (11) is arranged. This can be one
  • the drive (24) may be connected to the robot controller (22) and receive therefrom a control signal for the specification or for setting a target value for the speed or the speed.
  • the rolling speed at the processing location (26) as a function of the guiding or path speed of the robot (3) along the
  • Falzverlaufs be set.
  • the speeds may e.g. be chosen the same size.
  • the rotary drive and the offset or guide movement of the robot (3) are then synchronous.
  • the adjusting device (15) adjusts in the aforementioned manner a pressing element (10) in at least one
  • Adjusting device (15) or the detection device (14) can be designed to compensate variable robot elasticities.
  • the robot (3) may have different spring elasticity and deviates more or less strongly when applying the pressing force (F) itself.
  • Figure 1 shows this a kinking with relatively high
  • the spring stiffness is significantly lower.
  • the robot (3) is symbolized by a spring which is arranged between a schematically represented base (28) and the folding tool (2).
  • the spring-stiff robot (3) of Figure 1 corresponds to the schematic representation of Figure 5 with a large length (L) of the robot (3) symbolizing spring.
  • FIGS. 5 and 6 show that the real ones acting on the processing site (26)
  • Pressing force (F) is less in the soft robot of Figure 2.6 than in the hard robot of Figure 1.5.
  • the aforementioned spring (13) is present, which is more or less compressed according to the spring stiffness of the robot (3).
  • the system includes a series connection of springs (3, 13).
  • the adjusting device (15) and the detection device (14) are able to detect this change in the pressing force (F) and, if necessary, to change it.
  • the adjusting device (15) has for this purpose an actuator (18) which acts on the applied pressure element (10) and additionally introduces a force and a travel. This situation is schematic in FIG shown.
  • the actuator (18) arranged on the frame (7) is supported on the robot (3) via the robot connection (9) and acts directly or indirectly on the applied pressure element (10) via the spring (13). In the embodiment shown is for an increase in the
  • Process point (26) can also represent the so-called Tool Center Point (TCP) of the folding tool (2).
  • TCP Tool Center Point
  • the actuator (15) thus changes the effective length of the folding tool (2) and the position of the TCP.
  • the actuator (18) can be designed in different ways. Preferably, it consists of dimensionally stable or
  • incompressible media allows for driving a defined path adjustment and force change.
  • Figure 3 shows a general scheme for the arrangement and formation of an actuator (18) again. It is arranged and supported on the frame (7), wherein it is preferably located between the robot connection (9) and the pressing element (10) or the holder (11). In the Scheme variant shown in Figure 3 is missing a spring (13), so that the actuator (18) directly on the holder (11) or a
  • Pressing element (10) acts and this adjusted.
  • the actuator (18) is connected to the controller (16) and is controlled by this.
  • the actuator (18) shown schematically in Figure 3 may e.g. an electromotive spindle drive or
  • FIG. 4 shows another variant.
  • the actuator (18) is designed here as a hydraulic unit (19). This has on the frame (7) on a setting cylinder (21), with a preferably incompressible fluid, eg a
  • Hydraulic oil is acted upon and a piston rod extends correspondingly far on a pressing element (10) or a holder (11) directly or as in Figure 4 via the intermediate spring (13) indirectly
  • the hydraulic unit (19) further comprises a drive (20) connected to the controller (16), e.g. one
  • Servomotor in particular an electric servomotor, which acts with an actuator on another cylinder and the piston and the said fluid
  • Hydraulic unit (19) can be mounted on the folding tool (2) and carried by the robot (3).
  • the drive (20) and acted upon by him first cylinder disposed externally and via a line with the
  • Tool-side actuating cylinder (21) to be connected.
  • Figure 1 and 2 show this example line connections on the frame (7).
  • the pressing force (F) or the reaction force acting on the pressing element (10) can be detected with a detection device (14).
  • the detection device 14
  • Detection device (14) having a sensor (17) with one or more suitable sensors.
  • the force can be measured, e.g. by a load cell, strain gauges or the like other sensors at a suitable location.
  • Folding tool (2) without spring (13) is such a sensor (17) with force measurement, e.g. between actuator (18) and
  • the pressing force (F) is possible, for example via the spring travel of a spring (13) according to the variant of FIGS. 4 to 7.
  • Sensorics can e.g. a distance gauge rigidly mounted on the frame (7) and defining the distance to a process-side reference point, e.g. to the workpiece (5), measures. From the distance can on the spring length (L) of the actuator (18) compressed spring (13) is closed and from this on the spring characteristic, the force can be determined.
  • the spring length (L) of the actuator (18) compressed spring (13) is closed and from this on the spring characteristic, the force can be determined.
  • Spring length or its change are measured directly, e.g. via a Hall sensor. There are more besides
  • the detection device (14) can also be connected to a display (27) according to FIG. 4. Optically or in another suitable way, the measured or detected values, in particular the values, can be displayed on the display (27)
  • the detection device (14) is further with the
  • Actuator (15) and in particular connected to the controller (16) and feeds there the detected actual value for the pressing force (F).
  • the controller (16) also has a fixed or
  • variable setpoint input The adjusting device (15), in particular the regulator (16) may e.g. with the
  • Robot controller (22) to be connected.
  • the setpoint input can be made via the robot controller (22).
  • a set point input may be provided in some other way, e.g. manually by an operator.
  • a controller (16) shown in Figure 4 the controller (16) shown in Figure 4
  • Input means (23) may be arranged, which can be actuated by an operator, for example a rotary or Slide switch.
  • a display (not shown) allows control of the input.
  • a remote setting and programming of the controller (16) for example by a computer or other setting device before or over distance with a line connection, eg via a network, the Internet or the like. possible.
  • the relationship and the mutual influence of the desired value input from the robot controller (22) and from another location, in particular from input means (23), can be configured as required.
  • the desired value input from the robot controller (22) and from another location, in particular from input means (23) can be configured as required.
  • the robot controller (22) and from another location, in particular from input means (23) can be configured as required.
  • a setpoint input for the pressing force (F) of the robot controller (22) can be omitted.
  • the setpoint is set only via the input means (23).
  • a local set point input may be useful to adjust the contact force (F) to specific process requirements. This can be done for example at corners or bending points or curves of a flange. In such places, the flange to be bent sets the pressure element (10) a greater resistance than at straight areas of the fold. With a corresponding setpoint input can via the actuator (15) the
  • Pressing force (F) can be increased to overcome the resistance. Furthermore, there may be other process stations where an increased or possibly also reduced pressure force (F) is required for other reasons.
  • the folding tool (2) may further comprise means (25) for slip avoidance between a driven
  • the drive (24) of the pressing element (10) can in this case e.g. have a speed control.
  • the nominal value for the pressing force F can be increased via the set value input on the controller (16), as a result of which the resistance for the drive (24) and the moving pressing means (10) are also increased. This leads to a slowdown in the
  • Embodiments are possible in various ways.
  • the features of the embodiments can be interchanged or combined with each other.
  • the pressing means (10) can be varied. It can be designed, for example, as a pressure stamp or as a pressure finger or in another suitable manner. Also, the processing ⁇ or Andrücklui may have a different design.
  • the folding tool can be used as another pressing tool,
  • Pressing elements (10) workpiece parts are pressed against each other pointwise or in sections and thereby joined, e.g. via a clip connection, an adhesive connection or the like.
  • a drive (24) for a pressure element (10) may alternatively be arranged on the frame (7) and following the adjustment of the pressure element (10)
  • folding device 1 processing device, folding device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein robotergeführtes Umformwerkzeug (2) und ein Verfahren zum Umformen, insbesondere Falzen von Werkstücken (5). Das Umformwerkzeug (2) weist einen Roboteranschluss (9) und ein Gestell (7) mit einem daran verstellbar geführten Andrückelement (10) auf. Das Umformwerkzeug (2) hat ferner eine Erfassungseinrichtung (14) für die Andrückkraft F und eine von der Erfassungseinrichtung (14) gesteuerte oder geregelte Stelleinrichtung (15) für die Verstellung des Andrückelements (10). Die Stelleinrichtung ist dafür ausgelegt, variable Roboterelastizitäten zu kompensieren.

Description

BESCHREIBUNG
Robotergeführtes Umformwerkzeug und Umformverfahren
Die Erfindung betrifft ein robotergeführtes
Umformwerkzeug, insbesondere Falzwerkzeug und ein
Umformverfahren, insbesondere Falzverfahren mit den
Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und
Vorrichtungshauptanspruchs .
Aus der Praxis sind Falzroboter bekannt, die ein
Falzwerkzeug mit einem Andrückelement, z.B. einer
Falzrolle, tragen und gegen den zu falzenden Flansch eines Werkstücks drücken sowie entlang einer Falzbahn bewegen. Derartige Falzwerkzeuge können eine starr oder federnd ausweichfähig gelagerte Falzrolle haben. Die Andrückkraft wird vom Roboter aufgebracht, wobei seine Bewegungsbahn beim Falzprozess entsprechend programmiert wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Umformtechnik, insbesondere Falztechnik, aufzuzeigen .
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
Das beanspruchte robotergeführte Umformwerkzeug,
insbesondere Falzwerkzeug, hat den Vorteil, dass mit der Erfassungs- und Stelleinrichtung die auf das Werkstück wirkende Andrückkraft eigenständig gesteuert oder geregelt werden kann. Eingriffe in die Bahnprogrammierung des Roboters sind dabei nicht erforderlich. Dies hat den
Vorteil, dass die Einstellung der Andrückkraft auch von weniger qualifiziertem Personal vorgenommen werden kann, das keine detaillierten Kenntnisse und Fähigkeiten für die Roboterprogrammierung hat . Die erfindungsgemäße Umform- und Falztechnik hat
insbesondere den Vorteil, dass damit Schwankungen in der vom Roboter ausgeübten Andrückkraft kompensiert werden können. Zum Einen kann eine Bahnprogrammierung ungenau oder fehlerhaft sein. Auch ein Werkstück, für das
ursprünglich die Bahnprogrammierung des Roboters erfolgte, kann sich im Betrieb ändern. Vor allem ist der Roboter mit seinen Gliedern und Roboterachsen selbst ein elastisches System und hat je nach Achsenstellung unterschiedliche Federsteifigkeiten . Insbesondere ist ein Roboter
federweich, wenn er zum Erreichen eines weiter entfernten Prozessortes eine Strecklage einnimmt und quer zu dieser gestreckten Ausrichtung eine Andrückkraft ausüben soll. Wenn der Prozessort sich näher am Roboter befindet und der Roboter eine Knickstellung einnimmt, ist die
Federsteifigkeit wesentlich höher. Diese unterschiedlichen Federsteifigkeiten sind schlecht erfassbar und können bei einer Roboterprogrammierung nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand berücksichtigt werden. Eine Kompensation über die Bahnprogrammierung ist zudem relativ ungenau.
Die beanspruchte Umform- und Falztechnik schafft hier Abhilfe. Sie wirkt in unmittelbarer Nähe zum Prozessort und kann roboterbedingte Schwankungen in der Andrückkraft aussteuern oder ausregeln. Diese Kompensation ist von der Ursache der Kraft Schwankung unabhängig.
Die beanspruchte Umform- und Falztechnik erlaubt im
Weiteren eine Prozessoptimierung und eine Anpassung der Andrückkraft an unterschiedliche Prozesserfordernisse. Die Andrückkraft kann insbesondere an problematischen
Prozessstellen lokal erhöht werden. Beim Falzen können dies z.B. Ecken oder Biegestellen im Falzverlauf sein, die dem Rollfalzen einen höheren Widerstand entgegensetzen. An anderen Stellen kann die Andrückkraft ggf. auch reduziert werden, um Beeinträchtigungen des Werkstücks, eine
Roboterüberlastung oder dergleichen zu vermeiden. Schließlich kann die beanspruchte Andrücktechnik auch für andere Zwecke eingesetzt werden, z.B. zur
SchlupfVermeidung bei angetriebenen Andrückelementen, insbesondere drehend angetriebenen Falzrollen. Schlupf kann zu Oberflächenschäden am Werkstück führen. Durch eine lokale Erhöhung der Andrückkraft wird der z.B.
geschwindigkeitsgeregelte Antrieb für das Andrückelement zur Erhöhung des Drehmoments gezwungen, was einerseits Schlupf zwischen dem Andrückelement und dem Werkstück vermeidet. Andererseits wird ein Teil der beim Falzen für die Flanschbiegung benötigten Kraft vom Antrieb des
Andrückelements aufgebracht. Durch die Erhöhung der
Andrückkraft steigt das Motor- und Antriebsmoment in günstiger Weise. Hierbei ist auch der Umstand vorteilhaft, dass die Andrückkraft und das Antriebsmoment in einem bestimmten Verhältnis, insbesondere in einem
Proportionalverhältnis, zueinander stehen. Bei dem robotergeführten Umformwerkzeug, insbesondere Falzwerkzeug ist ein Andrückelement bevorzugt als frei drehbare oder angetriebene Falzrolle ausgebildet und kann außerdem ggf. mehrfach vorhanden sein. Das Andrückelement kann außerdem von einer Feder beaufschlagt sein, um
Ausweichbewegungen zu erlauben.
Auch die Komponenten des Umformwerkzeugs , insbesondere Falzwerkzeugs, insbesondere die Erfassungseinrichtung und die Stelleinrichtung, können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Eine Verbindung mit einer
Robotersteuerung kann Vorteile für die gezielte Anpassung der Andrückkraft haben, insbesondere für bahnbezogene lokale Kraftänderungen. Eine Anzeige erleichtert einem Bediener die ggf. manuelle Einstellung und außerdem die Überwachung und Verfolgung der Andrückkräfte im Prozess und an unterschiedlichen Prozessstellen entlang einer programmierten Bahn. In einer Ausführungsform verstellt die Stelleinrichtung das Andrückelement eigenständig. Die Sensorik zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der am Andrückelement wirkenden Andrückkraft (F) weist in einem Ausführungsbeispiel einen Kraftsensor und/oder einen Wegsensor auf. Eine Variante sieht vor, dass die Stelleinrichtung auf das Andrückelement direkt oder mittelbar über eine Feder einwirkt .
Bei einer Ausführungsform weist das Falzwerkzeug einen Halter mit einem oder mehreren Andrückelement (en) auf, wobei der Halter mit der Stelleinrichtung verbunden ist.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 : einen Roboter mit einem Falzwerkzeug in federsteifer Knickstellung,
Figur 2 : den Roboter von Figur 1 in einer
federweichen Streckstellung,
Figur 3 : eine Prinzipdarstellung von Roboter und
Falzwerkzeug mit Erfassungs- und
Stelleinrichtung, Figur 4 : eine Variante der Anordnung von Figur 3 mit einem gefederten Andrückelement und
Figur 5 bis 7 : verschiedene Betriebs- und
Funktionsstellungen von Roboter und
Falzwerkzeug zur Generierung einer
Andrückkraft .
Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug und ein
Umformverfahren, bevorzugt in der Ausbildung als
Falzwerkzeug (2) und Falzverfahren. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungseinrichtung (1) mit einem programmierbaren mehrachsigen Roboter (3) und einem
Umform- bzw. Falzwerkzeug (2) sowie ein
Bearbeitungsverfahren. Die nachfolgenden
Ausführungsbeispiele betreffen ein Falzwerkzeug (2) und ein Falzverfahren und gelten entsprechend auch für andere Umformwerkzeuge (2) und Umformverfahren. Der Roboter (3) weist mehrere beweglich, insbesondere gelenkig miteinander verbundene Roboterglieder mit
angetriebenen translatorischen und/oder rotatorischen Roboterachsen an den Verbindungsstellen auf. Die
Ausbildung, Kombination und Zahl von translatorischen und/oder rotatorischen Roboterachsen ist beliebig wählbar. Bevorzugt kommt ein Gelenkarmroboter oder Knickarmroboter
(3) zum Einsatz, der als Basis einen Sockel und ferner eine Schwinge, einen Ausleger und ein Endglied (4), insbesondere eine Roboterhand, mit einem drehenden
Abtriebsflansch aufweist. In der gezeigten Ausführungsform hat der Roboter (3) sechs rotatorische Achsen inklusive einer dreiachsigen Roboterhand (4) . Er kann auch weniger Achsen, z.B. fünf Achsen, oder eine oder mehrere
Zusatzachse (n) , z.B. Fahrachse (n) , aufweisen. Der Roboter (3) ist mit einer Robotersteuerung (22) verbunden, die in Figur 4 schematisch dargestellt ist. Die Robotersteuerung (22) beinhaltet einen oder mehrere
Recheneinheiten mit Prozessoren, Ein- und Ausgabemittel sowie Speicher für Daten und Programme. In der
Robotersteuerung (22) ist ein Bahnprogramm für die
Bewegungen des bevorzugt positionsgesteuerten Roboters (3) programmiert und gespeichert. Zur Durchführung des
Bearbeitungsprozesses, insbesondere Falzprozesses, führt der Roboter (3) ein Falzwerkzeug (2) entlang dieser programmierten Bahn. Der Roboter (3) drückt dabei das
Falzwerkzeug (2) mit einem Andrückelement (10) und einer Andrückkraft (F) gegen ein in Figur 1 und 2 schematisch dargestelltes Werkstück (5) auf einer Aufnahme (6), z.B. einem Falzbett.
Der Bearbeitungsprozess unter Aufbringung einer ziehend oder drückend ausgeübten Andrückkraft (F) auf ein
Werkstück (5) ist als Falzprozess ausgebildet. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel kommt ein Roboterfalzen zum Einsatz, wobei mit dem Andrückelement (10) ein Flansch eines Werkstücks (5) in einer oder mehreren Stufen
nacheinander gebogen und gefalzt wird. Das Werkstück (5) kann aus ein oder mehreren dünnen Blechen bestehen, wobei beim Falzen auch ein weiteres Blech vom gefalzten Flansch eingeklemmt werden kann. Die programmierte Bearbeitungsbahn kann als Einzelstrecke oder Folge von Strecken, alternativ oder zusätzlich aber auch punktweise oder als Folge von Punkten programmiert sein. Beim Roboterfalzen wird z.B. das Falzwerkzeug (2) entlang eines Falzverlaufes an einem Werkstückrand und in einer Bahnstrecke zumindest abschnittsweise kontinuierlich bewegt .
Das Falzwerkzeug (2) ist in Figur 1 und 2 in einer
beispielhaften konstruktiven Ausführungsform dargestellt. Es weist ein Gestell (7) auf, das z.B. einen lang
gestreckten, gehäuseartigen Schaft (12), ggf. mit
seitlichen Wandöffnungen, und eine zentrale Achse (8) hat. Das Gestell (7) trägt am oberen Ende einen
Roboteranschluss (9) zur festen oder lösbaren Verbindung mit dem Abtriebselement, z.B. dem Drehflansch, des
Roboter-Endglieds (4). Wenn das Falzwerkzeug (2)
gewechselt werden soll, kann eine automatische
Wechselkupplung (nicht dargestellt) zwischengeschaltet sein. Die Achse (8) kann mit der Drehachse des besagten Abtriebselements fluchten.
Am Gestell (7) ist an geeigneter Stelle, insbesondere am unteren Ende, ein Andrückelement (10) angeordnet, mit dem in Zug- oder Druckrichtung eine Andrückkraft (F) ausgeübt wird. Das Andrückelement (10) kann einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Ein oder mehrere Andrückelemente (10) können sich an einem Halter (11) befinden, der am Gestell (7) starr oder beweglich montiert ist. Ein Andrückelement (10) kann z.B. als um eine Lagerachse drehbare Falzrolle mit einem den Falzerfordernissen entsprechend konturierten Mantel ausgebildet sein. Wenn mit dem Falzwerkzeug (2) ein mehrstufiger Falzprozess, z.B. mit Vor- und Fertigfalzen, durchgeführt wird, können mehrere Falzrollen (10) mit unterschiedlichen Mantelgeometrien, z.B. zylindrisch und konisch, vorhanden und an unterschiedlichen Seiten des Gestells (7) angeordnet sein. In der gezeigten
Ausführungsform befinden sich einzelne oder alle
Andrückelemente bzw. Falzrollen (10) an einem Halter (11).
Das Falzwerkzeug (2) besitzt eine Erfassungseinrichtung (14) für die Andrückkraft (F) an der Prozessstelle (26) und eine von der Erfassungseinrichtung (14) gesteuerte oder geregelte Stelleinrichtung (15) für die Verstellung eines beweglich am Gestell (7) angeordneten
Andrückelements (10). Die Stelleinrichtung (15) besitzt einen mit der Erfassungseinrichtung (14) verbundenen
Regler (16) .
Eine Verstellbarkeit eines Andrückelements (10) kann in einer oder mehreren Achsen bzw. Richtungen gegeben sein und kann außerdem eine wählbare Kinematik haben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine lineare und
verschiebliche Verstellbarkeit in Richtung der Achse (8) gegeben. Ein Andrückelement (10) kann einzeln verstellbar am Gestell (7) gelagert sein. In der gezeigten
Ausführungsform ist der Halter (11) mit den mehreren
Andrückelementen bzw. Falzrollen (10) am Gestell (7) beweglich gelagert, vorzugsweise verschieblich entlang der Achse (8) gelagert. Die Lagerung für die besagte ein- oder mehrachsige Beweglichkeit kann in beliebig geeigneter Weise ausgeführt sein und ist bevorzugt reibungsarm. Es kann sich z.B. um eine Gleitlagerung handeln. Die Details sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Auf ein Andrückelement (10) oder auf einen Halter (11) mit ein oder mehreren Andrückelementen (10) kann ferner eine Feder (13) einwirken, die z.B. längs der Achse (8) im Gestell (7) angeordnet ist und die eine entsprechende axiale Ausweichbewegung von Andrückelement (10) und ggf. Halter (11) ermöglicht. Die Feder (13) kann z.B. als
Tellerfedern in Paket- oder Säulenform, als Schraubenfeder oder dgl . ausgebildet sein. Eine Falzrolle (10) kann eine frei drehbare Lagerung aufweisen. Alternativ ist es möglich, eine Falzrolle (10) drehend anzutreiben, wofür ein in Figur 4 schematisch angedeuteter Antrieb (24) an geeigneter Stelle, z.B. am Halter (11), angeordnet ist. Dies kann ein
elektromotorischer Drehantrieb sein, der gesteuert oder geregelt ist. Er kann insbesondere eine Geschwindigkeits¬ oder Drehzahlregelung haben. Der Antrieb (24) kann mit der RoboterSteuerung (22) verbunden sein und von dieser ein Steuersignal für die Vorgabe oder zum Einstellen eines Soll-Werts für die Drehzahl oder die Geschwindigkeit erhalten. Hierbei kann z.B. die Abwälzgeschwindigkeit am Prozessort (26) in Abhängigkeit von der Führungs- oder Bahngeschwindigkeit des Roboters (3) entlang des
Falzverlaufs eingestellt werden. Die Geschwindigkeiten können z.B. gleich groß gewählt werden. Der Drehantrieb und die Versatz- oder Führungsbewegung des Roboters (3) sind dann synchron.
Die Stelleinrichtung (15) verstellt in der vorerwähnten Weise ein Andrückelement (10) in mindestens einer
Richtung, vorzugsweise in Achsrichtung (8) und führt dabei z.B. eine lineare Verschiebebewegung aus. Die
Stelleinrichtung (15) kann das Andrückelement (10)
eigenständig verstellen, wobei die Bahnprogrammierung in der Robotersteuerung (22) nicht verändert wird. Die
Stelleinrichtung (15) bzw. die Erfassungseinrichtung (14) kann darauf ausgelegt sein, variable Roboterelastizitäten zu kompensieren. Außerdem ist es möglich, die Andrückkraft (F) zur eigenständigen Prozessbeeinflussung zu verstellen. Der Roboter (3) kann je nach Stellung seiner Glieder und Roboterachsen eine unterschiedliche Federelastizität aufweisen und weicht beim Aufbringen der Andrückkraft (F) selbst mehr oder weniger stark federnd aus. Figur 1 zeigt hierzu eine Knickstellung mit relativ hoher
Federsteifigkeit . Bei der in Figur 2 gezeigten
Streckstellung des Roboters (3) ist die Federsteifigkeit deutlich geringer. Bei den in Figur 3 bis 6 dargestellten schematischen Modellen wird der Roboter (3) durch eine Feder symbolisiert, die zwischen einem schematisch dargestellten Untergrund (28) und dem Falzwerkzeug (2) angeordnet ist.
Dem federsteifen Roboter (3) von Figur 1 entspricht die Schemadarstellung von Figur 5 mit einer großen Länge (L) der den Roboter (3) symbolisierenden Feder. Der
federweiche Roboter (3) von Figur 2 entspricht dem
Schemabild von Figur 6 mit einer komprimierten und entsprechend verkürzten Feder (3) . Aus Figur 5 und 6 geht hervor, dass die am Prozessort (26) wirkende reale
Andrückkraft (F) beim weichen Roboter von Figur 2,6 geringer als beim harten Roboter von Figur 1,5 ist.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist außerdem die vorerwähnte Feder (13) vorhanden, die entsprechend der Federsteifigkeit des Roboters (3) mehr oder weniger komprimiert wird. In diesen Ausführungsbeispielen
beinhaltet das System eine Reihenschaltung von Federn (3, 13) .
Die Stelleinrichtung (15) und die Erfassungseinrichtung (14) sind in der Lage, diese Veränderung der Andrückkraft (F) zu detektieren und bedarfsweise zu verändern. Die Stelleinrichtung (15) weist hierfür einen Aktor (18) auf, der auf das beaufschlagte Andrückelement (10) wirkt und dabei zusätzlich eine Stellkraft und einen Stellweg einbringt. Dieser Sachverhalt ist in Figur 7 schematisch dargestellt. Der am Gestell (7) angeordnete Aktor (18) stützt sich über den Roboteranschluss (9) am Roboter (3) ab und wirkt direkt oder mittelbar über die Feder (13) auf das beaufschlagte Andrückelement (10) ein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird für eine Erhöhung der
Andrückkraft (F) das Andrückelement (10) vom Aktor (18) ausgeschoben, wobei die Feder (13) zusätzlich komprimiert wird. Durch die Verstellung des Andrückelements (10) wird der Abstand zwischen dem Roboteranschluss (9) und dem Prozesspunkt (26) verändert, hier vergrößert. Der
Prozesspunkt (26) kann zugleich den sog. Tool-Center-Point (TCP) des Falzwerkzeugs (2) darstellen. Der Stellantrieb (15) verändert somit die wirksame Länge des Falzwerkzeugs (2) und die Lage des TCP.
Der Aktor (18) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise besteht er aus formsteifen oder
inkompressiblen Medien und ermöglicht bei Ansteuerung eine definierte Wegverstellung und Kraftänderung.
Figur 3 gibt ein allgemeines Schema für die Anordnung und Ausbildung eines Aktors (18) wieder. Er ist am Gestell (7) angeordnet und abgestützt, wobei er sich vorzugsweise zwischen dem Roboteranschluss (9) und dem Andrückelement (10) bzw. dem Halter (11) befindet. In der in Figur 3 gezeigten Schemavariante fehlt eine Feder (13), sodass der Aktor (18) direkt auf den Halter (11) oder ein
Andrückelement (10) einwirkt und dieses verstellt. Der Aktor (18) ist mit dem Regler (16) verbunden und wird von diesem angesteuert.
Der in Figur 3 schematisch dargestellte Aktor (18) kann z.B. ein elektromotorischer Spindeltrieb oder
Zahnstangentrieb sein. Alternativ ist ein Hebel- oder Kurbeltrieb mit einem Kraftbetätiger , z.B. einem Piezo- Element, möglich. In Figur 4 ist eine andere Variante dargestellt. Der Aktor (18) ist hier als Hydraulikeinheit (19) ausgebildet. Diese weist am Gestell (7) einen Stellzylinder (21) auf, der mit einem vorzugsweise inkompressiblen Fluid, z.B. einem
Hydrauliköl, beaufschlagt wird und eine Kolbenstange entsprechend weit ausfährt, die auf ein Andrückelement (10) oder einen Halter (11) direkt oder wie in Figur 4 über die zwischengeschaltete Feder (13) mittelbar
einwirkt. Die Hydraulikeinheit (19) weist ferner einen mit dem Regler (16) verbundenen Antrieb (20), z.B. einen
Stellmotor, insbesondere einen elektrischen Servomotor, auf, der mit einem Stellglied auf einen anderen Zylinder und dessen Kolben einwirkt und das besagte Fluid
entsprechend der Vorgabe in den Stellzylinder (21) verdrängt. Der Antrieb (20) steuert hierüber die
Verstellbewegung des Stellzylinders (21). Die
Hydraulikeinheit (19) kann am Falzwerkzeug (2) angebaut und vom Roboter (3) mitgeführt sein. Alternativ können der Antrieb (20) und der von ihm beaufschlagte erste Zylinder extern angeordnet und über eine Leitung mit dem
werkzeugseitigen Stellzylinder (21) verbunden sein. Figur 1 und 2 zeigen hierfür beispielhaft Leitungsanschlüsse am Gestell (7) . Mit einer Erfassungseinrichtung (14) kann die Andrückkraft (F) bzw. die auf das Andrückelement (10) einwirkende Reaktionskraft detektiert werden. Hierfür kann die
Erfassungseinrichtung (14) eine Sensorik (17) mit ein oder mehreren geeigneten Sensoren aufweisen. Zur Detektion kann die Kraft gemessen werden, z.B. durch eine Kraftmessdose, Dehnmessstreifen oder dergleichen andere Sensoren an geeigneter Stelle. Im Schemabild von Figur 3 eines
Falzwerkzeugs (2) ohne Feder (13) ist eine solche Sensorik (17) mit Kraftmessung z.B. zwischen Aktor (18) und
Andrückelement (10), z.B. am Halter (11), angeordnet. Sie kann sich auch an anderer geeigneter Stelle befinden. Alternativ oder zusätzlich ist eine mittelbare Detektion der Andrückkraft (F) möglich, z.B. über den Federweg einer Feder (13) gemäß der Variante von Figur 4 bis 7. Die
Sensorik kann z.B. einen Abstandsmesser aufweisen, der am Gestell (7) starr montiert ist und der den Abstand zu einem prozessseitigen Bezugspunkt, z.B. zum Werkstück (5), misst. Aus dem Abstand kann auf die Federlänge (L) der vom Aktor (18) komprimierten Feder (13) geschlossen und hieraus über die Federkennlinie die Kraft ermittelt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die
Federlänge bzw. ihre Veränderung direkt gemessen werden, z.B. über einen Hall-Sensor. Daneben sind weitere
konstruktive und funktionelle Varianten der Sensorik (17) möglich .
Die Erfassungseinrichtung (14) kann außerdem mit einer Anzeige (27) verbunden sein gemäß Figur 4. Auf der Anzeige (27) können optisch oder in anderer geeigneter Weise die gemessenen oder erfassten Werte, insbesondere die
Kraftwerte, angezeigt werden.
Die Erfassungseinrichtung (14) ist ferner mit der
Stelleinrichtung (15) und insbesondere mit deren Regler (16) verbunden und speist dort den detektierten Istwert für die Andrückkraft (F) ein.
Der Regler (16) besitzt ferner eine feste oder
veränderliche Sollwert-Eingabe. Die Stelleinrichtung (15), insbesondere der Regler (16) kann z.B. mit der
Robotersteuerung (22) verbunden sein. Die Sollwert-Eingabe kann dabei über die Robotersteuerung (22) erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Sollwert-Eingabe auf andere Weise, z.B. manuell durch einen Bediener, erfolgen. Hierfür kann am Regler (16) ein in Figur 4 gezeigtes
Eingabemittel (23) angeordnet sein, welches z.B. von einem Bediener betätigt werden kann, z.B. einem dreh- oder Schiebeschalter. Eine Anzeige (nicht dargestellt) erlaubt dabei eine Kontrolle der Eingabe. Alternativ ist eine Fern-Einstellung und Programmierung des Reglers (16), z.B. durch eine Computer oder ein anderes Einstellgerät vor oder über Distanz mit einer Leitungsverbindung, z.B. über ein Netzwerk, das Internet oder dgl . möglich.
Das Verhältnis und die gegenseitige Beeinflussung der Sollwert-Eingabe von der Robotersteuerung (22) und von anderer Stelle, insbesondere von Eingabemittel (23), können bedarfsweise ausgestaltet sein. Z.B. kann das
Eingabemittel (23) führend sein und die Sollwert-Eingabe von der Robotersteuerung (22) überlagern oder ersetzen. in einer anderen Ausführungsform kann eine Sollwert- Eingabe für die Andrückkraft (F) von der Robotersteuerung (22) entfallen. In einem solchen Fall wird der Sollwert nur über das Eingabemittel (23) eingestellt. Ferner ist es möglich, von der Robotersteuerung (22) bahnbezogene Signale zur Lokalisierung des Prozess- oder Bahnorts an den Regler (16) zu übermitteln. Bei einer solchen Ausführung können in einem entsprechend komplex und ggf. mit eigener Intelligenz ausgerüsteten Regler (16) auf die Bahn oder einzelne Prozessorte (26) bezogene
Sollwerte für die Andrückkraft (F) eingegeben und
gespeichert werden.
In einer weiteren Variante kann der Regler (16) der
Robotersteuerung (22) zugeordnet und insbesondere dort integriert sein.
Eine ortsbezogene Sollwert-Eingabe kann sinnvoll sein, um die Andrückkraft (F) an spezielle Prozesserfordernisse anzupassen. Dies kann z.B. an Ecken oder Biegestellen bzw. Kurven eines Flanschverlaufs erfolgen. An solchen Stellen setzt der zu biegende Flansch dem Andrückelement (10) einen größeren Widerstand als an geraden Bereichen des Falzverlaufs entgegen. Mit einer entsprechenden Sollwert- Eingabe kann über die Stelleinrichtung (15) die
Andrückkraft (F) erhöht werden, um den Widerstand zu überwinden. Ferner kann es andere Prozessstellen geben, an denen aus anderen Gründen eine erhöhte oder ggf. auch verringerte Andrückkraft (F) erforderlich ist.
Das Falzwerkzeug (2) kann ferner eine Einrichtung (25) zur SchlupfVermeidung zwischen einem angetriebenen
Antriebselement (10), insbesondere einer angetriebenen Falzrolle, und dem beaufschlagten Werkstück (5) aufweisen. Der Antrieb (24) des Andrückelements (10) kann hierbei z.B. eine Geschwindigkeitsregelung aufweisen. Über die Sollwerteingabe am Regler (16) kann der Sollwert für die Andrückkraft F erhöht werden, wodurch auch der Widerstand für den Antrieb (24) und das bewegte Andrückmittel (10) erhöht wird. Dies führt zu einer Verlangsamung der
Antriebsbewegung, welcher der Antrieb (24) mit einer
Erhöhung des Antriebmoments entgegenwirkt. Auf diese Weise kann Schlupf verhindert werden. Die beschriebene Maßnahme kann gezielt zur Behebung etwaig festgestellter
Schlupfprobleme und hiervon verursachter Schadstellen am Werkstück (5) eingesetzt werden. Bei erhöhten Umform- und Falzwiderständen, z.B. an den vorerwähnten Eckbereichen oder Kurven im Falzverlauf, kann mit der zur
Widerstandsüberwindung und zur Flanschbiegung ohnehin erhöhten Andrückkraft F das Antriebsmoment automatisch miterhöht werden.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander vertauscht oder miteinander kombiniert werden. Das Andrückmittel (10) kann variiert werden. Es kann z.B. als Druckstempel oder als Andrückfinger oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Auch der Bearbeitungs¬ oder Andrückprozess kann eine andere Ausbildung haben. Das Falzwerkzeug kann als anderes Andrückwerkzeug,
insbesondere als anderes Umform- oder Fügewerkzeug
ausgebildet sein. Z.B. können mit stempeiförmigen
Andrückelementen (10) Werkstückteile aneinander punktweise oder streckenweise angedrückt und dabei gefügt werden, z.B. über eine Clipsverbindung, eine Klebeverbindung oder dgl . Ein Antrieb (24) für ein Andrückelement (10) kann alternativ am Gestell (7) angeordnet sein und eine der Verstellung des Andrückelements (10) folgende
Antriebsverbindung haben.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Bearbeitungseinrichtung, Falzeinrichtung
2 Andrückwerkzeug, Umformwerkzeug, Falzwerkzeug
3 Roboter, Feder
4 Endglied, Hand
5 Werkstück
6 Aufnahme, Bett
7 Gestell
8 Achse
9 Roboteranschluss
10 Andrückelement, Falzrolle
11 Halter
12 Schaft
13 Feder
14 Erfassungseinrichtung
15 Stelleinrichtung
16 Regler
17 Sensorik, Wegsensor, Kraftsensor
18 Aktor
19 Hydraulikeinheit
20 Antrieb, Stellmotor, Servomotor
21 Stellzylinder
22 RoboterSteuerung
23 Eingabemittel
24 Antrieb, Drehantrieb
25 Einrichtung zur SchlupfVermeidung
26 Prozesspunkt, TCP
27 Anzeige
28 Untergrund

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. ) Robotergeführtes Umformwerkzeug zum Umformen,
insbesondere Falzen von Werkstücken (5), wobei das Umformwerkzeug (2) einen Roboteranschluss (9) und ein Gestell (7) mit einem daran verstellbar
geführten Andrückelement (10), insbesondere einer Falzrolle, aufweist, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) eine Erfassungseinrichtung (14) für die
Andrückkraft (F) und eine von der
Erfassungseinrichtung (14) gesteuerte oder geregelte Stelleinrichtung (15) für die Verstellung des
Andrückelements (10) aufweist.
2. ) Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (15) das Andrückelement (10) in mindestens einer Richtung, vorzugsweise in
Achsrichtung (8) des Umformwerkzeugs (2) verstellt, insbesondere linear verschiebt.
3. ) Umformwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (15) darauf ausgelegt ist, variable Roboterelastizitäten zu kompensieren und/oder die Andrückkraft (F) zur eigenständigen
Prozessbeeinflussung zu verstellen.
4. ) Umformwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) als Falzwerkzeug, insbesondere als Rollfalzkopf, ausgebildet ist.
5. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) eine auf das Andrückelement (10) wirkende Feder (13) aufweist.
6. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erfassungseinrichtung (14) eine Sensorik (17) zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der am Andrückelement (10) wirkenden Andrückkraft (F) aufweist .
7. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sensorik (17) einen Kraftsensor und/oder einen Wegsensor aufweist.
8. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erfassungseinrichtung (14) eine Anzeige (27) aufweist .
9. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (15) einen auf das
Andrückelement (10) wirkenden Aktor (18) aufweist.
10. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (15) einen mit der
Erfassungseinrichtung (14) und dem Aktor (18) verbundenen Regler (16) mit fester oder
veränderlicher Sollwert-Eingabe aufweist.
11. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (15) mit einer Robotersteuerung (22) verbunden ist.
12. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Regler (16) der Stelleinrichtung (15) ein vom Bediener betätigbares Eingabemittel (23) für die Sollwert-Eingabe aufweist.
13. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Aktor (18) als mitgeführte oder externe
Hydraulikeinheit (19) oder als motorischer
Stellantrieb ausgebildet ist.
14. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) mehrere Andrückelemente (10), insbesondere Falzrollen mit unterschiedlichen
Mantelgeometrien, aufweist.
15. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) einen eigenen Antrieb (24), insbesondere einen Drehantrieb, für ein
Andrückelement (10), insbesondere eine drehbare Falzrolle, aufweist.
16. ) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) einen geregelten,
insbesondere geschwindigkeitsgeregelten Antrieb (24) aufweist.
17.) Umformwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) eine Einrichtung (25) zur SchlupfVermeidung für ein angetriebenes
Andrückelement (10), insbesondere eine drehbare Falzrolle, aufweist. Bearbeitungseinrichtung, insbesondere Umform- oder Falzeinrichtung, mit einem programmierbaren
mehrachsigen Roboter (3) mit einer Robotersteuerung (22), wobei der Roboter (3) ein Umformwerkzeug (2) führt, welches einen Roboteranschluss (9), ein
Gestell (7) und ein daran verstellbar geführtes Andrückelement (10) aufweist, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
19.) Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in der
Robotersteuerung (22) ein Bahnprogramm für die bevorzugt positionsgesteuerten Bewegungen des
Roboters (3) gespeichert ist.
20. ) Verfahren zum Umformen, insbesondere Falzen von
Werkstücken (5) mit einem von einem Roboter (3) geführten Umformwerkzeug (2), welches einen
Roboteranschluss (9) und ein Gestell (7) mit einem daran verstellbar geführten Andrückelement (10), insbesondere einer Falzrolle, aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass mit einer
Erfassungseinrichtung (14) am Umformwerkzeug (2) die Andrückkraft (F) erfasst wird und das Andrückelement (10) gesteuert oder geregelt mittels einer
Stelleinrichtung (15) verstellt wird.
21. ) Verfahren nach Anspruch 20, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Stelleinrichtung (15) auf das Andrückelement (10) direkt oder mittelbar über eine Feder (13) einwirkt. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umformwerkzeug (2) von einem positionsgesteuerten Roboter (3) entlang einer programmierten Bahn geführt wird, wobei das Andrückelement (10) von der
Stelleinrichtung (15) eigenständig und ohne Änderung der Bahnprogrammierung verstellt wird.
23. ) Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verstellung des Andrückelement (10) darauf ausgelegt ist, variable Roboterelastizitäten zu kompensieren und/oder die Andrückkraft (F) zur eigenständigen Prozessbeeinflussung zu verstellen.
24. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einem Falzen das Andrückelement (10) von einem eigenen Antrieb (24) drehend angetrieben wird, wobei durch Einstellung der Andrückkraft (F) Schlupf zwischen dem Andrückelement (10) und dem Werkstück (5) vermieden wird.
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