EP-4737068-A1 - METHOD FOR THE AUTOMATED HANDLING OF WORKPIECES, AUTOMATION MODULE AND SYSTEM CONSISTING OF AN AUTOMATION MODULE AND A TRANSFER DEVICE

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Handhabung von Werkstücken (220) unter Verwendung eines Automationsmoduls (200), mit einem Grundportal, einem Entnahmebereich (210), einer an dem Grundportal angeordneten, einen, in eine Schließstellung (202) und in eine Offenstellung (201) versetzbaren, Greifer aufweisenden Robotereinrichtung (235), einer an dem Grundportal angeordneten, auf den Entnahmebereich (210) gerichteten ersten Kameraeinrichtung (261) und einer Steuereinrichtung (205), sowie unter Verwendung einer Transfervorrichtung, mit einer Fördereinrichtung, zumindest einem Werkstückträger und einem Übergabebereich.

Inventors

• Grüner,, Herr Magnus
• Grüner,, Herr Tobias

Assignees

• MG Beteiligungsgesellschaft mbH

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241030

Claims (15)

1. Verfahren (100) zur automatisierten Handhabung von Werkstücken (220) unter Verwendung eines Automationsmoduls (200), mit einem Grundportal, einem Entnahmebereich (210), einer an dem Grundportal angeordneten, einen, in eine Schließstellung (202) und in eine Offenstellung (201) versetzbaren, Greifer (236) aufweisenden Robotereinrichtung (235), einer an dem Grundportal angeordneten, auf den Entnahmebereich (210) gerichteten ersten Kameraeinrichtung (261) und einer Steuereinrichtung (205), sowie unter Verwendung einer Transfervorrichtung (240), mit einer Fördereinrichtung (242), zumindest einem Werkstückträger (250) und einem Übergabebereich (245), wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst: a. Bereitstellen wenigstens einer mit einer ersten Ablagefläche (212) ausgestatteten ersten Werkstückpalette (211) in dem Entnahmebereich (210), wobei die erste Werkstückpalette (211) mit Werkstücken (220) bestückt ist, die jeweils einen Greifbereich (222) und eine Unterseite (224) aufweisen, mit der die Werkstücke (220) auf der ersten Ablagefläche (212) abgelegt sind, b. Aufnehmen eines Lagebildes von der ersten Werkstückpalette (211) und den auf der ersten Werkstückpalette (211) angeordneten Werkstücken (220) mittels der ersten Kameraeinrichtung (261), c. Ermitteln von Lageinformationen der Werkstücke (220) in Bezug zueinander unter Berücksichtigung des Lagebildes, wobei die Lageinformationen einzelne Positionen der Werkstücke (220) auf der ersten Ablagefläche (212) umfassen, d. Auswählen eines geeigneten, zu greifenden Werkstückes (220) aus den auf der ersten Ablagefläche (212) angeordneten Werkstücken (220) unter Berücksichtigung der Lageinformationen, e. Ansteuern der Robotereinrichtung (235) mittels der Steuereinrichtung (205) durch Übermitteln der Position des ausgewählten Werkstückes (220), sodass der Greifer (236) an das Werkstück (220) herangefahren wird, das Werkstück (220) mittels des Greifers (236) gegriffen wird, indem der Greifer (236) in die Schließstellung (202) versetzt wird, und das gegriffene Werkstück (220) von der ersten Werkstückpalette (211) entnommen wird, f. Bereitstellen des Werkstückträgers (250) in dem Übergabebereich (245) mittels der Fördereinrichtung (242), g. Überführen des gegriffenen Werkstückes (220) an den Werkstückträger (250) mittels einer durch die Robotereinrichtung (235) durchgeführten Überführungsbewegung und Übergeben des Werkstückes (220) an den Werkstückträger (250), wobei bei dem Übergeben der Greifer (236) in die Offenstellung (201) versetzt wird, und h. Bewegen des mit dem Werkstück (220) bestückten Werkstückträgers (250) mittels der Fördereinrichtung (242) aus dem Übergabebereich (245) heraus zur weiteren Verwendung in einem Bearbeitungszentrum oder in einem Wasch- und/oder Prüf zentrum.
2. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der in dem Entnahmebereich (210) bereitgestellten ersten Werkstückpalette (211) die Werkstücke (220) in einer vorbestimmten Werkstückanordnung in Bezug zueinander und in Bezug zur ersten Werkstückpalette (211) ausgerichtet sind.
3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (242) als Rollen- oder Bandförderer ausgebildet ist, auf dem der Werkstückträger (250) umlaufend zwischen dem Übergabebereich (245) und dem Bearbeitungszentrum oder Wasch- und/oder Prüfzentrum bewegt wird.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Auswählen eines geeigneten, zu greifenden Werkstückes (220) aus den auf der ersten Ablagefläche (212) angeordneten Werkstücken (220) geprüft wird, ob das auszuwählende Werkstück (220) bereits in dem Bearbeitungszentrum oder in dem Wasch- und/oder Prüfzentrum verwendet wurde, und in Ansprechen darauf, dass das betreffende Werkstück (220) bereits in dem Bearbeitungszentrum oder in dem Wasch- und/oder Prüfzentrum verwendet wurde, dieses Werkstück (220) nicht als geeignetes, zu greifendes Werkstück (220) ausgewählt wird.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gegriffene Werkstück (220) mittels der Robotereinrichtung (235) hin zu einer an dem Grundportal angeordneten Codeerfassungseinrichtung (280) bewegt wird und ein auf dem gegriffenen Werkstück (220) aufgebrachter Identifizierungscode (226) mittels der Codeerfassungseinrichtung (280) erfasst wird.
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Fördereinrichtung (242) aus dem Übergabebereich (245) herausbewegte Werkstück (220) dem Bearbeitungszentrum oder Wasch- und/oder Prüfzentrum zugeführt wird, wobei das Werkstück (220) in dem Bearbeitungszentrum oder Wasch- und/oder Prüf zentrum bearbeitet oder gewaschen und/oder geprüft wird, wobei anschließend das bearbeitete oder gewaschene und/oder geprüfte Werkstück (220) auf einem Werkstückträger (250) mittels der Fördereinrichtung (242) zu dem Übergabebereich (245) bewegt wird, wobei daraufhin die Robotereinrichtung (235) mittels der Steuereinrichtung (205) angesteuert wird, sodass der Greifer (236) an das Werkstück (220) herangefahren wird, das Werkstück (220) mittels des Greifers (236) gegriffen wird, indem der Greifer (236) in die Schließstellung (202) versetzt wird, und das gegriffene Werkstück (220) von dem Werkstückträger (250) entnommen wird, wobei insbesondere ein Lagebild von der ersten Werkstückpalette (211) und gegebenenfalls den auf der ersten Werkstückpalette (211) angeordneten Werkstücken (220) mittels der ersten Kameraeinrichtung (261) aufgenommen wird, wobei schließlich das Werkstück (220) auf einer in einem Ablagebereich (230) des Automationsmoduls (200) angeordneten Werkstückpalette (211, 213), insbesondere auf der ersten Werkstückpalette (211), abgelegt wird, wobei vorzugsweise der Ablagebereich (230) zumindest teilweise deckungsgleich mit dem Entnahmebereich (210) ist.
7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (220), unter Verwendung von einem Bearbeitungsfluid, insbesondere einer Kühlschmierflüssigkeit, bearbeitet wird, wobei das Werkstück (220) vorzugsweise bevor es in dem Ablagebereich (230) abgelegt wird, derart geschwenkt wird, dass in dem Werkstück (220) verbleibendes Bearbeitungsfluid aus dem Werkstück (220) austritt.
8. Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmebereich (210) und der Ablagebereich (230) einander zumindest teilweise überlappen.
9. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hintereinander mehrere Werkstücke (220) von der ersten Werkstückpalette (211) entnommen werden und gegebenenfalls hintereinander mehrere Werkstücke (220) auf der ersten Werkstückpalette (211) abgelegt werden.
10. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entnahmebereich (210) ferner eine zweite Werkstückpalette (213) bereitgestellt wird, wobei von der ersten Werkstückpalette (211) und/oder von der zweiten Werkstückpalette (213) jeweils Werkstücke (220) entnommen werden, und wobei gegebenenfalls auf der ersten Werkstückpalette (211) und/oder auf der zweiten Werkstückpalette (213) jeweils Werkstücke (220) abgelegt werden.
11. Verfahren (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Automationsmodul (200) ferner eine auf den Entnahmebereich (210) gerichtete zweite Kameraeinrichtung (262) aufweist, wobei die erste Kameraeinrichtung (261) der ersten Werkstückpalette (211) zugeordnet ist und die zweite Kameraeinrichtung (262) der zweiten Werkstückpalette (213) zugeordnet ist.
12. Automationsmodul (200) mit einem Grundportal, einem Entnahmebereich (210), einer an dem Grundportal angeordneten, einen, in eine Schließstellung (202) und in eine Offenstellung (201) versetzbaren, Greifer (236) aufweisenden Robotereinrichtung (235), einer an dem Grundportal angeordneten, auf den Entnahmebereich (210) gerichteten ersten Kameraeinrichtung (261) und einer Steuereinrichtung (205), wobei das Automationsmodul (200) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
13. Automationsmodul (200) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundportal ein außenliegendes erstes Seitenteil (271), ein zum ersten Seitenteil (271) beabstandetes, außenliegendes zweites Seitenteil (272) und ein auf dem ersten Seitenteil (271) und auf dem zweiten Seitenteil (272) aufliegendes Dachteil (274) aufweist, wobei die erste Kameraeinrichtung (261) und/oder die Robotereinrichtung (235) derart an dem Dachteil (274) angeordnet sind, dass diese in einen von dem ersten Seitenteil (271), dem zweiten Seitenteil (272) und dem Dachteil (274) begrenzten Arbeitsraum hineinhängt/hineinhängen.
14. Automationsmodul (200) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (236) einen Spannkopf mit einem ersten Spannarm (237) und einem zweiten Spannarm (238) aufweist, wobei der erste Spannarm (237) und der zweite Spannarm (238) in der Offenstellung (201) weiter voneinander beabstandet sind als in der Schließstellung (202), wobei der Greifer (236) dazu eingerichtet ist, ein Werkstück (220) dadurch zu greifen, dass in der Schließstellung (202) zwischen dem ersten Spannarm (237) und dem zweiten Spannarm (238) das Werkstück (220) gespannt ist.
15. System aus einem Automationsmodul (200) nach einem der Ansprüche 12 bis 14 und einer Transfervorrichtung (240), wobei die Transfervorrichtung (240) eine Fördereinrichtung (242), zumindest einen Werkstückträger (250) und einen Übergabebereich (245) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Handhabung von Werkstücken, ein Automationsmodul sowie ein System aus einem Automationsmodul und einer Transfervorrichtung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur automatisierten Handhabung von Werkstücken, ein Automationsmodul sowie ein System aus einem Automationsmodul und einer Transfervorrichtung bereitzustellen, die effizient und flexibel sind. Die Aufgabe wird gelöst durch ein nachstehend angeführtes Verfahren: Das Verfahren zur automatisierten Handhabung von Werkstücken wird unter Verwendung eines Automationsmoduls mit einem Grundportal, einem Entnahmebereich, einer an dem Grundportal angeordneten, einen, in eine Schließstellung und in eine Offenstellung versetzbaren, Greifer aufweisenden Robotereinrichtung, einer an dem Grundportal angeordneten, auf den Entnahmebereich gerichteten ersten Kameraeinrichtung und einer Steuereinrichtung, sowie unter Verwendung einer Transfervorrichtung, mit einer Fördereinrichtung, zumindest einem Werkstückträger und einem Übergabebereich durchgeführt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bei Schritt a. wird wenigstens eine mit einer ersten Ablagefläche ausgestattete erste Werkstückpalette in dem Entnahmebereich bereitgestellt, wobei die erste Werkstückpalette mit Werkstücken bestückt ist, die jeweils einen Greifbereich und eine Unterseite aufweisen, mit der die Werkstücke auf der ersten Ablagefläche abgelegt sind. Bei Schritt b. wird ein Lagebild von der ersten Werkstückpalette und den auf der ersten Werkstückpalette angeordneten Werkstücken mittels der ersten Kameraeinrichtung aufgenommen. Bei Schritt c. werden Lageinformationen der Werkstücke in Bezug zueinander unter Berücksichtigung des Lagebildes ermittelt, wobei die Lageinformationen einzelne Positionen der Werkstücke auf der ersten Ablagefläche umfassen. Bei Schritt d. wird ein geeignetes, zu greifendes Werkstück aus den auf der ersten Ablagefläche angeordneten Werkstücken unter Berücksichtigung der Lageinformationen ausgewählt. Bei Schritt e. wird die Robotereinrichtung mittels der Steuereinrichtung durch Übermitteln der Position des ausgewählten Werkstückes angesteuert, sodass der Greifer an das Werkstück herangefahren wird, das Werkstück mittels des Greifers gegriffen wird, indem der Greifer in die Schließstellung versetzt wird, und das gegriffene Werkstück von der ersten Werkstückpalette entnommen wird. Bei Schritt f. wird der Werkstückträger in dem Übergabebereich mittels der Fördereinrichtung bereitgestellt. Bei Schritt g. wird das gegriffene Werkstück an den Werkstückträger mittels einer durch die Robotereinrichtung durchgeführten Überführungsbewegung überführt und das Werkstück an den Werkstückträger übergeben, wobei bei dem Übergeben der Greifer in die Offenstellung versetzt wird. Bei Schritt h. wird der mit dem Werkstück bestückte Werkstückträger mittels der Fördereinrichtung aus dem Übergabebereich heraus zur weiteren Verwendung in einem Bearbeitungszentrum oder in einem Wasch- und/oder Prüf zentrum bewegen. Das Automationsmodul kann in einem verarbeitenden Betrieb verwendet werden, insbesondere in einem metallverarbeitenden Betrieb. Als Werkstücke werden dementsprechend insbesondere metallische Werkstücke verwendet, beispielsweise Gussteile, bei denen Funktionsflächen zu bearbeiten sind. Mittels dem Automationsmodul beziehungsweise mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, automatisiert Werkstücke von einer Werkstückpalette zu entnehmen und einem Bearbeitungszentrum oder einem Wasch- und/oder Prüfzentrum zuzuführen. Hierdurch kann der Bedarf an manuell auszuführenden Prozessschritten reduziert werden. Bevorzugt werden die vorgenannten Schritte gemäß ihrer Nummerierung aufeinanderfolgend ausgeführt, das heißt zuerst Schritt a., dann Schritt b. und so weiter, wobei Schritt h. als letzter Schritt ausgeführt wird. Schritt f. kann jedoch außerhalb dieser Reihenfolge ausgeführt werden, das heißt parallel zu den Schritte a. bis e., g. und h. Insbesondere kann der Werkstückträger vor dem Bereitstellen der ersten Werkstückpalette in dem Entnahmebereich, währenddessen oder unmittelbar danach in dem Übergabebereich bereitgestellt werden. Das Grundportal des Automationsmoduls weist mehrere Portalelemente, beispielsweise Portalträger und/oder Portalwände auf. Ein Portalträger ist ein stabartiges Element, beispielsweise ein Balken. Eine Portalwand ist ein flächiges Element. Die Portalelemente sind derart ausgebildet und aneinander befestigt, dass die Robotereinrichtung des Automationsmoduls und die erste Kameraeinrichtung des Automationsmoduls jeweils an dem Grundportal betriebsbereit angeordnet sind. Das bedeutet, dass das Grundportal einer Bewegung des Greifers, mit dem insbesondere ein Werkstück gegriffen ist, standhält, ohne dass die Positionierung des Greifers oder die Aufnahme des Lagebildes mittels der ersten Kameraeinrichtung beeinträchtigt wird. Dabei ist das Grundportal eingerichtet, den Greifer ohne Ver