Beschreibung Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Herstellungsau- tomaten mit unterschiedlichen, bearbeitenden Handhabungsgeräten oder CNC- Maschinen mit Einzelaufnahme für das jeweils zu bearbeitende Produkt und taktwei- ses Zuführen der Einzelaufnahmen mit dem Produkt zu den unterschiedlichen Bear- beitungspositionen nach Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Spannvor- richtung zur Vorbereitung zu bearbeitender Einzelaufnahmen für Werkstücke oder dgl. nach Anspruch 10.

Im Rahmen der Serienfertigung von Werkstücken oder sonstigen Produkten liegt ein besonderes Augenmerk auf der möglichst gleichbleibenden Qualität von Produkten, die auch durch im Rahmen der Serienfertigung unumgängliche Abweichungen und Toleranzen von Werkstücken, Maschinen und Hilfseinrichtungen möglichst nicht be- einträchtigt werden soll. Hierbei ist insbesondere im Angesicht sinkender Losgrößen darauf zu achten, daß neben den Zeiten für die Qualitätsüberwachung die Neben- zeiten zur Umrüstung von Fertigungseinrichtungen möglichst gering bleiben.

Ein Weg zur Automatisierung derartiger Serienfertigungen ist der Aufbau von ver- ketteten Fertigungslinien, bei denen jede Fertigungsmaschine jeweils bestimmte Teilabschnitte des gesamten Fertigungsprozesses übernimmt und die Werkstücke in vorzugebender Reihenfolge die verketteten Fertigungseinrichtungen durchläuft.

Hierzu sind z. B. sogenannte Karussell-Bearbeitungsanlagen bekannt, bei denen ein Produkt, welches es zu bearbeiten gilt, taktweise über die Karussell-Positionen ge- führt wird und an einer der Zuführposition nahen Position dann bearbeitet wieder aus dem Karussell entnommen wird. Dabei werden häufig starre Bearbeitungsmaschi- nen, d. h. keine Roboter, eingesetzt, z. B. Bohrwerke, Fräsköpfe od. dgl., wobei auch vorgesehen sein kann, das Werkstück innerhalb der Kreisbahn auf dem Karussell in seiner Position zu ändern, etwa um 90° zu drehen, um dann wieder in dieser ge- drehten Position dem nächsten Bohr-oder Fräswerk zur Verfügung zu stehen.

Darüber hinaus sind Bearbeitungsroboter bekannt, die ein Werkstück in sehr kom- plexen Bahnen bearbeiten können, etwa Gußgrate, um z. B Leichtmetallfelgen ent- graten oder abschleifen zu können. Dabei wird die Felge fest eingespannt und ver-

bleibt wahrend der vom Roboter durchzuführenden Arbeiten in dieser Position. Der Bearbeitungsablauf durch den Roboter wird einprogrammiert und kann dann unter Einhaltung möglichst gleichbleibender Aufspannbedingungen für alle zu bearbeiten- den Felgen immer wiederholt werden. Soll nun beispielsweise eine Felge mit anderer Geometrie oder anderem Bearbeitungsablauf bearbeitet werden, muß der Bearbei- tungsroboter neu programmiert werden. Dies spielt bei einem Wechsel bei Großseri- en eine vergleichsweise untergeordnete Rolle und derartige Programmierungen sind im Verhältnis zu den Bearbeitungszeiten bei großen Stückzahlen noch in kurzer Zeit möglich.

Es gibt jedoch viele Produkte, die nur in geringen Losgrößen zu fertigen sind bzw. bei denen identische Bearbeitungen nur bei einer kleinen Stückzahl von Werkstük- ken vorgenommen werden müssen, wobei jedoch an einer Reihe von Varianten zu- einander ähnliche Bearbeitungen mit jeweils relativ geringen geometrischen oder sonstigen Abweichungen vorzunehmen sind. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Schuhen, Stiefeln oder dgl., bei denen eine Vielzahl von unterschiedlichen Mo- dellen jeweils wieder in verschiedenen Größen und jeweils für den linken und rech- ten Fuß und z. B. Varianten betreffend Sohle etc. hergestellt werden müssen. Die einzelne Losgröße bei der Herstellung eines identischen Schuhes ist daher relativ gering, die Automatisierung derartiger Herstellvorgänge auch wegen der verwende- ten Materialien insbesondere mit flexiblen Fertigungseinrichtungen wie Robotern da- her äußerst kompliziert. Insbesondere die vielen Auf-und Umspannvorgänge, die die auf Leisten aufgespannten Schuhe während des Fertigungsprozesses durchlaufen, machen eine flexible Automatisierung bisher problematisch. Damit kommt der Pro- grammierung derartiger Systeme aus Roboter/Bearbeitungsmaschine/Zuführsystem eine immer größere Bedeutung zu, da nur durch eine einfache, schnelle und damit effiziente Programmierung der Roboter die von ihnen gewünschte Flexibilität z. B. bei der Schuhherstellung voll zur Geltung bringen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur insbesondere flexibel au- tomatisierten Fertigung von Produkten zu schaffen, bei der auch schon bei geringen Losgrößen und einer hohen Variantenvielfalt der Produkte eine flexible Fertigung und Bearbeitung der Produkte bei gleichbleibend hoher Qualität möglich ist.

Als eine weitere Aufgabe soll eine Spannvorrichtung für zu bearbeitende Einzelauf- nahmen für Werkstücke od. dgl. vorgeschlagen werden, die einen fertigungsopti- mierten Durchlauf der Produkte oder dgl. durch flexible und/oder starre Fertigungs- einrichtungen erlaubt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 dadurch gelöst, daß jede Einzelaufnahme für das Werkstück, z. B. bei der Herstellung von Schuhen ein Lei- sten, mit fest angebrachten, Referenzpunkte bildenden Markierungen versehen ist, daß eine Einrichtung zur Erfassung der Markierungen der individuellen Einzelauf- nahme z. B. zu Beginn der Arbeitstakte und daß eine Datenverarbeitungseinrichtung für die Daten der Markierung zur Bildung eines Referenzpunkt-Systemes mit Beein- flussung der erfolgten Bearbeitungsschritte vorgesehen ist. Über eine einfache, ins- besondere sensorgestützte Programmierung erreicht die Erfindung, daß unter- schiedliche und von der Sollposition abweichende Positionen des individuell zu be- arbeitenden Produktes anhand der Markierungen und des dadurch gebildeten Refe- renzpunktsystems sofort vom System erkannt und über eine Modifikation der Pro- grammierung des Roboters kompensiert werden, so daß trotz der Abweichungen eine jeweils gleichbleibende Bearbeitungsqualität gewährleistet wird. Dazu ist es notwendig, daß die Steuerungsvorrichtung die jeweils individuelle Position des zu bearbeitenden Objektes erkennt und einmißt. Dies kann beispielsweise bei einem Schuh-Bearbeitungsroboter in Verbindung mit einer Karussell-Bearbeitungsmaschi- ne an dem individuellen Leisten erfolgen, auf dem der zu bearbeitende Schuh auf- gespannt ist.

Da die rechnergestützte Erstellung und Optimierung von Bearbeitungskurven etwa zum Abschleifen oder Fräsen der Grate an einer geschäumten Schuhsohle durch eine bestimmte Software der Anmelderin unter dem Software-Namen"FAMOS"und "DESCOM"bereits einen Großteil der Programmierarbeit zur wirtschaftlichen Einset- zung von Bearbeitungsrobotern optimiert hat, wird mit der Erfindung erreicht, daß ein Roboter auch dann eingesetzt werden kann, wenn unterschiedliche Situationen an der jeweiligen Position des Karussells taktweise vom Bearbeitungsroboter bewältigt werden müssen. Dies macht die Erfindung über die die Referenzpunkte bildenden Markierungen möglich, da durch deren Erfassung dem Roboter alle notwendigen

Informationen gegeben werden, um eine trotz Abweichungen von Sollpositionen op- timale Bearbeitung zu gewährleisten. Hierdurch werden insbesondere unterschiedli- che Aufspannbedingungen z. B. zwischen zu bearbeitenden Leisten bei der Schuh- herstellung dadurch kompensiert, daß die tatsächlich durch einen Leisten einge- nommene Spannposition etwa vor jeder Bearbeitung anhand der Referenzpunkte ermittelt wird und dann durch Modifikation des Bearbeitungsprogrammes z. B. des die Bearbeitung vornehmenden Industrieroboters eventuell vorhandene Abweichun- gen zur Sollposition des Leistens berücksichtigt werden. Dadurch wird auch bei wäh- rend der Serienfertigung ständig sich ändernden Ausgangsbedingungen der einzel- nen Bearbeitung eines Leistens dafür gesorgt, daß immer die optimale Bearbeitung durchgeführt werden kann und somit das Produkt in immer gleichbleibender Qualität hergestelit wird.

Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn zur Verarbeitung der steue- rungsrelevanten Technologie-und Geometriedaten eine Datenverarbeitungsanlage außerhalb der Steuerungen der Bearbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise der Bearbeitungsroboter, vorgesehen ist, wie dies die Erfindung vorschlägt. Dieser ex- terne Rechner kann dabei zur werkstattnahen Offline-Programmierung des ange- schlossenen CNC-oder Robotersystemes eingerichtet sein und übernimmt dabei die Versorgung der Bearbeitungseinrichtungen mit den jeweiligen Bearbeitungspro- grammen. Auch kann neben der Fertigungssteuerung eine Überwachung des Ferti- gungsablaufes erfolgen, da für jedes individuelle Produkt der jeweilige Bearbeitungs- zustand und eventuelle Abweichungen erfaßt werden.

Die Erfindung sieht auch eine Einleseeinrichtung von Musterbahnen an dem zu be- arbeitenden Produkt und zur Erstellung einer zeichnerischen Darstellung des zu er- zeugenden Produktes aus den eingelesenen Daten vor. Hier kann das sogenannte "teach-in-Verfahren"zum Einsatz kommen oder aber Daten aus einer CAD-Anlage können in die Steuerung mit aufgenommen werden, was wiederum Programmie- rungszeiten erheblich verkürzt. Die Funktion kann auch z. B. zur Qualitätssicherung und Kalibrierung der Fertigungseinrichtungen genutzt werden.

Die Erfindung sieht auch wenigstens ein Transformationsmodul im Datenverarbei- tungssystem zur Erzeugung und/oder Optimierung der produktbezogenen technolo-

gischen und geometrischen Daten vor. Dieses Transformationsmodul dient dabei vor allem zur Anpassung des Bearbeitungsablaufes z. B. des Roboters anhand der er- faßten Markierungen auf der Einzelaufnahme und der daraus ermittelten Abwei- chungen zwischen Soll-und Istposition der Einzelaufnahme. Somit wird unmittelbar durch das Transformationsmodul die Korrektur vorgenommen und von der Daten- verarbeitungseinrichtung an die Bearbeitungsstation übermittelt, die dann die Bear- beitung anhand der korrigierten Daten vornimmt.

Eine wesentliche Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch ein optisches oder taktiles Meßsystem an den Bearbeitungsgeräten zur Messung der Relativdaten des Referenzpunkt-Systemes oder der aktuellen stationären Absolutdaten aus. Dieses Meßsystem erfaßt dabei die räumliche Lage der Markierungen auf der Einzelauf- nahme und kann daraus aufgrund der bekannten Anordnung der Markierungen in der Sollposition Abweichungen erkennen und an das Datenverarbeitungssystem, insbesondere an den Transformationsmodul weiterleiten. Die Markierungen auf der Aufnahme für das Werkstück können dabei je nach Werkstück und vorzunehmender Bearbeitungen sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Neben durch taktile Meßsy- steme einfach zu erfassenden Markierungen können insbesondere auch optisch zu erfassende Markierungen aufgebracht werden, die dann auch berührungslos und ggf. aus größeren Abständen erfaßt werden können. Es versteht sich von selbst, daß von der Erfindung jede Art der Aufbringung von Markierungen sowie deren Ausge- staltung und Erfassung umfaßt ist. Insbesondere die Anzahl und Anordnung der Markierungen auf der Einzelaufnahme kann dabei beliebig an das vorliegende Pro- dukt und seine Spezifika angepaßt werden.

Beispielsweise bietet es sich bei der Herstellung von Schuhen an, die Markierungen bei Leisten auf der sohlenseitigen Unterseite jedes Leistens anzuordnen, da diese Unterseite der am besten zugängliche Teil der Leisten auch nach dem Aufziehen des Schaftes ist. Hierbei können in einer Weiterbildung als Markierungen mindestens drei Vertiefungen, z. B. als Bohrungen, in die sohlenseitigen Unterseite des Leistens eingebracht werden, die durch ein taktil arbeitendes Meßsystem einfach zu erfassen sind.

Beispielsweise kann auch ein Meßfühler, ein Taster od. dgl. zur Grobpositionierung der Bearbeitungsgeräte am Roboter vor Einsatz der automatischen Zuführung über das Referenzpunkt-System vorgesehen sein, um z. B. Zustellzeiten extrem zu ver- ringern.

Das Referenzpunkt-System hat neben der Bildung einer Art"Fingerabdruck"für die jeweilige Werkstückaufnahme einen weiteren Vorteil. Das Referenzpunktsystem bietet die Möglichkeit, durch Umpositionierung oder Abstandsveränderung z. B. dem Bearbeitungssystem Daten zuzuführen, die auf die Schuhgröße des bearbeiteten Schuhs Rückschlüsse zulassen, um hier nur ein Beispiel zu nennen. Somit kann bei- spielsweise durch Skalierung der Markierungsabstände gleichzeitig eine Information über die Größe des zu fertigenden Schuhes kodiert werden, wodurch insbesondere weitere Sensoren zur Erfassung dieser Informationen im Rahmen der Produktions- steuerung enffallen können.

Zusammenfassend seien nochmals die besonderen Zielsetzungen, Vorteile und zu erzielenden Ergebnisse der vorliegenden Erfindung nach dem Anspruch 1 wiederge- geben : Herstellung eines Referenzpunktsystems bestehend aus mindestens drei am Leisten oder an einer anderen Vorrichtung fest angebrachten oder markierten Raumpunkten, welche eine mathematisch und/oder geometrisch eindeutige Zuordnung zur späteren Bearbeitungsbahn oder-bahnen des Produktes aufweisen.

Geometrische Festlegung des Referenzpunktsystems, derart, daß eine konstruktiv bedingte Änderung des Produktes, z. B. Wahl einer anderen Baureihe oder anderen Schuhgröße, einer festen mathematischen und/oder funktionalen Beziehung folgt.

Datenverarbeitungssystem auf PC-Basis, welches mit Hilfe von CAD-Daten oder all- gemeinen Geometriedaten des Produktes, die für eine CNC-Maschine und/oder ei- nen Industrieroboter steuerungsrelevanten Technologie-und Geometriedaten derart berechnet, daß im CNC oder Roboter-System ausgehend von einem Aufgaben-und maschinenspezifischen Bezugsystem die produktspezifische Bearbeitungsaufgabe geometrisch und technologisch im Ablaufprogramm derart verarbeitet wird, daß durch die automatische Kopplung zwischen Datenverarbeitungssystem und CNC-

oder Roboter-System eine werkstattnahe Offline-Programmierung durch externe Rechner realisiert ist. Hierbei ist die Hauptzeit des Industrieroboters insofern entla- stet, daß die Programmierung an einem externen Rechner erfolgt.

Einlesen der relevanten CAD-Stammdaten oder allgemeinen Geometriedaten des Produktes durch Einlesen einer Musterbahn des CNC-oder Roboter-Systems, Digi- talisieren, Kopplung mit CAD-Systemen oder durch dreidimensionale zeichnerische Erstellung des Produktes.

Realisierung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zwischen Datenverarbeitungssy- stem und Systembediener, derart, daß eine rechnergestützte werkstattnahe, interak- tive Manipulation von Geometriedaten und/oder Technologiedaten in Abhängigkeit des Prozeßverhaltens und/oder der Bearbeitungsqualität durchgeführt werden kann und im CNC-oder Roboter-System zur verbesserten oder optimierten Prozeßführung führt.

Geometrisches Transformationsmodul als Bestandteil des Datenverarbeitungssy- stemes, derart, daß die zuvor erstellten und/oder optimierten Technologie-und Geometriedaten in eindeutiger, also funktional mathematischer, Relation zu dem oben beschriebenen Referenzpunktsystem stehen.

Geometrisches Transformationsmodul als Bestandteil des Datenverarbeitungssy- stems, derart, daß bei einer räumlichen Verschiebung des oben beschriebenen Re- ferenzpunktsystems eine Relatiwerschiebung sämtlicher prozeßrelevanter Geome- trie-und Technologiedaten insofern erfolgt, daß die Bearbeitungsprogramme des CNC-oder Roboter-Systems in Relation zum zuvor räumlich verschobenen Refe- renzpunktsystem in entsprechend angepaßter Weise die optimale Prozeßführung ohne weiteren interaktiven Eingriff in einzelne Technologie-oder Geometriedaten ermöglichen.

Datenverwaltungsmodul, derart daß der Systemstatus als auch die Zuordnung von Programmen und/oder geometrischen und technologischen Daten insofern zu Auf- spannstationen und aktuellen Leisten festgelegt ist, daß Programmfehler oder Bahnfehler zu speziellen Konfigurationen vermieden werden.

Optisches oder taktiles Meßsystem, welches am CNC-oder Roboter-System zur Messung der Relativdaten des Referenzpunktsystems adaptiert oder zur Messung von Absolutdaten stationär in die Arbeitsstation integriert wird.

Das Meßsystem arbeitet derart, daß nach dem Anfahren von Grobpositionen der Meßspitze (Taster) oder optischen Sensors durch das CNC-oder Roboter-System die Referenzpunkte manuell oder automatisch erfaßt werden können.

Das fest installierte absolute Meßsystem arbeitet derart, daß nach dem Anfahren der Arbeitsstation durch den Rundschalttisch die Referenzpunkte manuell oder automa- tisch erfaßt werden können.

Die Aufgabe betreffend die Spannvorrichtung gemäß der Erfindung nach Anspruch 10 geht von einer Spannvorrichtung zur Vorbereitung zu bearbeitender Einzelauf- nahmen für Werkstücke oder dgl. aus, insbesondere zur Verwendung im Zusam- menhang mit der Vorrichtung nach Anspruch 1. Diese Spannvorrichtung weist in er- findungsgemäßer Weise eine Anordnung von Halteeinrichtungen zur reproduzierba- ren Positionierung und Festlegung auch unregelmäßig geformter Einzelaufnahmen auf, wobei an oder benachbart der Vorrichtung Fertigungseinrichtungen vorgesehen sind, mit denen Referenzpunkte bildende Markierungen auf den Einzelaufnahmen für die Werkstücke oder dgl. anordenbar sind und/oder weitere Bearbeitungen an den Einzelaufnahmen durchführbar sind.

Es ist für die Genauigkeit bei der Erfassung von Abweichungen zwischen Sollpositi- on und Istposition von besonderer Bedeutung, daß die Markierungen auf den Ein- zelaufnahmen mit höchster Genauigkeit angeordnet werden. Hierbei ist insbesonde- re die Halterung und Festlegung der Einzelaufnahmen problematisch, da z. B. bei der Ausgestaltung der Einzelaufnahmen als Leisten im Rahmen einer Schuhproduktion die Leisten geometrisch komplex geformt sind. Eine sichere und gleichzeitig repro- duzierbare Spannung dieser Leisten für die Anbringung der Markierungen z. B. in der sohlenseitigen Unterseite der Leisten schafft daher die Voraussetzung für die Ge- nauigkeit bei der Ermittlung von Abweichungen der Aufspannung der Leisten im späteren Produktionsprozeß. Hierfür werden die Leisten in der Spannvorrichtung

durch eine Anzahl von Halteeinrichtungen, die auch in Form von Vielpunktauflagen angeordnet werden können, gehalten und gespannt. Hierbei können in einer Weiter- bildung einstellbare Einzelauflagen, die z. B. produktspezifisch entwickelt werden zu Einsatz kommen, es ist aber in einer anderen Weiterbildung auch denkbar, als Nor- melemente lieferbare, grundsätzlich bekannte, matrixartig angeordnete Viel- punktauflagen zu verwenden, bei denen die Positionen der Einzelauflagen pro- grammgesteuert immer wieder genau angefahren werden können.

In dieser durch die Halteeinrichtungen gesicherten Position wird die Einzelaufnahme, also z. B. der Schuhleisten, mit den ein Referenzpunktsystem bildenden Markierun- gen versehen und ggf. auch noch durch weitere Bearbeitungen für die spätere Pro- duktion der Produkte vorbereitet. Nach dieser Vorbereitung in der Spannvorrichtung kann die Einzelaufnahme, ggf. unter Nachschaltung eines Kontroll-oder Vermes- sungsvorganges, in den Produktionsprozeß eingeschleust werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn in die Einzelaufnahme in der Spannvorrichtung Markierungen in Form von Vertiefungen, vorzugsweise in Form von Bohrungen ein- bringbar sind. Derartige Vertiefungen bzw. Bohrungen lassen sich besonders einfach taktil mit einer hohen Erfassungsgenauigkeit während der Produktion erfassen und sind in der Spannvorrichtung sehr einfach und gleichzeitig genau z. B. durch Bohren oder Fräsen einbringbar.

Weiterhin ist denkbar, daß an die Einzelaufnahme in der Spannvorrichtung Positio- nierungs-bzw. Anschlagflächen anformbar und/oder Positionierungshilfen an der Einzelaufnahme festlegbar sind. Positionierungs-bzw. Anschlagsflächen können dazu dienen, die Einzelaufnahme in den verschiedenen Arbeitsstationen des Pro- duktionsablaufes sicher aufzunehmen und reproduzierbar zu spannen. Hierdurch werden die Umrüstzeiten beim Wechseln der Einzelaufnahmen zwischen den Ar- beitsstationen gering und die Genauigkeit der Umspannung stark erhöht. Dies kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, daß an die Einzelaufnahme Positionie- rungshilfen z. B. in Form von standardisierten Spannelementen angebracht werden, die alle benötigten Spann-und Positionierungsflächen aufweisen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Diese zeigt in Figur 1-eine Aufsicht auf ein Bearbeitungskarussell ausgerüstet mit der Vor- richtung nach der vorliegenden Erfindung, Figur 2-eine Seitenansicht auf einen Rauh-Roboter bei der Schuhherstellung etwa gemäß Pfeil II in Figur 1, Figur 3-Seiten-und Unteransicht eines Leisten mit verstärkt dargestellter Randkante, Figur 4-eine Tabelle mit strukturierten Erläuterungen des Bearbeitungsab- laufes eines Schuhes, Figur 5-eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung nach Anspruch 10 zur Aufnahme von z. B. Schuhleisten für die Anbringung z. B. von Markie- rungen in der Seitenansicht, Figur 6-die Spannvorrichtung gemäß Figur 5 in der Draufsicht.

In der Zeichnung, insbesondere Figur 1 und Tabelle in Figur 4 sind einzelne, weiter unten wiedergegebene Arbeitsstationen mit Großbuchstaben dargestellt, die hier erfolgende Beschreibung der Arbeitsstationen bezieht sich auf die Großbuchstaben.

In den Figuren wird die Erfindung anhand des typischen Produktionsablaufes einer Schuhherstellung, etwa eines Direktanschäumens von Sohlen an Schäfte, darge- stellt. Es versteht sich von selbst, daß die Lehre der Erfindung sich auf beliebige, entsprechend strukturierte Fertigungsabläufe und Einrichtungen an anderen Produk- tionsabläufen übertragen iäßt und nicht nur auf die Schuhherstellung beschränkt ist.

Betrachtet man als Beispiel die oben schon genannte Bearbeitungsstation bei der Direktherstellung von Schuhen, werden die Vorteile der Erfindung in besonderem Maße deutlich : Zur Besohlung von im ganzen mit 1 bezeichneten Schuhen werden die Sohlen u. a. im Direktbesohlungsverfahren mit z. B. PU-Schäumen angeschäumt. Beim Direktbe-

sohlen wird der Schaft eines Schuhs 1 über einen Leisten 2 gezogen, wobei sich der Leisten 2 auf dem karussellartigen Bearbeitungszentrum 4 mit einer Anzahl von Auf- spannstationen 3 befindet. Die so mit einem Leisten 2 und mit einem Schaft be- stückte Aufspannstation 3 wird nun in Umlaufrichtung 5 in verschiedene Bearbei- tungsstationen A-F, die sich stationär um das Bearbeitungszentrum 4 herum befin- den, eingebracht. In der Regel besteht ein derartiges Bearbeitungszentrum 4 z. B. aus 18 bis 40 Aufspannstationen 3, auf denen jeweils ein Paar von Leisten 2 befe- stigt ist. Da die Leisten für die jeweiligen Produktlinien und Schuhgrößen speziell angefertigt werden, befinden sich im Leistenreservoir eines Schuhproduzenten eine weitaus größere Anzahl von Leisten 2 im Lager. Je nach Produktions-und Dispositi- onsgesichtspunkt ist eine Umrüstung-durch Austausch der Leisten 2-auf einen anderen Schuhtyp und/oder eine andere Schuhgröße innerhalb kürzester Zeit not- wendig, wobei sich die Zuordnung der Leisten 2 zu einer Aufspannstation 3 auf den Bearbeitungszentrum 4 je nach Produktionsbedingung völlig zufällig ergibt.

Wird wie in der Bearbeitungsstation B beispielsweise ein Rauhroboter 5 zum Aufrau- hen der Schaftoberkante 6 eingesetzt, ist es notwendig, daß dies in einem relativ sehr engen Toleranzband in bezug auf die spätere Sohlenoberkante 7 erreicht wird.

Diese Qualitätsanforderungen an diese speziellen Bearbeitungsstationen erfordern eine sehr genaue Bahn-und Prozeßführung des Rauhroboters 5, wobei in der Regel zum Programmieren des Roboterbearbeitungssystemes das Teachen durch den Maschinenbediener 8 am Roboter 5 angewendet wird. Eine derartige Programmie- rung beinhaltet das Teachen von ca. 40 bis 100 geometrisch im Raum festgelegten Bahnpunkten 10 und einer Vielzahl entsprechend zugeordneter Technologiepara- meter.

Die hohen Qualitätsanforderungen an das Bearbeitungsergebnis erfordern eine in- tensive Optimierungsstrategie, die der Programmierer am Roboter 5 mehrfach durchführen muß, um zum gewünschten Ergebnis zu gelangen. Hierbei sind je nach Bearbeitungsergebnis einzelne Raumpunkte 10 oder Bahnpunktgruppen geome- trisch und/oder technologisch am Teach-Pendant oder am Roboter- Bedienungsterminal 9 zu manipulieren. Dieser Prozeß ist recht langwierig, bindet die Maschinenhauptzeit und verursacht dementsprechend unverhältnismäßige Kosten.

Da sich aus systembedingten Gründen die an einem Leistenpaar 2 erzielten Ergeb- nisse an einer speziellen Aufspannstation 3 nicht auf eine andere Aufspannstation 3 desselben Bearbeitungszentrums 4 übertragen lassen, erfolgt im wesentlichen der gleiche Programmiervorgang an dem selben Leistenpaar 2 für jede Aufspannstation 3 im wiederholten Maße, so daß für ein spezielles Leistenpaar 2 so viele Bearbei- tungsprogramme existieren wie Aufspannstationen 3 vorhanden sind. Durch die ho- he Anzahl von verfügbaren Leistenpaaren 2 oder Aufspannstationen 3 besteht ein unverhä ! tnismäßig hoher Bestand an Programmen, wobei die Erstellung eines neuen und auch nur angepaßten Programmes für ein entsprechendes Leistenpaar 2 in ei- nem wirtschaftlich nicht zu vertretenden Verhältnis zur Produktivität stehen kann.

Diesen ganz erheblichen Nachteilen begegnet die vorliegende Erfindung, da der be- schriebene Programmieraufwand durch Rechner-und Sensorunterstützung extrem minimiert wird. Beispielsweise wird nach einer Umrüstung auf andere Leisten 2, z. B. ein anderes Schuhmodell oder eine andere Größe des gleichen Schuhmodells, der in die Aufspannstation 3 eingebrachte Leisten 2 vor der ersten Bearbeitung durch ein Meßsystem 11 auf die Lage von Markierungen 12 z. B. auf der sohlenseitigen Unter- seite des Leistens 2 untersucht und deren genaue räumliche Position bestimmt.

Hieraus errechnet das Datenverarbeitungssystem 9 Abweichungen zwischen der ermittelten Istposition und der Sollposition des Leistens 2, anhand derer ein Trans- formationsmodul 13 dann das Bearbeitungsprogramm z. B. des die Bearbeitung ausführenden Roboters 5 modifizieren kann. Durch diese Modifikation wird trotz der festgestellten Abweichungen eine optimale und immer gleichbleibende Bearbei- tungsqualität erreicht, so daß z. B. Spannfehler des Leistens 2 oder dgl. keine Aus- wirkungen auf das Bearbeitungsergebnis haben.

Zur weiteren Erläuterung der Figur 1 sei auf die Tabelle in der Figur 4 verwiesen, in der die Bearbeitungsschritte beim Anschäumen einer Sohle an einen Schuhschaft in ihrem Verlauf genauer aufgeführt ist. Der genaue Produktionsablauf ist hierbei grundsätzlich bekannt und soll daher nur soweit erläutert werden, wie dies im Rah- men dieser Erfindung von Bedeutung zum Verständnis ist. Hierbei soll die Lehre der Erfindung vorrangig am Beispiel des Aufrauhens des Schaftes im Bereich der Über- deckung mit der Sohle erläutert werden, wie dies in der Station B erfolgt und in der

Figur 2 näher dargestellt ist. Es sei noch angemerkt, daß das Leistenpaar 2 zur Be- arbeitung mittels der Schwenkeinrichtung 16 um 180° geschwenkt werden kann, um dem jeweiligen Bearbeitungsgerät in den Stationen A-F einen der zu bearbeitenden Leisten 2 zuzuführen und dann dem zum Leistenpaar 2 gehörenden anderen Leisten 2.

In der Figur 2 näher dargestellt ist die mit B bezeichnete Bearbeitungsstation des Rauhens mit einem Rauhroboter 5, dessen Bearbeitungsarm 14 ein Rauhwerkzeug 15 trägt, das zum aufrauhen, insbesondere des Bereiches des Schaftes an der Sohienrandkante 7, dient, die in Figur 3 mit einem dunkleren stärkeren Strich darge- stellt ist.

Da praktisch jedes Leistenpaar 2 diesem Rauhroboter 5 in einer geringfügig anderen Position zugeführt wird, da es sich um unterschiedliche Leisten 2 handeln kann, ins- besondere was Schuhgröße od. dgl. angeht, muß der Rauhroboter 5 in die Lage versetzt werden, zu erkennen, um welches individuelle Leistenpaar 2 es sich aktuell handelt.

Zu dieser Erkennbarkeit ist beispielsweise die Unterseite 17 der Leisten 2 mit optisch oder taktil erfaßbaren Markierungen 12 versehen, die z. B. von einem entsprechen- den Meßsystem 11 erfaßbar sind. Dieses Meßsystem 11 kann z. B. unmittelbar am Roboterarm 14 befestigt sein oder aber in einer anderen Weise stationär an einer Position, in der die Markierungen 12 für das Meßsystem 11 erkennbar sind.

Die Wirkungsweise eines Bearbeitungszentrums 4 hinsichtlich des Fertigungsablau- fes eines Schuhes ist in der Tabelle 1 der Figur 4 wiedergegeben, wobei die sich auf die Figur 1 beziehenden Bearbeitungsstationen mit den Großbuchstaben A-F be- zeichnet sind.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist, wie eingangs schon erwähnt, die Erfindung nicht speziell auf ein Schuh-Bearbeitungs-Zentrum beschränkt. Hier können alle anderen vergleichbaren Bearbeitungszentren in ähnli- cher Weise gestaltet sein. Darüber hinaus sind verkettete Produktionssysteme denk- bar, in denen sog. Werkstückträger den innerbetrieblichen Transport von Werkstük-

ken (hier insbesondere Leisten 2) übernehmen und gleichzeitig in Spannstationen als konstruktives Basiselement genutzt werden können.

In den Figuren 5 und 6 ist eine Spannvorrichtung zur Vorbereitung zu bearbeitender Einzelaufnahmen für Werkstücke oder dgl. dargestellt, insbesondere zur Verwen- dung im Zusammenhang mit der Vorrichtung nach Anspruch 1. Diese im ganzen mit 18 bezeichnete Spannvorrichtung weist eine Anordnung von Halteeinrichtungen 19 zur reproduzierbaren Positionierung und Festlegung auch unregelmäßig geformter Einzelaufnahmen z. B. in Form von Schuhleisten 2 auf, wobei an oder benachbart der Vorrichtung Fertigungseinrichtungen 20,21 vorgesehen sind, mit denen Referenz- punkte bildende Markierungen 12 auf den Einzelaufnahmen in Form von Leisten 2 für die Werkstücke, z. B. Schuhe 1, oder dgl. angeordnet werden können und/oder weitere Bearbeitungen 22 an den Einzelaufnahmen bzw. Leisten 2 durchführbar sind.

Die Spannvorrichtung 18 besteht aus einer Grundplatte 23, auf die als Abstandshal- ter und als Auflagen wirkende Halteeinrichtungen 19 aufgesetzt und befestigt sind, die einen Leisten 2 für die Schuhherstellung reproduzierbar positionieren und span- nen. Der Leisten 2 ist dabei beanstandet oberhalb der Grundplatte 23 derart ange- ordnet, daß die in der Spannvorrichtung 18 aufgenommene Lage des Leistens 2 den Vorgaben für die Einbringung der Markierungen 12 entspricht, die zur Überwachung der Position des Leistens 2 z. B. in den Bearbeitungsstationen A-F des späteren Produktionsprozesses der Schuhe 1 dienen. Die Markierungen 12, die in der Drauf- sicht nach Figur 6 nur angedeutet sind, werden hierbei durch Bohrungen gebildet, die durch in der Figur 4 angedeutete Bohrer 20 von unterseitig der Spannvorrichtung 18 durch nicht weiter dargestellten Bohreinrichtungen in den Leisten 2 eingebracht werden. Hierzu durchtreten die Bohrer 20 die Spannvorrichtung 18 von der Unter- seite her nach oben und bohren Löcher in die sohlenseitige Unterseite 17 des Lei- stens 2. Diese Bohrungen 12 dienen später als Referenzpunktsystem für die Be- stimmung der Lage des Leistens 2 im Raum und werden z. B. durch taktile Sensoren 11 erfaßt.

Um die Lage des Leistens 2 in der benötigten Position zu sichern, sind in den Figu- ren 5 und 6 verschiedene Halteeinrichtungen 19 dargestellt, die spezifisch für diese

Art von Leisten 2 entworfen wurden und den Leisten 2 nach unten und zu den Seiten durch einstellbare Anlageflächen 24 abstützen. Die säulenartig den Leisten 2 nach oben übergreifenden Abschnitte 25 der Halteeinrichtungen 18 dienen dabei zur Spannung des Leistens 2 in der durch die Anlageflächen 24 vorgegebenen Position.

Es ist auch denkbar, die Anlageflächen 24 sowie Halteeinrichtungen 18 aus ma- trixartig ausgebildeten, standardisierten, eine Vielzahl von Anlagepunkten bildenden Spanneinrichtungen aufzubauen, wie sie dem Fachmann bekannt und baukasten- mäßig an die Form des Leistens 2 anpaßbar sind.

Oberseitig des Leistens 2 ist angedeutet, daß an den leisten 2 in der Spannvorrich- tung 18 Positionierungs-bzw. Anschlagflächen 22 anformbar sind und/oder nicht weiter dargestellte Positionierungshilfen an dem Leisten 2 festlegbar sind, die zur Positionierung bzw. Halterung des Leistens 2 während des späteren Produktionsab- laufs dienen. Es ist als Bearbeitungseinrichtung 21 ein Fräser angedeutet, der eine Anschlagfläche 22 an der Oberseite des Leistens 2 plan bearbeitet, wobei durch die Bearbeitung der Markierungen 12 und Anschlagfiäche 22 in einer Aufspannung und bei definierter Lage des Leistens 2 eine genaue Zuordnung von Anschlagfläche 22, Markierungen 12 und Leisten 2 gewährleistet ist. An die Anschlagfläche 22 kann in grundsätzlich bekannter Form wiederum ein nicht weiter dargestelltes Spannelement angesetzt und an dem Leisten befestigt werden, das in Form eines Adapters mit den Spanneinrichtungen der Produktionsmaschinen zusammenwirkt und alle benötigten Spann-und Positionierungsflächen aufweist. Dieses Adapterelement wird beispiels- weise lösbar und durch Verstiftungen mit dem Leisten 2 verbunden.

Sachnummernliste 1-Schuh 2-Leisten bzw. Leistenpaar 3-Aufspannstation 4-Bearbeitungszentrum 5-Rauhroboter <BR> <BR> <BR> <BR> 6-Schaftoberkante<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 7-Sohlenoberkante<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 8-Maschinenbediener<BR> <BR> <BR> <BR> 9-Bedienterminal/Datenverarbeitungsanlage 10-Bahnpunkte 11-Meßsystem 12-Markierungen 13-Transformationsmodul 14-Roboterarm 15-Rauhwerkzeug 16-Schwenkeinrichtung 17-Leistenunterseite 18-Spannvorrichtung 19-Halteeinrichtungen 20-Bohreinrichtung/Bohrer 21-Fräseinrichtung 22-Anschlagfläche 23-Grundplatte 24-Anlageflächen 25-übergreifende Abschnitte