Beschreibung ■ ' .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum lagegerechten Einlegen einer Platine, insbesondere einer Ron- de, in eine .Bearbeitungsstation einer Stanz- oder ümformanla- ge. . •

Stand der Technik

Bei modernen Anlagen mit Stanz- und Umformautomaten unter¬ scheidet man in der Regel zwei Arten der Blechzuführung.

Die erste Möglichkeit ist eine Zuführung direkt von einem Coil, wobei das Coilband von einer Bandanlage kontinuierlich getaktet in den Werkzeugraum der Stanz- und Umformanlage be¬ fördert wird. ■■ •

Die zweite Möglichkeit ist das Beschicken der Anlagen mit so genannten Kontur- und Formplatinen. Diese Platinen werden in einem vorgeschalteten Arbeitsverfahren entweder auf Scherenli¬ nien oder. Schnittpressen aus einem Coilband geschnitten.

Bei Nutenstanzen werden beispielsweise Ronden über eine Ent- stapel- und Beschickungsanlage von einem Platinenstapel in die Umformstation befördert. Als Transportmittel dienen Automati- sierungsvorrichtungen in Form eines Drehkreuzes oder eines Ro¬ boters (Handbuch der- Umformtechnik, Schuler AG, Springer- Verlag 1996, Seite 302 und 303) . Auch eine lineare Transport¬ vorrichtung, wie in der DE 198 56 151 Al offenbart, ist ein- setzbar. . . ,

Da beim Nute.nstanzen hohe Genauigkeiten erforderlich sind, muss die Blechplatine lagegerecht in das Werkzeug eingelegt werden. Aus diesem. Grund sind zwischen dem Platinenstapel und der ümformstatip.n Ausricht- bzw. Verdrehstationen angeordnet. Eine derartige Ausricht- und Verdrehstation ist in der .DE 27 33 353 C2 offenbart. Zur Innenzentrierung und Aufnahme .der Platinen sind Zentrierdorne vorgesehen. Zusätzlich sind in den Platinen Ausrichtlöcher eingestanzt in die federnd gelagerte Ausrichtstifte einrasten, zum Zweck einer Drehmitnahme. Die Platinen werden so zentriert, dass eine Transportvorrichtung diese bei jedem Takt in einer identischen Lage greifen kann. Da die Ausgangsposition des Platinentransports • immer die Glei- ■ che ist,, kann- die Transportvorrichtung mit einer fest program- mierten Bahnkurve betrieben werden.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass der Zentrierdorn¬ durchmesser und die Lage der Ausrichtstifte jeweils .feste Ab- ' messungen haben, und somit beim Wechsel der Platinengröße als teilespezifisches Zubehör auszutauschen sind. Dieser Austausch ist zeitaufwendig und erhöht den Anteil der Rüst- bzw. Neben¬ zeiten in einem automatischen Nutprozess deutlich.

Die bekannten mechanischen Lösungen für die Ausricht- und Ver- drehstationen haben außerdem den Nachteil, dass diese eine sehr hohe Teilevielfalt aufweisen, und damit kostenintensiv sind. In jüngster Zeit sind Verfahren bekannt geworden, bei • denen die. Lage bzw. die Kontur von Blechplatinen durch Kamera¬ systeme erfasst wird.

In der DE 198 09 184 C2 ist eine Platinenpositionier- Vorrichtung- offenbart, bei der mit Hilfe einer optischen Lage¬ erkennung drei lineare Antriebseinheiten, welche jede für sich einem Freiheitsgrad entspricht, zur Lagekorrektur einer Plati¬ ne auf eine Solllage verwendet werden.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie sehr aufwendig und damit kostenintensiv ist. Außerdem ist die Genauigkeit, aufgrund der relativ.großen bewegten Massen gering.

In der DE 198 59' 302 Al ist eine Anlage offenbart, bei der die Kontur einer Blechplatine von einem Kamerasystem erfasst und erkannt wird. Ein Datenerfassungsrechner verarbeitet die er- fassten Daten und steuert damit die Verstellung mechanischer Anschläge zur Zentrierung der Blechplatinen.

Der Nachteil dieses Systems ist, dass der Zentriervorgang me¬ chanisch erfolgt und somit die oben beschriebenen Nachteile wiederum zum Tragen kommen.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung -, ■ "■ ■'; • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum lagegerechten Einlegen einer Platine zu entwickeln, wobei auf eine dem Einlegevorgang vorgeschaltete Zentrierung bzw. Positionierung verzichtet wird.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren und einer Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 4 ge- löst. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmä¬ ßige Weiterbildungen vorgeschlagen.

Der Kerngedanke der Erfindung ist, durch eine optische Lageer- kennung einer Platine, eine Platinentransportvorrichtung so zu steuern, dass die Platine lagegerecht in ein Werkzeug einge¬ legt wird, .ohne dass die Platine vor dem Einlegevorgang zent¬ riert oder ausgerichtet werden muss.

Von einem Platinenstapel werden die Blechplatinen, beim Nu¬ tenstanzen in der Regel Ronden oder Kreissegmente, von einem Transportsystem auf einen Ablagetisch gelegt. Der Ablagetisch besteht aus einer Grundkonstruktion mit einer zumindest teil¬ weise lichtdurchlässigen Tischplatte. Unter der -.Tischplatte befinden sich Lichtquellen, die nach oben strahlen.

Die Platine wird vom Transportsystem auf den Ablagetisch abge¬ legt, ohne dass eine Fixierung oder eine Lagekorrektur er¬ folgt. Die Lage der .Platine relativ zum Werkzeug, in das diese später eingelegt wird, kann von Takt zu Takt in einem gewissen Toleranzband streuen.

Die Lage der Platine auf dem Ablagetisch wird bei jedem Takt von einer oder mehreren Kameras erfasst. Die Kameras sind fest installiert. Die Platinen weisen charakteristische Merkmale auf, durch die. die genaue Position relativ zu einem Fixpunkt bestimmt werden kann. Neben einem Achsloch sind dies in der Regel Keilnuten oder Ausrichtlöcher die an oder in der Platine . angeordnet, sind.. Diese können in Anzahl und Lage variieren. Die Ist-Position der Platine, d. h. die Lage des Achsloches in X-Richtung und in Y-Richtung und die Winkellage der Keilnut, bezogen auf eine Referenzachse, wird durch Kameras in der Ab¬ lagestation erfasst.. Die Platine wird von unten mit Licht an- - gestrahlt. Entsprechend der Lage der Platine dringt das Licht durch das Achsloch und die Keilnut zu den über der Platine an¬ geordneten Kameras. Die Erfassung erfolgt durch das Suchen ei¬ nes Kontrastsprunges innerhalb des Bildfeldes einer hoch auf- lösenden Kamera.

Die Erkennung von Kontrastunterschieden ist auch ohne Zuhilfe¬ nahme einer; Lichtquelle denkbar. Dazu muss ein signifikanter Kontrast zwischen der -Farbe der Tischoberfläche und der Plati- nenoberflache -.vorhanden sein. ' ' .

Bei Platinen mit großem Durchmesser oder segmentierten Plati¬ nen reicht der Einsatz einer Kamera nicht mehr aus. Bei Plati¬ nen dieser Größe kommt es häufig vor, dass im Achsloch drei Keilnuten, und am Außendurchmesser zusätzlich eine Keilnut an drei möglichen Positionen, vorhanden sind. Für diese Art der Platinen sind mindestens drei Kameras notwendig.

Eine Kamera mit hoher Auflösung ist zentral angeordnet. Das Bildfenster dieser Kamera deckt sowohl das Achsloch als auch die drei inneren Keilnuten ab. Zwei weitere Kameras mit gerin¬ gerer Auflösung sind so am Umfang positioniert, dass zwei der drei mögliche,n .Positionen der äußeren Keilnuten im Blickfeld der Kameras erscheinen.

Die Lage der äußeren Keilnut dient nach dem Stanzvorgang zur optimalen Stapelung der Platinen. Bedingt durch die Herstel- lung der Platinenbleche treten vereinzelt Dickenunterschiede auf, die durch; entsprechendes Drehen der P.latinen oder durch ' am Umfang öder im Achsloch definiert versetzt eingebrachte Keilnuten ausgeglichen werden können. Erscheint nun .eine Keilnut im Bildfeld der.beiden äußeren Ka¬ meras, dann kann mit der zentral angeordneten Kamera der Win¬ kel an der entsprechenden inneren Keilnut erfasst werden. Er¬ scheint keine Keilnut im Bildfeld der beiden äußeren Kameras, dann erhält .die ■ zentral angeordnete Kamera ein Signal, dass die verbleibende dritte Keilnut abgefragt wird.

Die genaue Lage in X- und Y-Richtung und die Winkellage wird also in diesem Fall von der zentral angeordneten Kamera er- fasst. Diese Ist-Lage wird mit einer Soll-Lage verglichen, und ' als Steuersignal an das Transportsystem weitergeleitet. Die Differenz zwischen Soll- und Ist-Lage wird vom Transportsystem bzw. vom Greifer so korrigiert, dass die Platine immer in der gleichen, definierten Lage in die Bearbeitungsstation einge- legt wird.

Um das Transportsystem einfacher. und damit kostengünstiger . gestalten zu können, ist es auch denkbar die- Korrektur der Winkellage nicht vom Transportsystem, sondern vom Teilapparat der Nutenst.anze ausführen zu lassen.

Nach dem Stanzvorgang bietet der Einsatz eines Bildverarbei¬ tungssystems auch die Möglichkeit der Vermessung von gestanz¬ ten Blechen. Hier ist der Ablauf genau umgekehrt wie bei der Positionserfassung. Ein fertig gestanztes Blech wird vom Transportsystem aus der Bearbeitungsstation entnommen und in einer Mess-Station abgelegt. Durch ein Kamerasystem wird das Blech anschließend, von oben komplett optisch vermessen.. . ■

Weitere Einzelteile und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren eines Ausführungsbeispiels. Die Figuren zeigen:

Figur 1 Layout einer automatischen Nutenstanzanlage

Figur 2.Ablägetisch. mit Formplatinen in der Draufsicht

Figur 3 Ablagetisch mit Formplatinen in der Draufsicht

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels , .

In Figur I- ist eine automatische Nutenstanzanlage 1 darge- stellt. Zu .s.ehen sind die Bearbeitungsstation 2, die Trans¬ portvorrichtung 3 und der Platinenstapel 4 mit den Formplati¬ nen 10. Diese Formplatinen 10, die bereits mit einem Achsloch und Keilnut versehen sind, werden von der Transportvorrichtung 3 durch Greife:r- 6 erfasst und auf dem Ablagetisch 5 abgelegt. Auf dem .Ablagetisch 5 findet keine' Zentrierung statt. Die Tischplatte' 8 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material. Unterhalb der .Tischplatte 8 befindet sich eine Lichtquelle 7, mit nach .oben gerichtetem Strahl. Oberhalb. des Ablagetisches 8 befinden, sich drei fest installierte Kameras 9. Nachdem die Transportvorrichtung 3, bzw. der Greifer 6 die Formplatine 10 auf der Tischplatte 8 abgelegt hat, wird diese von der Licht¬ quelle 7 von unten angestrahlt und die Bilderfassung durch die Kameras 9 wird gestartet.

In Figur 2 und 3 ist die Tischplatte 8 mit der Formplatine 10 in der Draufsicht dargestellt. Zu sehen sind auch die Bildfel- ' der der zentral angeordneten Kamera 12 und die der am Umfang .angeordneten Kameras 13, 14-. In der Formplatine- 10 befindet sich ein. Achsloch 11, mit drei inneren Keilnuten 16, 17, 18, sowie eine .;äύßere Keilnut 15. • ' ■ In Figur 2 ist die Lage der äußeren Keilnut 15 so, dass sie von dem Bildfeld der Kamera 13 erfasst wird. Die Kamera 13 re¬ gistriert, lediglich die Existenz der Keilnut 15 und sendet ein 5 entsprechendes Signal an eine Steuerung welche anschließend mit der .Kamera 12 die' Position des Achsloches 11 sowie den Winkelversatz der zur Keilnut 15 korrespondierenden Keilnut 16, bezogen auf eine Referenzachse, misst.

10 In Figur 3 ist die Lage der äußeren Keilnut 15 so, dass sie von keinem Bildfeld der Kameras 13 oder 14 erfasst wird. Das wiederum bedeutet für die Steuerung, dass sich die äußere ■ Keilnut 13 an der Stelle befindet, welche mit der inneren Keilnut 18: korrespondiert. An dieser Keilnut 18. wird dann der 15 Winkelversatz von der Kamera 12 gemessen. Die Position in X- und Y-Richtung wird wiederum am Achsloch 11' gemessen..

Durch dieses Verfahren ist es möglich mit drei' Kameras, bezo¬ gen auf einen Referenzpunkt, bzw. Referenzachse, die Verschie- 20 bung in X- und Y-Richtung sowie die Winkelverdrehung der Form¬ platine genau zu bestimmen. Nachdem die Transportvorrichtung 3 mit dem Greifer 6 die Formplatine 10 wieder vom Ablagetisch 5 angehoben hat, .'wird die Transportbahn entsprechend dem ermit¬ telten Lageversatz so korrigiert, dass die Formplatine 10 im- 25. mer in der gleichen, lagegerechten Position in die Bearbei¬ tungsstation 2 eingelegt werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf. das dargestellte und- beschriebene Ausführungsbeispiel- beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmän- nischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedan¬ kens. So kann auch beispielhaft, nachdem die Ist-Position der Platine .10 bekannt ist, die Transportvorrichtung.3 mit dem Greifer 6 die Formplatine 10 genau zentrisch in X- und Y- Richtung aufnehmen und- diese vom Ablagetisch 5 abheben. Jetzt erfolgt die Korrektur des ermittelten Lageversatzes in X- und Y-Richtung auf die theoretische Mitte des Ablagetisches 5. Auf diese Weise fährt die Transportvorrichtung 3 immer den glei¬ chen Weg zum Einlegen der Formplatine 10 in die Bearbeitungs- Station 2. Bezugszeichenliste

1 Nutenstanzanlage 2 Bearbeitungsstation 3 . Transportvorrichtung 4 Platinenstapel 5 Ablagetisch 6 Greifer 7 Beleuchtung 8 Tischplatte 9 '■ ".Kamera ■ • 10 Formplatine 11 Achsloch 12 Bildfeld der zentral angeordneten Kamera 13, 14 Bildfeld der am Umfang angeordneten Kamera 15 äußere ■Keilnuten 16-18 • ■ innere Keilnuten • ■ ' • ■ "■ • ■ .