專利名稱：用于車身板件的成形工具的最終加工的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1所述的用于車身板件的成形工具的最
終加工的設(shè)備以及一種按權(quán)利要求15所述的用于車身板件的成形工具的 最終加工的方法。
背景技術(shù)：
在制造用于車身板件的拉深工具時(shí)一般實(shí)現(xiàn)工具表面的最后的最終 加工或者修整，以便在拉深過(guò)程期間避免車身板件的過(guò)高的局部的表面 壓制。這種過(guò)高的表面印制會(huì)產(chǎn)生在車身板件中的裂紋。
因此例如對(duì)于工具表面的最后的最終加工在一個(gè)所謂的研磨過(guò)程 (Tuschiervorgang)中工具表面的待修整的表面區(qū)域能夠被識(shí)別并且隨 后例如能夠以通過(guò)刮研和磨削被去除。
例如由DE43 11 154 C2已知一種同類的設(shè)備以及一種方法，其中在 一個(gè)用于識(shí)別工具表面的待修整的表面區(qū)域的第一工作步驟中首先用研 磨顏料涂敷板件。板件置入到研磨壓力機(jī)內(nèi)并且在工具的兩個(gè)工具半部 之間進(jìn)行壓制或者拉深。借助于在相應(yīng)的工具表面上的研磨的板件的顏 料印痕，可以識(shí)別具有過(guò)高的表面壓制力的表面區(qū)域。也就是說(shuō)具有高 的色度的顏料印痕(Farbabdmck)的表面區(qū)域施加過(guò)高的表面壓制力并 且因此在一個(gè)第二工作步驟中必須通過(guò)相應(yīng)的表面加工進(jìn)行修整。
為了有效地利用研磨壓力機(jī)，在研磨壓力機(jī)之外進(jìn)行工具表面的識(shí) 別的表面區(qū)域的最終加工。因此研磨壓力機(jī)的占用節(jié)省時(shí)間地限制于真 正的研磨過(guò)程。但是工具表面在研磨過(guò)程之后在手動(dòng)的最終加工中通過(guò) 刮研或者磨削繼續(xù)進(jìn)行加工。表面處理一方面是時(shí)間耗費(fèi)的。另一方面 識(shí)別的表面區(qū)域的加工尤其是高度去除在于相應(yīng)的加工人員的主觀把 握。
與此對(duì)應(yīng)地由DE 199 15 758A1已知一種用于制造工具的方法，其 中電腦支持地由成品工件的期望的幾何形狀出發(fā)(無(wú)研磨過(guò)程)借助于 幾何計(jì)算可以確定工具的結(jié)構(gòu)并且可以制造工具。這樣制造的工具用上 述的研磨方法檢測(cè)并且必要時(shí)進(jìn)行修整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種設(shè)備和一種方法，其中可以有效地執(zhí) 行用于車身板件的成形工具的最終加工。
按本發(fā)明，該設(shè)備具有一種加工裝置，該加工裝置電子地探測(cè)具有 顏料印痕的工具表面并且根據(jù)顏料印痕的色度確定待修整的表面區(qū)域的 位置和尺寸并且相應(yīng)地修整該表面區(qū)域。因此至今耗時(shí)且費(fèi)錢地手動(dòng)執(zhí) 行的最終加工按本發(fā)明在自動(dòng)化的工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。
按權(quán)利要求2，加工裝置具有一個(gè)分析單元，該分析單元優(yōu)選光學(xué)地 探測(cè)工具表面連同顏料印痕并且由此產(chǎn)生工具表面的相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。
識(shí)別的待修整的表面區(qū)域的修整例如可以通過(guò)借助于激光的去除、 通過(guò)腐蝕、砂帶磨削或者通過(guò)用柔性的碟形砂輪的磨削執(zhí)行。
按權(quán)利要求2，加工裝置可以具有一個(gè)分析單元，該分析單元優(yōu)選光 學(xué)地探測(cè)具有顏料印痕的工具表面并且由此產(chǎn)生工具表面的相應(yīng)的圖像 數(shù)據(jù)。借助于工具表面的由分析單元產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，這些圖像數(shù)據(jù)可 以按電子的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)和/或繼續(xù)處理。
在此按權(quán)利要求3優(yōu)點(diǎn)是，為了界定識(shí)別的待加工的表面區(qū)域，分 析單元確定待處理的表面區(qū)域的周邊邊緣。在此周邊邊緣的確定優(yōu)選可 以借助于顏色識(shí)別進(jìn)行，其中在不同的色度的基礎(chǔ)上確定待修整的表面 的周邊邊緣。
按權(quán)利要求4，加工裝置或者分析單元為了采集圖像具有一個(gè)相應(yīng)的 裝置例如一個(gè)數(shù)碼相機(jī)，該裝置至少以一個(gè)視角拍攝工具表面并且借助 于由此產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)制成工具表面的三維模型。優(yōu)選數(shù)碼相機(jī)可以以 由不同角度多個(gè)視角拍攝工具表面，使得可以相應(yīng)更精確地制成工具表 面的三維模型。
按權(quán)利要求5，加工裝置根據(jù)在待修整的表面區(qū)域上的顏料印痕的色 度確定必要的材料去除。在確定的必要的材料去除的基礎(chǔ)上在隨后的修 整過(guò)程中以省時(shí)的方式形狀精確地修整工具表面。
如果按權(quán)利要求6工具由一個(gè)工具上部和一個(gè)工具下部構(gòu)成，它們 裝配在相應(yīng)的拉深壓力機(jī)內(nèi)，那么加工裝置可以有利地探測(cè)具有相應(yīng)的 顏料印痕的兩個(gè)對(duì)置的工具表面。按這樣的方式在壓制過(guò)程中同時(shí)在對(duì) 置的工具表面上識(shí)別具有過(guò)高的表面壓制力的表面區(qū)域。在此按權(quán)利要 求7，分析單元可以將第一工具表面的顏料印痕的和第二工具表面的顏 料印痕的圖像數(shù)據(jù)彼此重疊。借助于由此構(gòu)成的交集，分析單元可以確 定待修整的表面區(qū)域。也就是說(shuō)相應(yīng)的工具表面的具有高色度并且相交 的表面區(qū)域構(gòu)成一個(gè)相交區(qū)域，分析單元將該相交區(qū)域確定為待修整的 區(qū)域。這種相交區(qū)域?qū)τ陔S后的修整是尤其重要的，因?yàn)樵诖税寮趦?側(cè)用過(guò)高的表面壓制力加載并且從而構(gòu)成有尤其較小的板厚度。
按權(quán)利要求8，加工裝置具有一個(gè)控制單元，該控制單元借助于待修 整的表面區(qū)域的例如由分析單元探測(cè)的位置和尺寸產(chǎn)生用于操縱單元的 運(yùn)動(dòng)程序。在運(yùn)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上操縱單元可以修整相應(yīng)的工具表面。從 而借助于分析單元、控制單元和操縱單元提供控制段，其中自動(dòng)地實(shí)現(xiàn) 探測(cè)、評(píng)價(jià)和修整。
在此按權(quán)利要求9，在一個(gè)評(píng)價(jià)步驟中控制單元將工具表面的由分析
種比較的基礎(chǔ):i^別表面區(qū)域并且^相應(yīng)的控制信號(hào)引導(dǎo)至操、縱單元f 按權(quán)利要求10，加工裝置或者其控制單元在由分析單元探測(cè)的顏料 印痕的基本上均勻的顏料分布中(也就是說(shuō)表面壓制力在工具表面上基 本上恒定地分布)確定，隨后的修整不是必要的并且從而用最終加工過(guò) 程結(jié)束。有選擇地，如果控制單元確定工具表面的探測(cè)的作為實(shí)際狀態(tài) 的顏料印痕與存儲(chǔ)的額定狀態(tài)基本上一致，可結(jié)束最終加工過(guò)程。
按權(quán)利要求11,加工裝置在實(shí)現(xiàn)修整工具表面之后重新探測(cè)在工具 表面上的研磨的板件的另一顏料印痕并且必要時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的表面加工。 按這樣的方式修整過(guò)程可以重復(fù)地執(zhí)行，直到實(shí)現(xiàn)例如具有均勻的色度
的顏料印痕的結(jié)果。
按權(quán)利要求12，操縱單元構(gòu)成為一個(gè)工業(yè)機(jī)器人，該工業(yè)機(jī)器人優(yōu) 選直接設(shè)置在 一個(gè)配設(shè)于工具的拉深壓力機(jī)上。因此拉深工具可以直接 在壓力機(jī)內(nèi)進(jìn)行最終加工，而工具不必由壓力機(jī)拆卸。
按權(quán)利要求13，由于空間原因以及為了精確地探測(cè)圖像數(shù)據(jù)，有利 的是，圖像采集裝置例如一個(gè)數(shù)碼相機(jī)和/或一個(gè)在圖像采集期間照明工 具表面的照明裝置由該工業(yè)機(jī)器人帶動(dòng)。
由分析單元、控制單元以及操縱單元構(gòu)成的控制段按權(quán)利要求14通 過(guò)附加的涂布單元進(jìn)行擴(kuò)展，該涂布單元自動(dòng)地將研磨顏料涂布到板件 上。按這樣的方式附加地使研磨顏料到板件的涂布也是自動(dòng)化的。
按權(quán)利要求15，最終加工設(shè)備尤其可以實(shí)現(xiàn)用于成形工具的最終加 工的相應(yīng)的方法，因此首先電子地探測(cè)在工具表面上的顏料印痕并且緊 接著根據(jù)顏料印痕的色度確定待修整的表面區(qū)域的位置和/或尺寸并且 相應(yīng)地進(jìn)行修整。


下面借助于附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中
圖1以示意圖的形式顯示用于車身板件的成形工具的最終加工的設(shè)
備，
圖2以流程圖的形式顯示用于成形工具的最終加工的方法， 圖3顯示工具上部和工具下部的彼此重疊的相應(yīng)的工具表面。
具體實(shí)施例方式
在圖1中顯示一種用于車身板件的成形工具的最終加工的設(shè)備l以 及配設(shè)的拉深壓力機(jī)3。拉深壓力機(jī)3構(gòu)成有一個(gè)拉深工具，該拉深工具 由一個(gè)工具上部5和一個(gè)工具下部7構(gòu)成。工具部分5、 7以其相應(yīng)的工 具表面9、 ll通過(guò)一個(gè)自由空間13彼此間隔。對(duì)于壓制過(guò)程， 一個(gè)板件 置入到壓力機(jī)3的自由空間13內(nèi)并且工具上部5用一個(gè)預(yù)定的壓緊力壓 靠到工具下部7上。
按圖1最終加工設(shè)備1直接設(shè)置在壓力機(jī)3之前。該最終加工設(shè)備 尤其具有一個(gè)工業(yè)機(jī)器人15，該工業(yè)機(jī)器人通過(guò)基本部件17以懸掛的形 式裝配在橫梁19上。橫梁19又在其端側(cè)上通過(guò)支柱21支承在底部上。 工業(yè)機(jī)器人15的基本部件17構(gòu)成有一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)單元使 基本部件17沿著橫梁19的直線導(dǎo)向裝置23在箭頭方向上可以來(lái)回運(yùn)動(dòng)。 附加地在機(jī)器人基本部件17上可擺動(dòng)地鉸接一個(gè)機(jī)器人臂25,該機(jī)器人 臂構(gòu)成有三個(gè)臂部分，所述臂部分分別通過(guò)活節(jié)彼此聯(lián)接。在機(jī)器人臂 25的自由端上，該機(jī)器人臂具有一個(gè)磨具單元27，用該磨具單元可以修 整相應(yīng)的工具表面9、 11。附加地在機(jī)器人臂25的自由端上以虛線表示 具有相應(yīng)的照明裝置的圖像采集裝置29，例如一個(gè)數(shù)碼相機(jī)。磨具單元 27和圖像采集單元29可以根據(jù)在機(jī)器人臂15的自由端上的安裝情況或 者共同地或者有選擇地根據(jù)待執(zhí)行的工作步驟進(jìn)行裝配。
按圖1，圖像采集單元29構(gòu)成加工裝置31的部分并且通過(guò)信號(hào)線 33與該加工裝置31聯(lián)接。加工裝置31由一個(gè)分析單元35構(gòu)成，該分析 單元配設(shè)圖像采集單元29。分析單元35探測(cè)圖像采集單元29的信號(hào)并 且產(chǎn)生相應(yīng)的由圖像采集單元29拍攝的工具表面9、 11的相應(yīng)的圖像數(shù) 據(jù)。工具表面9、 11的這樣產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)傳輸至加工裝置31的控制單 元37，該控制單元在圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上將控制信號(hào)引導(dǎo)至操縱單元，即 工業(yè)機(jī)器人15。根據(jù)控制信號(hào)，工業(yè)機(jī)器人以其磨具單元27加工相應(yīng)的 工具表面9、 11。
在圖2中在一個(gè)流程圖中描述用于工具部分5、 7的工具表面9、 11 的最終加工的方法。附加地在一個(gè)工作步驟39中將一個(gè)在圖1中未描述 的板件用研磨顏料(Tuschierfarbe)涂敷。研磨顏料涂布到板件上可以 手動(dòng)地或者自動(dòng)地借助于涂布單元實(shí)現(xiàn)。緊接著在工作步驟41中研磨的 板件置入壓力機(jī)3的工具上部5與工具下部7之間并且開始?jí)褐七^(guò)程。 在過(guò)程結(jié)束之后在相應(yīng)的工具表面9、 11上可見研磨的板件的顏料印痕， 例如在圖3中描述的那樣。
過(guò)程之后分別具有顏料印痕，其中具有高的色度的表面區(qū)域43在圖3中 描述。在圖3中工具表面11的表面區(qū)域43虛線地表示。
根據(jù)圖3,在一個(gè)工作步驟42中，分析單元35借助于由圖像采集單 元29獲得圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生工具表面9、 11的三維模型并且重疊相應(yīng)的工具 表面9、 11的具有高的色度的表面區(qū)域43。在此分析單元35將每個(gè)表面 區(qū)域43用周邊邊緣曲線44界定，以便精確地表示較高的色度的相應(yīng)的 表面區(qū)域43。在具有高的色度的表面區(qū)域43中實(shí)現(xiàn)具有過(guò)高的表面壓制 的上述的拉深過(guò)程。
借助于重疊的表面區(qū)域43,分析單元35識(shí)別在圖3中陰影線表示的 作為待修整的表面區(qū)域的相交區(qū)域45。相交區(qū)域45顯示這樣的位置，在 所述位置上板件在兩側(cè)用過(guò)高的表面壓制力加載并且因此尤其是薄壁 的。
在另一步驟47中，控制單元37評(píng)價(jià)分析單元35的圖像數(shù)據(jù)。在此 控制單元37為了評(píng)價(jià)可以將工具表面9、 11的作為實(shí)際狀態(tài)探測(cè)的顏料 印痕與存儲(chǔ)的額定狀態(tài)進(jìn)行比較并且在這種基礎(chǔ)上決定需要修整哪些表 面區(qū)域。對(duì)于這種情況即控制單元37在工作步驟47中確定相應(yīng)的工具 表面9、 11的顏料印痕的基本上均勻的顏料分布，控制單元37按工作步 驟49結(jié)束最終加工過(guò)程。相反如果控制單元37確定按圖3的相交區(qū)域 45,那么控制單元37在一個(gè)工作步驟51中借助于探測(cè)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生 用于工業(yè)機(jī)器人15的運(yùn)動(dòng)程序。緊接著控制單元37將相應(yīng)的控制信號(hào) 引導(dǎo)至機(jī)器人15的基本部件17，該機(jī)器人在一個(gè)過(guò)程步驟53中修整兩 個(gè)工具表面9、 11的相交區(qū)域45。
緊接著按工作步驟53的修整過(guò)程，重新重復(fù)地執(zhí)行根據(jù)圖2描述的 工作步驟39至53，直到控制單元37在工作步驟47中確定，借助于顏料 印痕探測(cè)的實(shí)際狀態(tài)與存儲(chǔ)的額定狀態(tài)基本上一致。在這種情況下按工 作步驟49結(jié)束最終加工過(guò)程。
權(quán)利要求
1.用于車身板件的成形工具(5、7)的最終加工的設(shè)備，其中在一個(gè)用于識(shí)別工具表面(9、11)的待修整的表面區(qū)域(45)的第一工作步驟中用研磨顏料涂布的拉深的板件可以在一個(gè)壓制過(guò)程中借助于工具(5、7)成形并且借助于在工具表面(9、11)上的板件的顏料印痕探測(cè)待修整的表面區(qū)域(45)，并且緊接著在一個(gè)第二步驟中待修整的表面區(qū)域(45)可以通過(guò)相應(yīng)的表面處理進(jìn)行修整，其特征在于該設(shè)備具有一個(gè)加工裝置(31)，該加工裝置電子地探測(cè)在工具表面(9、11)上的顏料印痕并且根據(jù)顏料印痕的色度確定待修整的表面區(qū)域(45)的位置和/或尺寸并且相應(yīng)地修整該表面區(qū)域。
2. 按權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31)具有一 個(gè)分析單元(35)，該分析單元優(yōu)選光學(xué)地探測(cè)具有顏料印痕的工具表 面(9、 11)并且產(chǎn)生工具表面的相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。
3. 按權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于為了界定待加工的表面 區(qū)域(45)，分析單元(35)優(yōu)選借助于顏色識(shí)別來(lái)確定待修整的表面 區(qū)域(45)的周邊邊緣(44)。
4. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 優(yōu)選分析單元(35)具有一個(gè)圖像采集裝置(29),該圖像采集裝置至 少以一個(gè)視角拍攝工具表面(9、 11)并且借助于由此產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)制 成工具表面(9、 11)的三維模型。
5. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 根據(jù)顏料印痕的色度確定在待修整的表面區(qū)域(45)上的必要的材料去 除。
6. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 在具有一個(gè)工具上部(5)和一個(gè)工具下部(7)的工具中探測(cè)具有相應(yīng) 的顏料印痕的彼此對(duì)應(yīng)的第一和第二工具表面(9、 11)。
7. 按權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于分析單元(35)將第一工具表面(9)的顏料印痕和第二工具表面(11)的顏料印痕的圖^象數(shù)據(jù) 重疊并且將由此構(gòu)成的相交區(qū)域確定為待修整的表面區(qū)域(45)。
8. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 具有一個(gè)控制單元(37)，該控制單元借助于待修整的表面區(qū)域(45) 的探測(cè)的位置和尺寸產(chǎn)生用于配設(shè)的操縱單元(15)的運(yùn)動(dòng)程序，用于 相應(yīng)的工具表面(9、 11)的最終加工。
9. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 尤其是控制單元(37)將工具表面(9、 11)的作為實(shí)際狀態(tài)探測(cè)的顏料 印痕與存儲(chǔ)的額定狀態(tài)進(jìn)行比較并且在這種基礎(chǔ)上相應(yīng)地識(shí)別和加工待 修整的表面區(qū)域(45)。
10. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在工具表面 (9、 11)上的顏料印痕的顏料分布或者色度基本上均勻的情況下，或者在實(shí)際狀態(tài)和存儲(chǔ)的額定狀態(tài)基本上一致的情況下，加工裝置(31)結(jié) 束最終加工過(guò)程。
11. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置(31) 在實(shí)現(xiàn)修整工具表面(9、 11)之后重新確定研磨的板件在工具表面(9、 11)上的另一顏料印痕并且必要時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的表面加工。
12. 按權(quán)利要求8至11任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于操縱單元 (15)是一個(gè)工業(yè)機(jī)器人，該工業(yè)機(jī)器人優(yōu)選設(shè)置在一個(gè)配設(shè)于工具的壓力機(jī)(3)上。
13. 按權(quán)利要求8至12任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于圖像采集 裝置(29)例如一個(gè)數(shù)碼相機(jī)和/或一個(gè)用于在圖像采集期間照明工具表 面(9、 11)的照明裝置裝配在工業(yè)機(jī)器人(15)上并且由該工業(yè)^/L器人 帶動(dòng)。
14. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于加工裝置具 有一個(gè)涂布單元，該涂布單元自動(dòng)地將研磨顏料涂布到板件上。
15. 用于車身板件的成形工具(5、 7)的最終加工的方法，其中在 一個(gè)用于識(shí)別工具表面(9、 11)的待修整的表面區(qū)域(45)的第一步驟 中，將一個(gè)用研磨顏料涂布的板件在一個(gè)過(guò)程中借助于工具(5、 7)壓 制并且借助于在工具表面(9、 11)上的板件的顏料印痕來(lái)探測(cè)待修整的 表面區(qū)域(45)，并且在一個(gè)第二工作步驟中將待修整的表面區(qū)域(45) 通過(guò)相應(yīng)的表面加工進(jìn)行修整，其特征在于電子地探測(cè)在工具表面(9、 11 )上的顏料印痕并且根據(jù)顏料印痕的色度來(lái)確定待修整的表面區(qū)域 (45)的位置和/或尺寸并且相應(yīng)地進(jìn)行修整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車身板件的成形工具(5、7)的最終加工的設(shè)備，其中在一個(gè)用于識(shí)別工具表面(9、11)的待修整的表面區(qū)域(45)的第一工作步驟中將一個(gè)用研磨顏料涂布的拉深的板件可以在一個(gè)壓制過(guò)程中借助于工具(5、7)成形并且借助于在工具表面(9、11)上的板件的顏料印痕探測(cè)待修整的表面區(qū)域(45)，并且緊接著在一個(gè)第二工作步驟中待修整的表面區(qū)域(45)可以通過(guò)相應(yīng)的表面處理進(jìn)行修整。按本發(fā)明，該設(shè)備具有一個(gè)加工裝置(31)，該加工裝置電子地探測(cè)具有顏料印痕的工具表面(9、11)并且根據(jù)顏料印痕的色度確定待處理的表面區(qū)域(45)的位置和/或尺寸并且相應(yīng)地修整該表面區(qū)域。
文檔編號(hào)B23P15/24GK101356025SQ200680050895
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者H·瓦爾特爾, H·馬丁, M·克施納, N·馬勒 申請(qǐng)人:奧迪股份公司