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Patent Searching and Data


Title:
TOOLING FOR PICKING UP TWO-DIMENSIONAL WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/166097
Kind Code:
A1
Abstract:
Tooling (100) for picking up two-dimensional workpieces comprises a main body (110) and a plurality of holding elements (131, 132) arranged on the main body (110), wherein the holding elements (131, 132) are movable relative to the main body (110) independently of one another. Each of the holding elements (131, 132) is fastened in an end region of an arm (121.1...10, 122.1...10). The arms (121, 122) are movable passively relative to the main body (110) along a linear movement path in a longitudinal extension of each particular arm (121, 122). The tooling (100) comprises, for each of the arms (121, 122) a fixing apparatus, by means of which a position of each particular arm (121, 122) along the movement path is fixable. On account of its passive character, the tooling (100) according to the invention is lightweight and can be produced cost-effectively. Compared with fixedly configured tooling, reduced costs arise on account of the configurability, because different types of tooling do not have to be kept available and provided. The storage area for replacement tooling is saved, and also an automatic tooling changing station or a manual tooling change become superfluous. As a result of the geometry according to the invention, the tooling (100) can be set easily, no complex movements and accordingly no complicated setting devices (for example multiaxial robots) are necessary.

Inventors:
STAUFFER, Adrian (Bleichestrasse 40, 4900 Langenthal, CH)
GERBER, Markus (Oberfeldstrasse 25, 3362 Niederönz, CH)
MÜLLER, Lukas (Buchholzstrasse 62, 3604 Thun, CH)
Application Number:
EP2018/055098
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
March 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GÜDEL GROUP AG (Gaswerkstrasse 26, 4900 Langenthal, 4900, CH)
International Classes:
B25J15/00; B65G47/91; B66C1/02
Foreign References:
DE102006017763A12007-10-25
DE102013105383B32014-07-24
US20170152115A12017-06-01
US20090194922A12009-08-06
DE102013105383B32014-07-24
DE102014107533B42016-03-17
Attorney, Agent or Firm:
RÜFENACHT, Philipp M. et al. (Keller & Partner Patentanwälte AG, Eigerstrasse 2 Postfach, 3000 Bern 14, 3000, CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Tooling zum Ergreifen von flächigen Werkstücken, umfassend einen Grundkörper und mehrere am Grundkörper angeordnete Halteelemente, wobei die Halteelemente unabhängig voneinander relativ zum Grundkörper beweglich sind, wobei jedes der Halteelemente in einem Endbereich eines Arms befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme relativ zum Grundkörper entlang eines linearen Verschiebewegs in einer Längsausdehnung des jeweiligen Arms passiv verschiebbar sind und das Tooling für jeden der Arme eine Fixiervorrichtung umfasst, mittels welcher eine Position des jeweiligen Arms entlang des Verschiebewegs feststellbar ist.

2. Tooling nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Halteelementen um Vakuumsauger handelt.

3. Tooling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper durch einen Tragebalken gebildet ist, wobei die Arme verschiebbar am Tragebalken gelagert sind.

4. Tooling nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme und der Tragebalken eine gemeinsame Ebene aufspannen.

5. Tooling nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die linearen Verschiebewege der Arme parallel zueinander orientiert sind. 6. Tooling nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die linearen

Verschiebewege aller Arme senkrecht orientiert sind zu einer Längsausdehnung des Tragebalkens, wobei die Arme mit ihrer Längsausdehnung den Tragebalken kreuzen.

7. Tooling nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme in am Grundkörper angeordneten Gleitlagern geführt sind.

8. Tooling nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtungen durch Klemmeinheiten gebildet sind.

9. Tooling nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flalteelemente relativ zum jeweiligen Arm von einer aktiven in eine inaktive Stellung bewegbar sind.

10. Tooling nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Arme eine Verstelleinheit angeordnet ist, um die Flalteelemente linear zwischen der aktiven und der inaktiven Stellung zu bewegen.

1 1. Tooling nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinheit einen einfach wirkenden Pneumatikzylinder und eine Rückstellvorrichtung, insbesondere eine federbasierte Rückstellvorrichtung, umfasst.

1 2. Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken, umfassend eine Transportvorrichtung, wobei an der Transportvorrichtung ein Tooling nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 befestigt ist, und eine vom Tooling separate Einstellvorrichtung zum Verschieben der Arme relativ zum Grundkörper des Toolings, wobei die Einstellvorrichtung in einem Bereich der Anlage angeordnet ist, in welchen das Tooling mittels der Transportvorrichtung verfahrbar ist.

13. Anlage nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung mehrere linear verschiebliche Elemente umfasst, wobei das Tooling relativ zur Einstellvorrichtung so positionierbar ist, dass die linear verschieblichen Elemente gleichzeitig mit mehreren der Arme zu deren Verschiebung entlang des Verschiebewegs Zusammenwirken können.

14. Anlage nach Anspruch 1 2, gekennzeichnet durch eine Bereitstellungseinheit für die flächigen Werkstücke, wobei die Einstellvorrichtung in die Bereitstellungseinheit integriert ist.

15. Anlage nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Vorrichtungen zum Aufspreizen von bereitzustellenden Werkstücken aufweisen, insbesondere Magnetköpfe zum Aufspreizen von bereitzustellenden metallischen Werkstücken.

16. Verfahren zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken, umfassend folgende Schritte: a) Verfahren eines Toolings in eine Wechselwirkungsposition mit einer Einstellvorrichtung, wobei das Tooling entlang eines linearen Verschiebewegs passiv bewegliche Halteelemente umfasst; b) Einstellen von Positionen der Halteelemente des Toolings mittels der Einstellvorrichtung, in Abhängigkeit einer Geometrie der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke, wobei die Halteelemente unabhängig voneinander durch die Wechselwirkung mit bewegbaren Elementen der Einstellvorrichtung entlang des Verschiebewegs linear verschoben werden und nach erfolgter Verschiebung eine Position des Halteelements entlang des Verschiebewegs mittels einer am Tooling angeordneten Fixiervorrichtung fixiert wird; c) Ergreifen der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke mit dem Tooling. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der

Wechselwirkungsposition das Tooling und die Einstellvorrichtung derart relativ zueinander angeordnet sind, dass die bewegbaren Elemente der Einstellvorrichtung in derselben Ebene parallel zueinander bewegbar sind, in welcher die Halteelemente linear entlang des Verschiebewegs parallel zueinander bewegbar sind. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, umfassend folgenden weiteren Schritt: d) Deaktivieren von Halteelementen des Toolings, welche für das Ergreifen der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke nicht benötigt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17 umfassend folgenden weiteren Schritt: e) Aufspreizen mehrerer Werkstücke durch Vorrichtungen, welche an den bewegbaren Elementen der Einstellvorrichtung angeordnet sind.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend folgenden weiteren Schritt: f) Aufnehmen einer Kontur der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke durch die bewegbaren Elemente der Einstellvorrichtung.

Description:
Tooling zum Ergreifen von flächigen Werkstücken

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Tooling zum Ergreifen von flächigen Werkstücken, wobei das Tooling einen Grundkörper und mehrere am Grundkörper angeordnete Halteelemente umfasst. Die Halteelemente sind unabhängig voneinander relativ zum Grundkörper beweglich, wobei jedes der Halteelemente in einem Endbereich eines Arms befestigt ist. Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken, umfassend eine Transportvorrichtung, wobei an der Transportvorrichtung ein solches Tooling befestigt ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken. Stand der Technik

In Anlagen zur automatisierten Bearbeitung von flächigen Werkstücken, wie z. B. Platinen aus Blech in einer Pressestrasse, werden zum Ergreifen, Halten und Freigeben von Werkstücken oft so genannte Toolings eingesetzt. Es handelt sich dabei um Greiforgane, welche mehrere Halteeinrichtungen aufweisen, die das flächige Werkstück gleichzeitig an mehreren Stellen kontaktieren und selektiv festhalten können. Das Tooling ist an einer Transportvorrichtung gehalten und wird mittels dieser an vorgegebene Positionen und in vorgegebene Orientierungen bewegt, so dass das Werkstück transportiert und für Bearbeitungsoperationen positioniert werden kann. Die Konfiguration des verwendeten Toolings, namentlich was die Anzahl und die Positionierung der Halteeinrichtungen betrifft, muss in der Regel an die zu transportierenden Werkstücke angepasst sein. Dazu können für unterschiedliche Werkstücke unterschiedliche Toolings zum Einsatz kommen, die beispielsweise mittels einer Schnellkupplungsvorrichtung an der Transportvorrichtung anbringbar sind, so dass sie bei Bedarf schnell ausgewechselt werden können. Statt für alle Werkstücke separate spezifische Toolings vorzusehen, können auch Toolings eingesetzt werden, welche umkonfigurierbar sind. Herkömmlich erfolgt die Umkonfigurierung manuell, eine Bedienperson verschiebt beispielsweise am Tooling angeordnete Haltevorrichtungen oder tauscht Teile des Toolings aus. Im Rahmen einer möglichst vollständig automatisierten Fertigung ist es von Vorteil, wenn die Umkonfigurierung automatisch erfolgen kann. Entsprechende Toolings und Anlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

So offenbart die DE 10 2013 105 383 B3 (Schindler Handhabetechnik GmbH) eine Vorrichtung zum pneumatischen Halten und Heben von Glasplatten. Das entsprechende Tooling besitzt mindestens zwei teleskopartige Quertragbalken mit mindestens zwei Teleskopgliedern, die mit einem Quertragbalkenantrieb gegeneinander verschiebbar sind. An den Teleskopgliedern der einzelnen Quertragbalken ist jeweils mindestens ein Sauger als Halteelement befestigt. So ist es mithilfe der Quertragbalkenantriebe möglich, den jeweiligen Quertragbalken in seiner Länge zu verändern und gleichzeitig den Abstand der an diesem Quertragbalken befestigten Sauger zu ändern. Die Quertragbalkenantriebe sind am Tooling angeordnet und können durch Linearmotoren gebildet sein. Bevorzugt sind sie durch jeweils einen Pneumatikzylinder und durch Übertragungsgetriebe an den einzelnen Teleskopgliedern gebildet.

Das entsprechende Tooling mit den teleskopartigen Quertragbalken und den entsprechenden Quertragbalkenantrieben ist relativ komplex aufgebaut und weist ein entsprechend hohes Gewicht auf. Dies führt im Vergleich mit spezifisch zusammengestellten Toolings im Betrieb zu höheren Kräften und/oder zu einer verschlechterten Dynamik. Beim Handling von relativ schweren Glasplatten fällt dies nicht zwingend ins Gewicht, falls leichtere Werkstücke bearbeitet werden sollen, ist aber ein schweres Tooling von Nachteil.

Die DE 1 0 2014 107 533 B4 (GM Global Technology Operations LLC) betrifft eine umkonfigurierbare Greiforgananordnung mit einem Hauptholm, einem Glied, das in Bezug auf den Hauptholm rechtwinklig angeordnet ist und das mit einem Ende des Hauptholms starr verbunden ist, mit einer Vielzahl von Zweigen, die sich von dem Glied aus radial nach aussen erstrecken, sowie einer Vielzahl von Tandem-Zweigverbindungsanordnungen, die jeweils mindestens zwei der Zweige mit dem Glied verbinden. Die Tandem- Zweigverbindungsanordnungen umfassen erste und zweite Zweigverbindungen, wovon jede einen lösbaren Haltenocken umfasst. Werkzeugmodule sind jeweils an einem entsprechenden der Zweige montiert und mit Bezug dazu selektiv verschiebbar und drehbar. Die Tandem-Zweigverbindungsanordnungen sind mit Bezug auf eine Längsachse des Glieds jeweils dreh- und verschiebbar, wenn der Haltenocken gelöst ist. So kann die Konfiguration der Greiforgananordnung an die Konstruktion eines zu ergreifenden Werkstücks angepasst werden. Aktoren zum Lösen der Haltenocken können Teil eines Konfigurationswerkzeugs sein, welches von einem Roboter in eine Wechselwirkungs position mit einem gegebenen Haltenocken bewegt wird.

Durch die Anordnung der Aktoren getrennt vom Tooling lässt sich letzteres leichter ausbilden, was Kräfte auf eine Transportvorrichtung für das Tooling verringert und/oder eine höhere Dynamik ermöglicht. Die Konfiguration dieses Toolings mit den Zweigen und den dreh- und verschiebbaren Tandem-Zweigverbindungsanordnungen ist allerdings relativ komplex und erfordert zum Positionieren des Konfigurationswerkzeugs einen Roboter mit einigen Freiheitsgraden. Zur Umkonfiguration des Toolings muss das Konfigurationswerkzeug nacheinander zu allen Flaltenocken bewegt werden, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Tooling zu schaffen, welches einfach und schnell automatisch konfigurierbar ist und ein geringes Gewicht aufweist.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung sind die Arme relativ zum Grundkörper entlang eines linearen Verschiebewegs in einer Längsausdehnung des jeweiligen Arms, passiv verschiebbar, und das Tooling umfasst für jeden der Arme eine Fixiervorrichtung, mittels welcher eine Position des jeweiligen Arms entlang des Verschiebewegs feststellbar ist.

Die Verschiebung der Arme ist somit möglich, wenn die einem Arm zugeordnete Fixiervorrichtung gelöst ist. Es ist dazu kein auf dem Tooling angeordneter Antrieb notwendig, sondern der jeweilige Arm ist passiv und kann durch von aussen einwirkende entsprechende Verschiebekräfte relativ zum Grundkörper bewegt werden. Das Feststellen des Arms kann durch form- und/oder kraftschlüssige Mittel erfolgen. Der Arm ist dann festgestellt (oder fixiert), wenn sich seine Position relativ zum Grundkörper bei den im Betrieb maximal erwarteten auf ihn einwirkenden Kräften nicht ändert.

Die Fixiervorrichtungen für die einzelnen Arme können einzeln, nur gemeinsam oder in Gruppen betätigbar sein. Dazu können mehrere Fixiervorrichtungen mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch miteinander gekoppelt sein. Auch eine einstückige Ausbildung mehrerer (oder aller) Fixiervorrichtungen ist möglich. Die Befestigung eines Flalteelements an einem Endbereich eines entsprechenden Arms kann stirnseitig am Arm, d. h. am freien Ende selbst, erfolgen. Sie kann aber auch seitlich am Arm erfolgen. Der Endbereich des Arms grenzt an das freie Ende des Arms an, welches entlang des Verschiebewegs bei ausgefahrenem Arm vom Grundkörper abgewandt ist. Die Positionierung im Endbereich ist so gewählt, dass bei einer Bewegung entlang des Verschiebewegs, von einer Endposition zur anderen, mindestens der benötigte Verstellweg des Halteelements erreicht wird. Um eine schmale Bauweise des Toolings in Querrichtung zu ermöglichen, beträgt die Ausdehnung des Endbereichs entlang des Verschiebewegs bevorzugt maximal 20 % der Distanz des freien Endes des Arms zur zugewandten Seite des Grundkörpers bei komplett ausgefahrenem Arm.

Beim Arm handelt es sich insbesondere um ein langgestrecktes, gerades Element mit gleichbleibendem Querschnitt. Der Querschnitt kann regelmässig polygonal sein, es sind aber auch ein runder Querschnitt oder eine unregelmässige Querschnittsform möglich.

Aufgrund seines passiven Charakters ist das erfindungsgemässe Tooling leicht und kann kostengünstig hergestellt werden. Verglichen mit fix konfigurierten Toolings ergeben sich aufgrund der Konfigurierbarkeit reduzierte Kosten, weil nicht verschiedene Toolings vorgehalten und bereitgestellt werden müssen. Die Lagerfläche für Austauschtoolings wird eingespart, auch eine automatische Tooling-Wechselstation oder ein manueller Toolings- Wechsel erübrigen sich. Wegen der erfindungsgemässen Geometrie lässt sich das Tooling auf einfache Weise einstellen, es sind keine komplexen Bewegungen und entsprechend keine aufwendigen Einstelleinrichtungen (wie z. B. mehrachsige Roboter) notwendig.

Bei den Halteelementen handelt es sich insbesondere um Vakuumsauger. Diese sind zum Halten von flächigen Werkstücken gut geeignet und die Haltekraft lässt sich pneumatisch selektiv regeln bzw. ein- oder ausschalten. Alternativ oder zusätzlich wird die Erfindung mit magnetischen und/oder mechanischen Halteelementen umgesetzt.

Bevorzugt ist der Grundkörper durch einen Tragebalken gebildet, wobei die Arme verschiebbar am Tragebalken gelagert sind. Entlang des Tragebalkens sind somit mehrere Arme angeordnet, die mit den daran angeordneten Halteelementen den Haltebereich des Toolings definieren. Die Lagerung der Halteelemente kann in durchgehenden Öffnungen im Tragebalken erfolgen, es sind auch seitlich am Tragebalken angeordnete Lagerbüchsen möglich. Solche Lagerbüchsen können sich teilweise in Ausnehmungen im Tragebalken erstrecken. Mit Vorteil sind die Arme in am Grundkörper angeordneten Gleitlagern geführt. Diese ermöglichen eine präzise und stabile Lagerung, sind einfach und robust aufgebaut sowie wartungsarm.

Alternativ sind auch Wälzlager oder Mischformen aus Gleit- und Wälzlagern möglich. Mit Vorteil spannen die Arme und der Tragebalken eine gemeinsame Ebene auf, wobei sowohl eine einseitige als auch eine beidseitige Anordnung der Arme möglich ist. Die beidseitige Anordnung ist dabei bevorzugt, weil sie einen besseren Momentenausgleich in Bezug auf die auf den Tragebalken wirkenden Kräfte zur Folge hat. Die entsprechende Geometrie ist dem flächigen Charakter der zu bearbeitenden Werkstücke angepasst und ermöglicht eine flexible Verwendung des Toolings.

Mit Vorteil sind die linearen Verschiebewege der Arme parallel zueinander, d. h. die Arme sind parallel zueinander am Tragebalken angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung ist die Umkonfiguration des Toolings vereinfacht, weil die Verschiebung der Halteelemente parallel zueinander erfolgen kann und somit auch die für die Verschiebung benötigten Kräfte alle entlang paralleler Wirkungslinien einwirken.

Bevorzugt ist der lineare Verschiebeweg aller Arme senkrecht zu einer Längsausdehnung des Tragebalkens orientiert, wobei die Arme mit ihrer Längsausdehnung den Tragebalken kreuzen. Dies ermöglicht eine einfache und kompakte Ausbildung des Toolings. Wenn die Halteelemente bezüglich des Tragebalkens eingefahren werden, nimmt die Länge des sich auf die Gegenseite des Tragebalkens erstreckenden Abschnitts des entsprechenden Arms zu, wobei das Halteelement grundsätzlich bis zum Tragebalken hin (oder bis in dessen unmittelbare Nähe) verfahrbar ist.

Mit Vorteil sind die Fixiervorrichtungen durch Klemmeinheiten gebildet. Diese sind entweder am Grundkörper angeordnet und üben eine steuerbare bzw. aktivierbare und deaktivierbare Klemmkraft auf die Arme aus, oder sie sind an den Armen angeordnet und üben eine steuerbare bzw. aktivierbare und deaktivierbare Klemmkraft auf den Grundkörper aus. Die Steuerung der Klemmeinheiten kann durch lokale Elemente (z. B. elektrisch schaltbare Ventile oder Servomotoren), gruppenweise oder zentral auf dem Grundkörper oder ausserhalb des Toolings erfolgen. Da das Lösen und die Fixierung nur bei der Umkonfiguration des Toolings erfolgen, werden keine schnellen Schaltzeiten benötigt.

Klemmeinheiten ermöglichen eine Fixierung der Arme an einer beliebigen

Verschiebeposition. Mit Vorteil wird die Klemmkraft mechanisch, durch eine Feder, aufgebaut, und lässt sich mittels eines Pneumatikzylinders temporär deaktivieren, so dass die Klemmung gelöst wird. Alternativ wird die Klemmkraft pneumatisch aufgebaut, so dass die Klemmung beim Ausschalten der Pneumatikleitung gelöst wird.

Es sind auch hydraulische oder elektrische Klemmeinheiten oder alternativ Einheiten mit verstellbaren Elementen (wie Stiften oder Nocken) zur formschlüssigen Fixierung möglich.

Mit Vorteil sind die Flalteelemente relativ zum jeweiligen Arm von einer aktiven in eine inaktive Stellung bewegbar. Dies ermöglicht den selektiven Einsatz einzelner

Flalteelemente, während andere Flalteelemente inaktiv sind. Dies erleichtert insbesondere die Anpassung an Werkstücke unterschiedlicher Grösse. Die Bewegung von der aktiven in die inaktive Stellung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.

Bei Vakuumsaugern muss die Vakuumleitung zu Saugern in der inaktiven Stellung selektiv abgesperrt werden. Dieses kann direkt am Vakuumsauger oder über gruppenweise oder zentral vorgesehene Ventile bzw. Ventilbatterien erfolgen.

Mit Vorteil ist an jedem der Arme eine Verstelleinheit angeordnet, um die Flalteelemente linear zwischen der aktiven und der inaktiven Stellung zu bewegen. Sind die Flalteelemente in der aktiven Stellung beispielsweise in einer Ebene angeordnet, können sie selektiv entlang eines geraden Wegs senkrecht zu dieser Ebene in die inaktive Stellung bewegt werden.

Neben den erwähnten Armen können weitere Arme vorhanden sein, welche keine Verstelleinheit aufweisen. Beispielsweise umfasst das Tooling eine zentrale Gruppe von Armen, welche zum Ergreifen aller Werkstücke genutzt werden sollen, während seitlich der zentralen Gruppe zwei Zusatzgruppen von Armen mit deaktivierbaren Flalteelementen vorhanden sind, die selektiv genutzt werden. Auch Arme ohne Halteelemente können vorhanden sein, z. B. solche mit Sensoren, insbesondere zur Detektion, ob tatsächlich nur ein einzelnes Werkstück aufgenommen wurde (Doppelblechsensor).

Bevorzugt umfasst die Verstelleinheit einen einfach wirkenden Pneumatikzylinder und eine Rückstellvorrichtung, insbesondere eine federbasierte Rückstellvorrichtung. Jedes der Halteelemente weist somit genau zwei definierte Stellungen auf, nämlich die aktive Stellung und die inaktive Stellung. Die Steuerung lässt sich äusserst einfach bewerkstelligen, und die beiden Stellungen sind mechanisch präzise definiert. Wird eine federbasierte Rückstellvorrichtung eingesetzt, ergibt sich bei geeigneter Federcharakteristik unmittelbar auch die üblicherweise gewünschte federnde Lagerung des Halteelements, z. B. des Vakuumsaugers. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine individuelle Anpassung der vertikalen Position der Halteelemente bei der Aufnahme der Werkstücke, z. B. bei nicht präzise horizontal ausgerichteten Stapeln oder bei der Aufnahme von so genannten "tailored blanks", die in einer Richtung senkrecht zur flächigen Ausdehnung unterschiedliche Höhen aufweisen und so zu Stapeln führen, in welchen das oberste, zu ergreifende, Werkstück, nicht horizontal zu liegen kommt.

Anstelle von linearen Bewegungen sind auch Schwenkbewegungen (oder Kombinationen beider Bewegungsarten) möglich. Sind die Halteelemente in der aktiven Stellung beispielsweise in einer Ebene angeordnet, können die Halteelemente aus dieser Ebene weggeschwenkt werden, z. B. um eine Achse, welche parallel zu dieser Ebene orientiert, aber hinter dieser Ebene angeordnet ist.

In einfacheren Ausführungsformen kann auf die Möglichkeit zur Deaktivierung verzichtet werden. Nicht benötigte Halteeinrichtungen werden in diesem Fall entlang des Verschiebewegs in eine Position verfahren, wo sie nicht in Kontakt mit den zu haltenden Werkstücken kommen, aber das Verfahren nicht stören. Bei Vakuumsaugern wird natürlich auch in diesem Fall eine selektive Absperrmöglichkeit der Vakuumleitung benötigt.

Eine erfindungsgemässe Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken umfasst eine Transportvorrichtung, an welcher ein erfindungsgemässes Tooling befestigt ist, und eine vom Tooling separate Einstellvorrichtung zum Verschieben der Arme relativ zum Grundkörper des Toolings, wobei die Einstellvorrichtung in einem Bereich der Anlage angeordnet ist, in welchen das Tooling mittels der Transportvorrichtung verfahrbar ist.

Bei der Bearbeitung der Werkstücke kann es sich um ein Umformen, ein Beschneiden oder Stanzen, um eine materialabtragende Bearbeitung, eine Beschichtung oder Lackierung, einen reinen Transportvorgang, eine Kombination solcher Schritte oder um andersartige Aktionen handeln, für welche die Werkstücke ergriffen und gehalten werden müssen.

Die Befestigung des Toolings an der Transportvorrichtung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann eine Schnellkupplungsvorrichtung vorhanden sein, so dass das Tooling einfach und schnell ausgewechselt werden kann. Weil der Wechsel aufgrund der Umkonfigurierbarkeit selten notwendig sein dürfte, kann das Tooling auch über eine übliche Verschraubung oder eine andere Verbindung an der Transportvorrichtung angebracht werden. Sogar eine feste Anordnung, z. B. über eine Verschweissung, oder eine einstückige Ausführung des Toolings (oder von Teilen davon) mit der Transportvorrichtung (oder Teilen davon), ist denkbar. Die Einstellvorrichtung ist vom Tooling separat angeordnet, d. h. im Betrieb der Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken wird das Tooling ohne die Einstellvorrichtung bewegt. Die Einstellvorrichtung ist insbesondere stationär in der Anlage angeordnet.

Mit Vorteil umfasst die Einstellvorrichtung mehrere linear verschiebliche Elemente, wobei das Tooling relativ zur Einstellvorrichtung so positionierbar ist, dass die linear verschieblichen Elemente gleichzeitig mit mehreren der Arme zu deren Verschiebung entlang des Verschiebewegs Zusammenwirken können.

Bevorzugt umfasst die Einstellvorrichtung pro Arm des Toolings ein linear verschiebliches Element, so dass die Umkonfiguration des Toolings in einem Schritt, für alle Arme gleichzeitig, erfolgen kann. Auch in diesem Fall können Toolings mit dieser Einstellvorrichtung Zusammenwirken, welche weniger Arme aufweisen - so dass zum Umkonfigurieren nicht alle verschieblichen Elemente benötigt werden - als auch Toolings, welche mehr Arme aufweisen - in diesem Fall sind mehrere Einstellschritte notwendig, wobei die Relativposition zwischen Tooling und Einstellvorrichtung zwischen den Schritten verändert wird. Diese Veränderung kann durch die Bewegung der Einstellvorrichtung, des Toolings oder beider Elemente erfolgen. Bevorzugt ist die Veränderung durch eine Bewegung des Toolings, da die Transportvorrichtung, an welcher das Tooling gelagert ist, in der Regel die benötigte Relativbewegung ohne weiteres ermöglicht.

Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei welchen sich die Arme parallel zueinander in derselben Ebene erstrecken. Die linear verschieblichen Elemente werden dann ebenfalls entlang von parallel zueinander in derselben Ebene verlaufenden Pfaden bewegt. Entsprechend kann die Einstellvorrichtung konstruktiv einfach ausgeführt werden.

Mit Vorteil umfasst die Anlage eine Bereitstellungseinheit für die flächigen Werkstücke, wobei die Einstellvorrichtung in die Bereitstellungseinheit integriert ist. Wie nachfolgend ausgeführt wird, bietet diese Integration einige Vorteile. Jedenfalls kann das Tooling mittels der Transportvorrichtung zur Bereitstellungseinheit für die Werkstücke verfahren werden. Durch die Kombination von Bereitstellungseinheit und Einstellvorrichtung ergibt sich somit ein reduzierter Platzbedarf.

Die Bereitstellungseinheit umfasst beispielsweise einen Bereitstellungsplatz, in welchem die zu verarbeitenden Werkstücke zur Aufnahme durch das Tooling bereitgestellt werden, beispielsweise als Stapel. Die Bereitstellungseinheit kann zudem Führungen oder Aufnahmen für die Werkstücke umfassen, Einrichtungen, welche das Ergreifen der Werkstücke vereinfachen, Detektoren für die Werkstückposition usw.

Bevorzugt umfassen die Elemente Vorrichtungen zum Aufspreizen von bereitzustellenden Werkstücken. Die Elemente sind somit Teil eines so genannten "Fanners". Sowohl zur Umkonfiguration des Toolings als auch für das Aufspreizen müssen die Elemente in an die Werkstückkontur angepasste Positionen bewegt werden, so dass i. W. dieselben Freiheitsgrade für beide Zwecke genutzt werden können. Durch die Mehrfachfunktion wird der konstruktive Aufwand für die erfindungsgemässe Anlage reduziert. Besonders bevorzugt handelt es sich bei diesen Vorrichtungen um Magnetköpfe. Diese sind zum Aufspreizen von gestapelten metallischen Werkstücken geeignet. Alternativ oder zusätzlich weisen die Vorrichtungen Auslässe für Druckluft auf. So lassen sich auch nicht metallische (bzw. nicht-ferromagnetische) Werkstücke aufspreizen. Ein entsprechendes erfindungsgemässes Verfahren zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken umfasst folgende Schritte: a) Verfahren eines Toolings in eine Wechselwirkungsposition mit einer

Einstellvorrichtung, wobei das Tooling entlang eines linearen Verschiebewegs passiv bewegliche Halteelemente umfasst; b) Einstellen von Positionen der Halteelemente des Toolings mittels der

Einstellvorrichtung, in Abhängigkeit einer Geometrie der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke, wobei die Halteelemente unabhängig voneinander durch die Wechselwirkung mit bewegbaren Elementen der Einstellvorrichtung entlang des Verschiebewegs linear verschoben werden und nach erfolgter Verschiebung eine

Position des Halteelements entlang des Verschiebewegs mittels einer am Tooling angeordneten Fixiervorrichtung fixiert wird; c) Ergreifen der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke mit dem Tooling.

Bevorzugt sind in der Wechselwirkungsposition das Tooling und die Einstellvorrichtung derart relativ zueinander angeordnet, dass die bewegbaren Elemente der Einstellvorrichtung in derselben Ebene parallel zueinander bewegbar sind, in welcher die Halteelemente linear entlang ihres Verschiebewegs parallel zueinander bewegbar sind. Aufgrund dieser Anordnung lässt sich die Einstellvorrichtung konstruktiv einfach ausbilden, weil die Bewegungsrichtungen der bewegbaren Elemente parallel zueinander sind und somit die für die Verschiebung der Halteelemente benötigten Kräfte alle in dieselbe Richtung einwirken.

Mit Vorteil umfasst das erfindungsgemässe Verfahren den weiteren Schritt des Deaktivierens von Halteelementen des Toolings, welche für das Ergreifen der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke nicht benötigt werden. Dieser Schritt kann bei der konkreten Durchführung des Verfahrens fallweise entfallen, wenn alle Halteelemente bereits aktiviert sind und für das Ergreifen der Werkstücke auch benötigt werden.

Dies ermöglicht den selektiven Einsatz einzelner Halteelemente, während andere Halteelemente inaktiv sind. Dies erleichtert insbesondere die Anpassung an Werkstücke unterschiedlicher Grösse. Bei Vakuumsaugern muss die Vakuumleitung zu Saugern in der inaktiven Stellung selektiv abgesperrt werden. Dieses kann direkt am Vakuumsauger oder über gruppenweise oder zentral vorgesehene Ventile bzw. Ventilbatterien erfolgen.

Mit Vorteil umfasst das erfindungsgemässe Verfahren den weiteren Schritt des Aufspreizens mehrerer Werkstücke durch entsprechende Vorrichtungen, welche an den bewegbaren Elementen der Einstellvorrichtung angeordnet sind. Die Elemente sind somit Teil eines so genannten "Fanners". Sowohl zur Umkonfiguration des Toolings als auch für das Aufspreizen müssen die Elemente in an die Werkstückkontur angepasste Positionen bewegt werden, so dass i. W. dieselben Freiheitsgrade für beide Zwecke genutzt werden können.

Mit Vorteil umfasst das erfindungsgemässe Verfahren den weiteren Schritt des

Aufnehmens einer Kontur der zu bearbeitenden flächigen Werkstücke durch die bewegbaren Elemente der Einstellvorrichtung. Die Kontur des Werkstücks wird im Anschluss insbesondere bei der Positionierung der Halteelemente berücksichtigt. Die Aufnahme der Kontur erfolgt insbesondere mechanisch, indem die bewegbaren Elemente auf das Werkstück zu gefahren werden, bis sie an dessen Aussenkontur anschlagen. Alternativ ist auch eine berührungslose Detektion möglich, z. B. mit Hilfe von elektromagnetischen, kapazitiven induktiven oder anderen geeigneten Sensoren.

Durch die Integration dieser Funktion reduziert sich die Anzahl benötigter Elemente und allenfalls auch der Platzbedarf für die Anlage; weil die bewegbaren Elemente zudem sowohl zum Aufnehmen der Kontur als auch zum Positionieren der Halteelemente zum Einsatz gelangen, reduzieren sich mögliche Fehlerquellen zwischen der Aufnahme und der

Einstellung.

Alternativ können die Werkstückkonturen auch unabhängig von der erfindungsgemässen Anlage bzw. dem erfindungsgemässen Verfahren erfasst werden, z. B. manuell oder mit Hilfe einer stationären Kamera.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Ein Schrägbild einer erfindungsgemässen Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken; Fig. 2 ein Schrägbild des Toolings der Anlage mit maximal ausgefahrenen

Haltearmen;

Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei benachbarte, teilweise ausgefahrene Haltearme;

Fig. 4 ein Schrägbild des Toolings mit teilweise ausgefahrenen Haltearmen;

Fig. 5 ein Schrägbild des Toolings mit vollständig eingefahrenen Haltearmen; Fig. 6 einen Querschnitt durch den Tragebalken des Toolings mit Lagerbüchsen und Klemmeinheiten für die Haltearme;

Fig. 7 ein Schrägbild der Klemmeinheiten; Fig. 8 eine Detailansicht eines Halteelements des Toolings;

Fig. 9 eine Ansicht der Unterseite des Tragebalkens des Toolings mit

Vakuumleitungen und pneumatischen Versorgungsleitungen;

Fig. 1 0 eine Draufsicht auf die Unterseite des Tragebalkens mit den

Vakuumleitungen und pneumatischen Versorgungsleitungen; und

Fig. 1 1-22 Schrägbilder und Draufsichten der erfindungsgemässen Anlage zur

Erläuterung eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 ist ein Schrägbild einer erfindungsgemässen Anlage zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken. Die Anlage 1 umfasst ein Maschinengestell mit einzelnen Gestelleinheiten 2, 3. Zwischen den Gestelleinheiten 2, 3 ist eine Längsschiene 4 in an sich bekannter Weise angeordnet. Da es sich dabei um gängige Komponenten handelt, werden diese hier nicht näher beschrieben.

Auf der Längsschiene 4 ist ein Handhabungsgerät 10 verfahrbar gelagert. Das Handhabungsgerät 1 0 umfasst einen Wagen 1 1 , der an der Längsschiene linear verschieblich gelagert ist. Auf dem Wagen 1 1 ist ein Tragelement 1 2 in vertikaler Richtung verschieblich gelagert. Die Vertikalposition wird mit Hilfe eines am Wagen 1 1 angeordneten Antriebs 13 eingestellt. Am unteren Ende weist das Trageelement 1 2 eine Verbindungsplatte 14 auf. Auch diese Elemente sind an sich bekannt und müssen nicht näher beschrieben werden.

An der Verbindungsplatte 14 ist ein erfindungsgemässes Tooling 100 befestigt. Dieses wird weiter unten, im Zusammenhang mit den Figuren 2-10, näher beschrieben.

An einer der Gestelleinheiten 2 ist eine Bereitstellungseinheit 200 angeordnet. Diese umfasst einen nicht näher dargestellten Bereitstellungsraum 21 0 für Werkstücke 20. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei den Werkstücken 20 um Karosseriebleche (z. B. für Seitentüren von Automobilen), die in zwei Stapeln bereitgestellt sind. Die beiden Stapel sind auf einer höhenverstellbaren Auflage (nicht dargestellt) abgelegt. In der Figur 1 befindet sich die Auflage in ihrer tiefsten Position.

Die Bereitstellungseinheit 200 umfasst weiter ein an der Gestelleinheit 2 befestigtes Grundgestell 220, welches sich von der längsschienenseitigen Gestelleinheit 2 bis auf die den Werkstücken 20 gegenüberliegende Seite erstreckt. Dazu umfasst es zwei Querbalken 221 , 222, die sich senkrecht zur Längsschiene 4 von der Gestelleinheit 2 auf die gegenüberliegende Seite erstrecken. Dort ist ein Hilfsgestell 223 mit zwei Füssen, zwei vertikalen Stützen, zwei Längsstreben und einer am oberen Ende der Stützen angeordneten Tragestrebe 224 mit den Querbalken 221 , 222 verbunden. Längsschienenseitig weist das Grundgestell 220 eine zweite Tragestrebe 225 auf. Beide Tragestreben 224, 225 verlaufen parallel zur Längsschiene 4 und sind einander direkt gegenüber angeordnet. An jeder der Tragestreben 224, 225 sind zehn Einstelleinheiten 231 .1 ... 10, 232.1 ... 10 angeordnet. Die Einstelleinheiten 231 , 232 sind unabhängig voneinander in Querrichtung, d. h. in einer horizontalen Ebene senkrecht zur Längsschiene, beweglich. Dazu weist jede der Einstelleinheiten 231 , 232 einen Servoantrieb auf, mittels welchem ein längliches Einstellelement in Querrichtung relativ zur jeweiligen Tragestrebe 224, 225 verfahren werden kann. Die Antriebe sind stationär auf der jeweiligen Tragestrebe 224, 225 angeordnet. In der Figur 1 befinden sich alle Einstelleinheiten 231 , 232 in ihrer äussersten Stellung, mittels der Antriebe können sie aufeinander zu und damit in den Bereitstellungsraum 2 10 der Werkstücke verfahren werden.

An ihren inneren Enden weisen die Einstelleinheiten 231 , 232 Kontaktstücke auf. Diese weisen eine ebene Stirnfläche auf und sind jeweils um eine vertikale Achse schwenkbar. Die Ruheposition der Stirnflächen liegt parallel zur Längsschiene 4, sie wird bei fehlender Krafteinwirkung auf die jeweilige Stirnfläche aufgrund von entsprechenden Federmitteln eingenommen. Hinter jeder Stirnfläche ist ein Dauermagnet angeordnet.

Die Bereitstellungseinheit 200 umfasst weiter vier Seitenführungselemente 241. 1 , 241.2, 242. 1 , 242.2, wobei je zwei der Elemente unabhängig voneinander entlang einer Längsschiene 243, 244 verfahrbar sind. Die Längsschienen 243, 244 erstrecken sich parallel zur Längsschiene 4 des Maschinengestells über den gesamten Bereich, welcher von den Einstelleinheiten 231 , 232 eingenommen wird. Die Seitenführungselemente erstrecken sich quer zur Erstreckung der Längsschienen 243, 244 in den

Bereitstellungsraum 2 10 für die Werkstücke 20 und weisen ebene vertikale Seitenflächen auf.

Die Figur 2 ist ein Schrägbild des Toolings der Anlage mit maximal ausgefahrenen Haltearmen. Das Tooling 100 umfasst einen Tragebalken 1 10 mit im Wesentlichen quadratischem Querschnitt, mit einer mittig auf dessen Oberseite angeordneten Verbindungsplatte 1 1 1 zur Anbringung an der entsprechenden Verbindungsplatte des Handhabungsgeräts. Am Tragebalken 1 1 0 sind beidseitig in regelmässigem Abstand je zehn Haltearme 1 21. 1 ... 10, 1 22. 1 ... 10 gelagert. Die Haltearme 1 21 , 1 22 sind gerade und die Längsrichtung aller Arme ist parallel, senkrecht zur Längsrichtung des Tragebalkens 1 10. Alle Haltearme 1 2 1 , 1 22 und der Tragebalken 1 10 definieren somit genau eine Ebene.

Zur Lagerung der Haltearme 1 2 1 , 1 22 umfasst der Tragebalken 1 1 0 zwanzig

Durchgangsöffnungen mit im Wesentlichen quadratischen Querschnitt, durch welche die Haltearme 1 21 , 1 22 mit entsprechendem, ebenfalls im Wesentlichen quadratischen Querschnitt hindurchtreten. An ihren äusseren Enden tragen die Haltearme 1 21 , 1 22 jeweils eine Saugereinheit 131 , 132. Die Haltearme 1 21 , 1 22 und die Saugereinheiten 131 , 132 sind weiter unten, im Zusammenhang mit den Figuren 3, 7 und 8, näher beschrieben.

Das Tooling 100 weist weiter drei fest am Tragebalken 1 10 angeordnete Saugereinheiten 181. 1 , 18 1.2, 18 1.3 auf. Jede dieser Saugereinheiten 18 1. 1 ...3 umfasst einen an sich bekannten, elektromagnetisch wirkenden Doppelblechsensor. Die Kontaktierung des jeweiligen Werkstücks mit der Saugereinheit 18 1.1 ...3 stellt sicher, dass der

Doppelblechsensor eine definierte Position relativ zum Werkstück einnimmt und mittels des Sensors festgestellt werden kann, ob nur ein Metallblech vom Tooling 100 gehalten ist oder ob mehrere Bleche aneinander haften. Ist letzteres der Fall, kann verhindert werden, dass gleichzeitig mehrere Bleche in eine nachfolgende Station, z. B. eine Umformpresse, gefördert werden, was zu Schäden an den Werkstücken und/oder der nachfolgenden Station führen würde. Die Anordnung der drei Saugereinheiten 1 81. 1 ...3 mit den

Doppelblechsensoren stellt sicher, dass eine Doppelblechdetektion sowohl dann möglich ist, wenn nur ein einzelnes (grossflächiges) Blech transportiert wird, als auch dann, wenn zwei kleinere Bleche nebeneinander vom Tooling 100 erfasst werden. Die Anzahl der Doppelblechsensoren kann den vorgesehenen Anwendungen angepasst werden. Werden nur grossflächige Werkstücke einzeln aufgenommen, kann ein einzelner

Doppelblechsensor genügen. Bei der Aufnahme mehrerer Werkstücke nebeneinander können je nach erwarteter Geometrie auch zwei oder aber mehr als drei

Doppelblechsensoren (mit entsprechenden Saugereinheiten) sinnvoll sein.

Die Figur 3 ist eine Draufsicht auf zwei benachbarte, teilweise ausgefahrene Haltearme 1 21 , 1 22 des Toolings 1 00. Die Haltearme 1 2 1 , 1 22 erstrecken sich durch die entsprechenden Öffnungen des Tragebalkens 110 hindurch und ragen beidseitig des Tragebalkens 110 senkrecht über diesen hinaus. Die an den freien Enden der Haltearme 121, 122 angeordneten Saugereinheiten 131, 132 sind bei benachbarten Haltearmen 121, 122 auf bezüglich des Tragebalkens 110 gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Dazu ist am entsprechenden stirnseitigen Ende des Haltearms 121, 122 ein L-förmiges Befestigungsprofil 133, 134 befestigt, dessen erster Schenkel sich in der von den Haltearmen 121, 122 definierten Ebene seitlich, senkrecht zum Haltearm 121, 122 erstreckt. Der zweite Schenkel erstreckt sich wiederum in derselben Ebene, senkrecht zum ersten Schenkel nach innen, auf den Tragebalken 110 zu. Am Ende des zweiten Schenkels des Befestigungsprofils 133, 134 ist die jeweilige Saugereinheit 131, 132 angeordnet.

Pro Haltearm 121, 122 erstreckt sich eine Vakuumleitung 141, 142 vom Tragebalken 110 zu einem Saugkopf 135, 136 der Saugereinheit 131, 132. Dazu ist die Vakuumleitung 141, 142 schraubenförmig auf den saugerseitigen Abschnitt des Haltearms 121, 122 gewickelt. Beim Ein- und Ausfahren ändert sich der Windungsabstand, so dass die Vakuumleitung 141, 142 die Längenänderung des entsprechenden, saugerseitigen Abschnitts des Haltearms 121, 122 ohne weiteres mitmachen kann. Eine pneumatische Zufuhrleitung 143, 144 erstreckt sich vom Tragebalken 110 zu dem der Saugereinheit abgewandten Ende des Haltearms 121, 122 und setzt sich von dort aus im Innern des Haltearms 121, 122 bis zur Saugereinheit 131, 132 fort. Auch hier erfolgt eine Anpassung an die veränderliche Länge des der Saugereinheit abgewandten Abschnitts des Haltearms 121, 122 durch eine Veränderung des Windungsabstands. Die pneumatische Zufuhrleitung 143, 144 dient der Versorgung eines Pneumatikzylinders zum Deaktivieren der Saugereinheit 131, 132. Dies ist weiter unten, im Zusammenhang mit der Figur 8, näher beschrieben.

Die Figur 4 ist ein Schrägbild des Toolings 100 mit teilweise ausgefahrenen Haltearmen 121, 122, die Figur 5 ist ein Schrägbild des Toolings 100 mit vollständig eingefahrenen Haltearmen 121, 122. Wie aus diesen Figuren und einem Vergleich mit der Figur 2 ersichtlich ist, wird ein erheblicher Verstellbereich in Querrichtung erreicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Positionen der Saugköpfe 135, 136 im komplett ausgefahrenen Zustand 1 '800 mm, im Zustand gemäss Figur 4 1 Ό00 mm und im Zustand gemäss Figur 5 230 mm. Die in den Figuren 2, 4 und 5 dargestellten Konfigurationen sind beispielhaft zu verstehen. In der Praxis werden die unabhängig voneinander einstellbaren Haltearme in der Regel unterschiedliche Querpositionen aufweisen.

Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch den Tragebalken des Toolings mit Lagerbüchsen und Klemmeinheiten für die Haltearme, in der Figur 7 sind mehrere Klemmeinheiten im Schrägbild dargestellt.. Jedem Haltearm 1 21 , 1 22 ist eine Klemmeinheit 150 zugeordnet. Ebenfalls in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind die Lagerbüchsen 161 , 162, welche beidseitig, einander gegenüberliegend mit der Seitenwand des Tragebalkens 1 1 0 verschraubt sind und je eine Lageröffnung aufweisen, welche die Durchgangsöffnung im Tragebalken umgibt. Die Durchgangsöffnung hat einen etwas grösseren Querschnitt als die Lageröffnungen, so dass die Lagerbüchsen 161 , 162 ein Gleitlager für den jeweiligen Haltearm 1 21 , 1 22 bilden. Mit dem Tragebalken 1 1 0 kommen die Haltearme 1 2 1 , 1 22 nicht in direkten Kontakt.

Alle Klemmeinheiten 150 sind auf einer längs im Tragebalken 1 10 verlaufenden Schiene 152 montiert. Jede der Klemmeinheiten 150 umfasst eine Andruckplatte 153, welche vertikal beweglich auf der Schiene 152 gelagert und über mehrere Druckfedern 154 in eine Andruckstellung in Bezug auf den entsprechenden Haltearm 1 2 1 , 1 22 bewegt wird. Die Klemmeinheiten 150 umfassen weiter einen einfach wirkenden Pneumatikzylinder 1 51 , der bei Druckbeaufschlagung die Andruckplatte 153 gegen die Kraft der Druckfedern 1 54 vom Haltearm 1 2 1 , 1 22 weg bewegt. Zu diesem Zweck wirkt der Pneumatikyzlinder 151 auf eine hinten an der Andruckplatte 153 befestigte Betätigungsplatte ein und drückt diese - zusammen mit der Andruckplatte 1 53 nach hinten, vom Haltearm 1 21 , 1 22 weg.

Die Andruckplatte 1 53 weist eine Antirutschbeschichtung, z. B. aus einem Kautschukmaterial, auf, so dass der Haltearm 1 21 , 1 22 bei entsprechendem Anpressdruck kraftschlüssig in seiner Verschiebeposition gehalten ist. Die Haltearme 1 2 1 , 1 22 sind im deaktivierten Zustand des Pneumatikzylinders 15 1 somit aufgrund der Federkraft der Druckfedern 154 der Klemmeinheiten 1 50 am Tragebalken 1 10 festgeklemmt. Die Klemmung wird gelöst, sobald der Pneumatikzylinder 151 mit Druck beaufschlagt wird. Die Position der Haltearme 1 2 1 , 1 22 relativ zum Tragebalken 1 10 kann dann durch die Einwirkung externer Kräfte mit geringem Aufwand verändert werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Pneumatikzylinder 15 1 aller Klemmeinheiten 150 an dieselbe Druckleitung angeschlossen, so dass die Klemmeinheiten 150 alle gleichzeitig freigebbar sind.

Die Figur 8 ist eine Detailansicht eines Halteelements des Toolings. Dieses wird durch eine Saugereinheit 13 1 gebildet, die am freien Ende des Haltearms 1 2 1 wie oben beschrieben mit Hilfe eines L-förmigen Befestigungsprofils 133 angebracht ist. Die Saugereinheit 131 umfasst einen Pneumatikzylinder 136, in welchem ein Pneumatikkolben vertikal verschiebbar gelagert ist. Unterhalb des Pneumatikkolbens mündet die pneumatische Zufuhrleitung für dessen Steuerung, welche wie vorstehend erwähnt innerhalb des Hohlprofils des Haltearms 1 2 1 in den Bereich der Saugereinheit 1 31 geführt und über einen Anschluss mit dem unteren Kolbenraum des Pneumatikzylinders 136 verbunden ist.

Am Pneumatikkolben ist eine Kolbenstange 137 angeordnet, welche unten durch eine Öffnung aus dem Gehäuse heraustritt. Am freien Ende der Kolbenstange 137 ist ein Saugkopf 135 angeordnet. Dieser ist durch eine im Innern der Kolbenstange 137 verlaufende Leitung und einen auf der Oberseite des Pneumatikzylinders 136 angeordneten Anschluss mit der Vakuumleitung 141 verbunden. Stirnseitig ist am Pneumatikzylinder 1 36 eine metallische Kontaktplatte 139 angeordnet. Sie umfasst einen Befestigungsabschnitt, welcher mit der vertikalen stirnseitigen Wand des Pneumatikzylinders 136 verschraubt ist, einen oben an den Befestigungsabschnitt anschliessenden Übergangsabschnitt, welcher sich schräg nach unten vom Pneumatikzylinder 136 weg erstreckt, und einen Kontaktabschnitt, welcher an den Übergangsabschnitt anschliesst und sich parallel zum Pneumatikzylinder 136 nach unten erstreckt.

Im Pneumatikzylinder 136 ist eine Schraubenfeder angeordnet. Sie drückt den Pneumatikkolben und damit den Saugkopf 135 bei fehlendem Eingangsdruck in seine untere Stellung und stellt eine federnde Anordnung für das Kontaktieren und Halten von Werkstücken mittels des Saugkopfs 135 sicher. Wird die pneumatische Einheit aktiviert, wird der Pneumatikkolben gegen die Kraft der Schraubenfeder nach oben gedrückt, bis er einen entsprechenden Anschlag erreicht. Die Kolbenstange 137 und der Saugkopf 135 werden entsprechend nach oben, auf den Pneumatikzylinder 136 zu, zurückgezogen.

Die Figur 9 zeigt eine Ansicht der Unterseite des Tragebalkens 1 10 des Toolings mit Vakuumleitungen und pneumatischen Versorgungsleitungen, in der Figur 10 ist eine Draufsicht auf die Unterseite des Tragebalkens 1 10 mit den Vakuumleitungen und pneumatischen Versorgungsleitungen dargestellt.

Eine mit einer Vakuum-Pumpe verbundene Unterdruckleitung 1 71 mündet in eine Ventileinrichtung 170. Diese umfasst zwei 3/2-Wegeventile. Deren Ausgänge sind über Verbindungsleitungen 172, 1 73 mit den Vakuumleitungen 141 , 142 zweier einander gegenüberliegender Flaltearme 1 2 1 , 1 22 verbunden. Die 3/2-Wegeventile der

Ventileinrichtung 170 sind pneumatisch vorgesteuert und dazu über Steuerleitungen 1 74, 175 mit den pneumatischen Versorgungsleitungen 143, 144 verbunden. Die entsprechende Ventileinrichtung 1 70 und die erwähnten Leitungen finden sich wiederholt, für jedes Paar von Flaltearmen am Tragebalken 1 10.

Wird eine der pneumatischen Versorgungsleitungen 143, 144 mit Druck beaufschlagt, so führt dies - wie vorstehend beschrieben - dazu, dass die Kolbenstange 1 37 mit dem Saugkopf 135 nach oben, in eine inaktive Stellung, verfahren wird. Der Druck in der Versorgungsleitung 143, 144 führt durch die pneumatische Vorsteuerung weiter dazu, dass das entsprechende, im Ruhezustand offene, 3/2-Wegeventil der Ventileinrichtung 170 in Bezug auf die Unterdruckleitung zum entsprechenden Saugkopf 135 gesperrt wird. Der Saugkopf 135 ist somit deaktiviert.

Die Figuren 1 1-22 dienen zur Erläuterung eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Bearbeitung von flächigen Werkstücken. So zeigen die Figuren 1 1 , 1 2, 14, 16, 19 und 22 Draufsichten auf die erfindungsgemässe Anlage, während in den Figuren 1 3, 15, 17, 18, 20 und 2 1 Schrägbilder dargestellt sind.

Die Figur 1 1 zeigt eine Draufsicht auf die Anlage in einer Ausgangsposition. Das Tooling 100 wurde mit Hilfe des Handhabungsgeräts 10 entlang der Längsschiene 4 in einer Ausgangsstellung ausserhalb der Bereitstellungseinheit 200 positioniert. Die insgesamt zwanzig Haltearme 1 21 , 1 22 befinden sich in einer mittleren Stellung, analog zur Situation gemäss Figur 4. Die Werkstücke 20 befinden sich in zwei ausgerichteten Stapeln im Bereitstellungsraum 210 der Bereitstellungseinheit 200. Die insgesamt zwanzig Einstelleinheiten 23 1 , 232 befinden sich alle in ihrer äussersten, zurückgezogenen Position. Die Seitenführungselemente 241. 1 , 241.2, 242. 1 , 242.2 befinden sich in ihren äussersten Längspositionen, ausserhalb des Bereichs der Einstelleinheiten 231 , 232.

Ausgehend von dieser Ausgangsposition erfolgt in einem ersten Schritt das Teaching der Konturen der Werkstücke 20. Dieses ist in der Draufsicht der Figur 1 2 dargestellt. Bei der dargestellten Konfiguration werden dann zunächst die Seitenführungselemente 241. 1 , 241.2 einer Seite in eine Mittelstellung, zwischen den beiden Werkstücken 20 verfahren. Die Werkstücke 20 werden dann mit Hilfe der höhenverstellbaren Auflage in eine erhöhte Position gebracht, so dass sie die durch die Einstelleinheiten 231 , 232 der Bereitstellungseinheit 200 definierte horizontale Ebene durchstossen. Die sich in der Mittelstellung befindlichen Seitenführungselemente 241 . 1 , 241.2 werden dann entlang ihrer Längsschiene 243 nach aussen verfahren, und die in ihrer äusseren Stellung befindlichen Seitenführungselemente 242.1 , 242.2 der anderen Seite werden entlang ihrer Längsschiene 244 nach innen verfahren, bis alle Seitenführungselemente 241. 1 , 241.2, 242. 1 , 242.2 mit ihren Seitenflächen einen der Werkstückstapel kontaktieren. Die Einstelleinheiten 23 1 , 232 werden in der Folge nach innen bewegt, bis ihre Kontaktstücke die Kontur der Stapel der Werkstücke 20 kontaktieren. Dabei passt sich die Orientierung der Stirnfläche der Kontaktstücke der Kontur des Werkstücks 20 an der Kontaktstelle an. Einstelleinheiten 231. 1 , 231.2, 23 1.5, 231.6, 23 1.9, 23 1. 10, 232. 1 , 232.5, 232.6, 232. 10, welche auch in der vollständig eingefahrenen Stellung keinen Kontakt mit den Werkstücken 20 erhalten, werden wieder ganz zurückgefahren. Die Position der übrigen Einstelleinheiten 23 1.3, 231.4, 231.7, 231 .8, 232.2, 232.3, 232.4, 232.7, 232.8, 232.9 wird in der Anlagensteuerung gespeichert. Dies schliesst das Teaching der Werkstückkonturen ab.

Die Einstelleinheiten 23 1 , 232 der Bereitstellungseinheit 200 werden dann ganz nach aussen, in ihre zurückgezogene Position verfahren, und die Werkstücke 20 werden abgesenkt. Auch die Seitenführungselemente 241 .1 , 241 .2, 242. 1 , 242.2 werden in ihre äussere Ruheposition verfahren. Nun kann das Tooling 100 mit Hilfe des Handhabungsgeräts 10 entlang der Längsschiene 4 in die Bereitstellungseinheit 200 verfahren werden. Das Tooling 100 wird in seiner Längsposition entlang der Längsschiene 4 und in seiner Höhe so ausgerichtet, dass jede der Längsachsen der Haltearme 1 2 1 , 1 22 auf je eine Längsachse einer der Einstelleinheiten 23 1 , 232 ausgerichtet ist. Die entsprechende Situation ist im Schrägbild der Figur 13 und der Draufsicht der Figur 14 dargestellt.

Als nächstes werden die Einstelleinheiten 231 , 232 mit ihren Kontaktstücken nach innen, bis zu den Enden der Haltearme 1 21 , 1 22, verfahren. Die Dauermagnete werden unmittelbar hinter die Stirnfläche der Kontaktstücke verfahren, so dass sie wirksam werden und mit den metallischen Kontaktplatten 139 der Haltearme 1 21 , 1 22 (vgl. Figur 8) Zusammenwirken. Anschliessend werden die Klemmeinheiten 150 (vgl. Figuren 6, 7) gelöst. Die Haltearme 1 2 1 , 1 22 können somit mit Hilfe der Einstelleinheiten 23 1 , 232 in ihrer Längsrichtung in beide Richtungen frei verschoben und positioniert werden. Diese resultierende Situation ist im Schrägbild gemäss Figur 15 und der Draufsicht gemäss Figur 16 dargestellt.

Die Positionierung der Haltearme 1 21 , 1 22 erfolgt gemäss den erfassten Positionen der Einstelleinheiten 231 , 232 im früheren Teaching-Schritt. Dabei ergibt sich die Position des Saugkopfs einer Saugereinheit eines Haltearms 1 21 , 1 22 wie folgt aus der erfassten Position, wobei die Mittellinie des Tragebalkens mit der Mittellinie der Bereitstellungseinheit 200 zusammenfällt:

Der Wert für den Offset Aa ist so gewählt, dass der Saugkopf ganz innerhalb der Werkstückkontur zu liegen kommt, auch bei einer Kontur, die relativ zur Mittellinie schräg verläuft. Nach Einstellung der entsprechenden Position werden die Klemmeinheiten 1 50 aktiviert, so dass die Position der Haltearme 1 21 , 1 22 fixiert wird. Die Dauermagnete werden wieder von der Stirnfläche der Kontaktstücke nach hinten verfahren, so dass sie keine relevanten Zugkräfte mehr auf die Kontaktplatten der Haltearme 1 21 , 1 22 ausüben. Das Ergebnis der Positionierung nach Wegfahren der Einstelleinheiten 23 1 , 232 ist in der Figur 17 dargestellt. Die Saugereinheiten 13 1 , 132 der Haltearme 1 21 , 1 22, welche gemäss dem Fall 1 ganz innen positioniert wurden, werden nun durch Betätigen des Pneumatikkolbens angehoben. Dies deaktiviert, wie vorstehend beschrieben, auch die Vakuumleitung zum entsprechenden Saugkopf. Das Ergebnis ist in der Figur 18 dargestellt.

In der Draufsicht gemäss Figur 19 ist dargestellt, welche der Saugereinheiten aktiviert (Kreis) und welche deaktiviert (X) sind. Aus der Detaildarstellung der Figur 19 gehen die Positionen y der Saugköpfe und die erfassten Abstände x der Einstelleinheiten hervor.

Die Seitenführungselemente 241 .1 , 241.2 einer Seite werden nun wieder in eine Mittestellung verfahren. Die Werkstücke 20 können nun wieder angehoben werden. Anschliessend werden alle Seitenführungselemente 241. 1 , 241 .2, 242. 1 , 242.2 entlang der jeweiligen Längsschiene 243, 244 auf die Werkstücke zu verfahren, bis sie diese seitlich kontaktieren. Danach werden die verwendeten Einstelleinheiten 231 , 232 nach innen verfahren, bis sie die Kontur der Werkstücke 20 berühren und die Stirnflächen der Kontaktstücke auf die Kontur ausgerichtet sind. Die Magnete werden anschliessend wieder aktiviert. Die Einstelleinheiten wirken sodann als Fanner und führen zu einer Aufspreizung der obersten zwei Werkstücke 20 jedes Stapels. Dies vermeidet ein Anhaften des zweitobersten Werkstücks am obersten und vereinfacht so die Aufnahme des jeweils obersten Werkstücks 20. Die entstehende Situation ist in der Figur 20 dargestellt. Die zwei obersten Werkstücke 20 können nun mit den aktivierten Saugereinheiten 131 , 132 des Toolings 100 erfasst und weg transportiert werden, vgl. Figur 2 1. Jeweils nach Abheben eines Werkstücks 20 oder einer vorgegebenen Anzahl von Werkstücken werden die Stapel nach oben verfahren, bis sie die Aufnahmehöhe erreicht haben, in welcher die Fanner die obersten Werkstücke zuverlässig aufspreizen können.

Gestützt auf die Figuren 1 1-22 wurden die Konfiguration des Toolings sowie der Abtransport einzelner Werkstücke von Werkstückstapeln beschrieben. An diese Schritte schliessen sich üblicherweise weitere Schritte an, während denen das Werkstück vom Tooling gehalten ist. Beispielsweise wird das vom Tooling gehaltene Werkstück auf ein Transportband abgelegt, welches zu einer weiteren Verarbeitungsstation führt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielweise das Tooling eine andere Geometrie oder eine andere Anzahl und/oder Anordnung der Flaltearme aufweisen. Nebst den verstell- und deaktivierbaren Saugköpfen können weitere Saugköpfe am Tooling angeordnet sein, die nicht verstellbar und/oder nicht deaktivierbar sind, z. B. in einem zentralen Bereich, wenn davon ausgegangen ist, dass in diesem Bereich stets ein Kontakt mit einem zu verarbeitenden Werkstück hergestellt wird.

Anstelle von Einstelleinheiten mit verschwenkbaren Kontaktstücken mit einer ebenen Stirnfläche können Einstelleinheiten mit einer konvexen Stirnfläche eingesetzt werden. Anstelle von Dauermagneten können zudem auch Elektromagnete eingesetzt werden. Diese können durch Ein- und Ausschalten der Stromzuführung aktiviert bzw. deaktiviert werden.

Anstelle des Zusammenwirkens der Einstelleinheiten mit den Flaltearmen mittels Magneten kann auch eine rein mechanische Interaktion vorgesehen sein. Die Flaltearme werden beispielsweise in freigegebenem Zustand mittels eines Federelements in ihre maximal ausgefahrene Position bewegt, von den Einstelleinheiten durch Einwirken einer gegen die Federkraft wirkenden mechanischen Kraft in ihre gewünschte Position geschoben und dort dann mit Hilfe der entsprechenden Klemmeinheit fixiert. Die Kombination der Einstelleinheiten mit Aufspreizmagneten ist denn auch nicht zwingend. Bei einer vereinfachten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Einstellen der Haltearmpositionen nur gerade zwei bewegliche Elemente, welche jeweils mit einem Haltearm auf einer Seite des Tragebalkens Zusammenwirken können. Zur Konfiguration des Toolings wird dieses nacheinander in die Wechselwirkungspositionen der Haltearme mit den beweglichen Elementen gebracht. Bei einer einseitigen Anordnung der Haltearme genügt im Prinzip ein einziges bewegliches Element. Es sind zudem auch Zwischenlösungen möglich, bei welchen pro Seite mehrere bewegliche Elemente vorhanden sind, aber zur Konfiguration des gesamten Toolings mehrere Schritte ausgeführt werden (z. B. je 5 Elemente pro Seite, Konfiguration in zwei Schritten bei je 10 Haltearmen).

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung ein Tooling zum Ergreifen von flächigen Werkstücken schafft, welches einfach und schnell automatisch konfigurierbar ist und ein geringes Gewicht aufweist.