用于操纵柔性垫状工件的方法 |
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| 申请号 | CN201510303333.6 | 申请日 | 2015-06-05 | 公开(公告)号 | CN105291119B | 公开(公告)日 | 2019-07-26 |
| 申请人 | J.施迈茨有限公司; | 发明人 | 托马斯·艾泽勒; 哈拉尔德·库奥尔特; 马库斯·埃贝勒; 沃尔特·邓克曼; 阿琳·德弗朗切斯基; 佛罗莱恩·弗里茨; 赫尔曼·赖尼施; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于通过固定装置(10)操纵柔性垫状 工件 (30，30a)的方法，固定装置包括多个相互可移动的夹持装置(18)，用于施加固定 力 ，其中，夹持装置(18)通过相互的移动提供可匹配自由形状面的倚靠面(20)，该方法包括下述步骤：‑通过被激活的夹持装置(18)容纳特别平的最终设置的工件(30，30a)；以及‑相互地移动夹持装置(18)，从而使工件(30，30a)形变成所期望的自由形状，鉴于此，固定装置的夹持面这样地被设计和进一步构建成可通过结构简单且运行可靠的方式匹配自由形状面，即，固定力在移动夹持装置(18)之前和/或期间在单个夹持装置(18)上这样地被减小，即，工件(30，30a)的第一部分(34)在其形变时沿着倚靠面(20)滑动，且工件(30，30a)的第二部分(36)借助于夹持装置(18)固定在倚靠面(20)上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于通过固定装置(10)操纵柔性和/或垫状工件(30，30a)的方法，固定装置包括多个相互可移动的夹持装置(18)，用于施加固定力，其中，夹持装置(18)通过相互的移动提供可匹配自由形状面的倚靠面(20)，该方法包括下述步骤： |
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| 说明书全文 | 用于操纵柔性垫状工件的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于通过固定装置操纵柔性和/或垫状工件的方法。 背景技术[0002] 在此，工件通过固定装置操纵，其包括多个相互移动的夹持装置，其空间布置可整体匹配所期望的自由形状面。这样的固定装置在操纵诸如半成品(即，在加工产品步骤时的中间产品)、纺织品、纤维垫、薄膜或柔软金属片的柔性或柔软和/或平面和/或垫状型的工件时使用。因此例如在制造由柔性纤维垫层制成的纤维复合部件时，剪裁的层状材料件来自通常平的最终外形，且必须被转化成通常三维拱形弯曲的目标形状。 [0003] 目标形状例如通过工件载体预定，在其中例如应事先进一步的加工。这必须在系列处理中精确、可重复且可靠地实现。在此，制造具有分别独立驱动滑块的复杂构建的固定装置是受限制的、缓慢的且昂贵的。对于具有用于将材料件保持在工件载体中的可移动的、形成接触面的成形体的固定装置，如例如在DE 10 2011 056 029 A1中已知的，可在材料件中出现高应力。这可导致损伤材料件，使得不能确保操纵的可靠运行。 发明内容[0004] 本发明的目的在于，将工件(例如平面和/或柔性材料)受控地且可靠地变成所期望的自由形状。 [0005] 通过根据本发明的方法实现该目的。在此，实现容纳可以特别是平的最终设置中的工件，且实现夹持工件的夹持装置的相互移动，从而工件形变成所期望的自由形状。固定力在移动夹持装置之前和/或期间在单个夹持装置上这样地被减小或解除，即，工件的第一部分在该形变时沿着倚靠面滑动，且工件的第二部分借助于夹持装置固定在倚靠面上。 [0006] 在此特别地，夹持装置的至少一个、优选所有夹持装置在容纳工件时被激活。 [0007] 通过有目的地形成第一和第二部分，可在材料形变时，特别是纤维加强的半成品形变时，将不同的固定力导入工件中，使得可以实现轮廓可靠的且可复制的工件形变。在此，工件的限定区域，即，工件的第二部分，借助于夹持装置固定在倚靠面上，且工件的另一区域，即，工件的第一部分通过小的夹持力使得可以沿着倚靠面的单个区域滑动。通过该方式，可有目的地实现延展和压紧，其对于实现所期望的轮廓是必要的。 [0008] 换而言之，实现对工件的单个区域的、特别工件的第一部分的有目的的“非固定”。通过沿着固定装置的整个构建的夹持面滑动确定的区域，可以使得整个构建的夹持面弯曲。 [0009] 基本上，工件的接触部分分别倚靠在初始最终设置中的夹持装置的至少一个上。优选地，对于夹持装置的每一个，由该夹持装置施加的固定力在移动之前和/或期间取决于所期望的滑动路径的长度而减小，该滑动路径应由各接触部分通过沿着倚靠面滑动在形变成所期望的自由形状时所经过。 [0010] 就此而言，优选这样地导入固定力，即，各接触部分滑动可通过控制固定力预定的路径。由此产生额外的自由度。例如在夹持装置的给定移动的情况下，也可通过对固定力的不同设置，实现工件的不同结果形状和不同滑动最终状态。此外，可根据对固定力的设置，材料应力可在形变时有目的地被置入工件中。 [0011] 具体地，通过下述方式可对于工件的确定接触部分，实现长路径的滑动，即，在形变时所期望的滑动路径越远，则开始施加在该接触部分上的固定力则减小程度越大。特别地，可设想固定力的减小与所期望的滑动路径成正比。 [0012] 夹持装置可通过真空吸附器、电附着夹持器或夹持原理的组合、特别通过针式夹持器而构建。夹持装置可通过有利的方式相互独立地被激活和被解除。由此可设置所施加的固定力。通过该方式可以对由夹持装置整体提供的固定装置的夹持面的有目的选择的区域施加大的或小的固定力。由此可以避免在柔性工件材料中的局部应力峰值。固定力可相互独立地设置，且可在移动夹持装置期间改变，从而使得工件的部分可以滑动。为改变夹持装置的夹持力或固定力，可设置控制装置，用于控制单个的夹持装置。控制装置例如可借助于总线系统与单个夹持装置通信。 [0013] 工件在另一方法步骤中在形变状态下以有利的方式被保存在工件载体中。在此有利的是，工件的形变状态对应于通过工件载体预定的目标形状。通过该方式，工件可复制地且精确地保存在工件载体中。 [0014] 具体而言，夹持装置可转动地相互耦接，且相互转动从而移动。通过夹持装置的可转动的耦接，可以实现固定装置的轻质结构。通过夹持装置的转动而执行的移动对于工件的均匀形变是有利的。 [0015] 在夹持装置移动时，特别是最远地移动的夹持装置被激活，即，其中，实现移动最远的移动路径。由此，基于该夹持装置可进行进入待形变工件中的力导入。在此，夹持装置沿着移动路径可在开始位置与最终位置之间移动。开始位置可对应于在例如平的最终设置中的夹持装置的位置。最终位置可对应于夹持装置的下述位置，即，在该位置上夹持装置的整体形成匹配目标形状的或近似的倚靠面。夹持装置的开始位置与最终位置之间的距离表示移动路径。最远移动的夹持装置与工件的所述第二部分接触。 [0016] 特别地，夹持装置相互独立地在其夹持力方面可改变。对此，可设置控制装置，用于控制单个的夹持装置。控制装置例如可通过总线系统与单个的夹持装置通信。就此而言可以的是，由夹持装置整体提供的固定装置的夹持面的有目的选择的区域设置有大的或小的固定力。由此，可容纳例如平的最终设置中的工件，且通过移动单个载体件而形变成所期望的形状。为了可以沿着固定装置的整体构建的夹持面滑动确定的范围，可有目的地激活和解除单个夹持装置。由此，可避免在柔性材料中的局部应力峰值。附图说明 [0017] 下文中根据附图进一步描述本发明。附图中： [0018] 图1以透视图示出固定装置； [0019] 图2示出根据图1的在不同设置中的保持装置的整体构建的夹持面上的透视图； [0020] 图3示出在不同设置中的固定装置的夹持面上的透视图，且具有容纳的工件；以及[0021] 图4示出在不同设置中的具有被容纳在夹持面上的工件的夹持面的俯视图。 具体实施方式[0022] 在固定装置10的示例上描述用于操纵柔性垫状工件的方法(参见图1和图2)。固定装置10具有在所示示例中模块构建的载体结构12，其由基础支架14承载。基础支架14例如具有连接部分16，用于将固定装置10布置在操纵装置上，例如布置在机器人臂等上。 [0023] 在载体结构12上设置多个夹持装置18，其可相互移动。通过该移动，可提供空间上可匹配所期望自由形状面的固定装置10的夹持面20或倚靠面20。 [0024] 可形状匹配的载体结构12包括多个模块的载体件22，其中，在每一个载体件22中布置夹持装置18(未示出)。载体件22例如分别链式相互连接成行，其中，形成不同的链，即，在所示的示例中中间地延伸通过整体构建的夹持面20的载体链24和多个由载体链24的载体件22出发构成的肋链26。肋链26形成肋臂28，其在载体链24的载体件22的两侧基本垂直于载体链24延伸离开。 [0025] 载体链24的载体件22优选通过弹性的弹簧连接件相互连接。由此，在载体链24的单个载体件22的主动运动时，分别相邻的载体件22弹性地被带动。由此可实现载体链24的连续形状，其中，少量执行器对此是足够的。例如在图1中设置两个执行器32，其分别具有在基础支架14与载体结构12之间作用的执行器活塞34。执行器活塞34的每个作用在载体链24上的关联关节点上。关节点例如在所选择的载体件22的一个上。通过进入和退出执行器活塞34，各载体件从基础支架14被压离，或被拉靠近。由于载体件22(未示出)之间的弹性连接件，相邻的载体件22连续地被带动。 [0026] 图2示出固定装置10的整体构建的夹持面20或倚靠面20上的不同视图。通过单个夹持装置18的相互移动，可通过夹持面20近似不同拱形的和/或弯曲的自由形状面，即，夹持面20可匹配不同的自由形状面。 [0027] 根据本发明的用于操纵柔性垫状工件30的方法可通过固定装置10实施，且根据图3和图4描述。夹持装置18通过相互移动提供匹配自由形状面的倚靠面20。 [0028] 容纳平的最终设置的工件30(参见图3中的图示1和2)。在此，夹持装置18至少部分地被激活。 [0029] 然后，夹持装置18被相互移动成所期望的自由形状，从而使工件30相互形变(参见图3中的图示3和4)。夹持装置18可转动地相互耦接，且被转动而移动。 [0030] 在夹持装置18移动之前或期间，在单个夹持装置18上的固定力这样地减小，即，工件30的第一部分在形变时沿着倚靠面20滑动，且工件30的第二部分36借助于夹持装置被固定在倚靠面20上(参见图4中的图示2)。 [0031] 夹持装置18可相互独立地激活和解除。在本示例中，夹持装置18被构建成真空吸附器。 [0032] 单个的夹持装置18可分别沿着移动路径移动。特别地，在夹持装置18移动时，最远移动的夹持装置18被激活。移动路径是例如通过夹持装置构建的倚靠面20的平的设置中的开始位置与倚靠面20的针对目标形状变形的设置中的最终位置之间的距离。 [0033] 在图4中示出矩形工件30a的形变。在此涉及纤维垫。夹持装置18容纳平的最终设置的工件30a(图4，视图1)。夹持装置18至少部分地被激活。箭头38示出在最终设置中的工件30a的中间与工件30a的角部之间的距离。 [0034] 然后，实现夹持装置18的移动(图4，视图2)。在此，移动最远的工件30a激活至少部分被覆盖的夹持装置18a。该夹持装置18a在所示示例中位于工件30a的角部上。工件30a的第二部分36借助于该夹持装置18a被固定在倚靠面20上。第二部分36被布置在工件30a的角部区域中。 [0035] 对于其余的夹持装置18b减小固定力，使得工件30a的第一部分34在其形变时可沿着倚靠面20滑动。第一部分34可涉及通过工件30a至少部分覆盖的夹持装置30a，其未被布置在工件30a的角部中。箭头40示出在目标设置中的工件30a的中间与工件30a的角部之间的距离。箭头40相对于箭头38的长度增加表示被激活的夹持装置18a的移动路径。 |
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