用于在多工位压力机中确定工件传送轨迹的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在多工位压力机中确定工件传送轨迹的方法。本发明还涉及 用于实现该方法的软件。
【背景技术】
[0002] 现在，在诸如像用于生产汽车车身的片材成形之类的多种应用中广泛地使用多工 位压力机，即以由压力机中的第一个加工的工件可被移交到第二压力机(直接地或采用中 间工位）的这种方式连续地布置的至少两个压力机的装置。在下文中，将"多工位压力机" 理解成包括双联压力机、压力机线等。
[0003] 通常，工件从一压力机工位到下一个的移交由自动搬运设备实现。多工位压力机 的吞吐量不仅由压力机工位的速度（即每分钟冲程）限定，而且还由工件的存放和去除及工 件在压力机之间的传送的效率限定。在技术上，用于在工位之间传送工件的大量不同系统 可用，其具有涉及到例如线性和/或回旋轴的不同动力过程。在W0 2005/051563Al(GUdel GroupAG)中描述了许多示例中的一个。选择适当的系统，原则上，可实现非常高的传送速 度。
[0004] 然而，现在，多功能且快速的传送设备常常在选择用于将工件从一个工位传送至 下一个的轨迹方面提供很大的自由度。在下文中，将术语"轨迹"理解成对象作为时间的函 数通过空间的路径。其不仅包括路径的几何结构，而且包括作为时间函数的对象沿着路径 的位置。在本文中讨论的轨迹是封闭的，即通常反复地贯穿同一路径。
[0005] 选择轨迹方面的自由度允许优化多工位压力机的操作。然而，定义轨迹使得实现 整体系统的高或者甚至最佳吞吐量并不是简单的任务。用户被提供有有限的影响轨迹的可 能性，这可能意味着在任何情况下不能产生最佳轨迹，或者要定义的参数如此多以致于将 轨迹参数化相当于只能由经验丰富的操作员处理且涉及到大量反复实验的复杂且冗长的 任务。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明的目的是创造一种关于最初提到的技术领域的方法，其促进允许高 吞吐量的工件传送轨迹的确定。
[0007] 由权利要求1的特征指定本发明的解决方案。根据本发明，用于在多工位压力机 中确定工件传送轨迹的方法包括步骤： a) 提供用于工件传送轨迹的一组约束，该约束至少包括多工位压力机的多个工位中的 用于工件的拾取和存放位置； b) 提供用于将工件从所述多个工位中的第一个传送至所述多个工位中的第二个的至 少一个传递设备和所述多个工位的机器性质； c) 提供关于候选工件传送轨迹的信息； d) 基于提供的信息来模拟所述多个工位和所述至少一个传递设备以便确定候选工件 传送轨迹是否符合所提供的机器参数； C)显示确定的结果。
[0008] 该机器性质可包括多工位压力机的工位和传递设备的各种参数，诸如以下各项中 的一个或多个： a)传送系统的机器和/或几何轴的最大速度； b) 传送系统的机器和/或几何轴的最大加速度； c) 由传递设备传送的工件的最大速度； d) 由传递设备传送的工件的最大加速度；和/或 e)所述多个工位的压力机冲程速率。
[0009] -般地，诸如拾取和存放位置之类的用于轨迹的约束由多工位压力机、传递设备、 工件和压力机工具的一般设置给定。定义工件传送轨迹方面的其余自由度可受到用户（和 /或执行该方法的系统）的影响，以便相对于吞吐量、部件的最小磨损等优化轨迹。应注意 的是，在一个情况下就是那个参数可能是对轨迹的约束，而在另一情况下，其为可以由用户 在提供关于候选轨迹的信息时改变的自由度，所述另一情况例如采用另一传递设备、另一 工件或具有附加自由度的压力机工位。其他约束或自由度可包括例如工件的零点位置或下 面更详细地描述的其他参数。
[0010] -般地，用于定义轨迹的自由度和候选轨迹本身包括关于相当于工件传送的任何 机器和/或几何轴的信息，即例如可由多个轴的(时间）连续的各组位置来定义轨迹。
[0011] 如果在物理上可能沿着该轨迹传送工件，例如没有所传送工件与压力机工具或相 邻工件之间的碰撞，并且如果不超过多工位压力机和传递设备的元件的部件的某些限制 (诸如最大速度、加速度、动量等)，则将轨迹理解成符合提供的机器参数。原则上，所述多个 工位和所述至少一个传递设备的模拟包括与确定候选轨迹是否符合机器参数有关的这些 部件的所有动作。作为示例，在模拟的背景下，针对连续的时间点(本质上覆盖重复循环)来 确定用于工件、工位和传递设备的相关部件的位置、速度、加速度和其他相关参数。针对这 些时间点中的任何一个，检查是否存在这些部件中的两个或更多之间的冲突以及是否超过 相对于位置、速度、加速度或其他相关参数的(上和/或下）限制。
[0012] 显示确定的结果可包括诸如屏幕上的文本和/或图形输出、纸张打印输出、语音 输出或者将任何其他可用方法用于向人类用户传送信息之类的方法。在最简单的实施例 中，输出是二进制的，即候选工件轨迹是否符合机器参数。然而，通常，提供更全面的输出、 促进创建改善的候选轨迹是有利的。
[0013] 本发明方法允许促进候选轨迹的生成和测试。通过将关于多工位压力机和传递设 备的装配的技术考虑包括到确定工件传送轨迹的方法中而简化优化工件传送轨迹的过程 并使得其更加高效。
[0014] 该方法可包括导出与被认为适合于给定任务的所选轨迹有关的数据的另一步骤。 该导出数据可用来控制多工位压力机和/或其传送设备。此外，可在多工位压力机或传送 系统的控制器上直接地执行该方法，使得关于所选轨迹的数据可立即被用于控制各系统。
[0015] 该方法可通过利用软件来实现，该软件包括用于实现本发明方法的软件代码部 分。原则上，软件可在通用个人计算机上、特别地诸如多工位压力机控制器之类的专用硬件 上或在其他适当设备上运行。
[0016] 因此，本发明还包含一种装置或系统，其包括多工位压力机、用于将工件从所述多 个工位中的第一个传送至所述多个工位中的第二个的至少一个传递设备和用于该传递设 备的控制器，其中，所述控制器接受并存储用于工件传送轨迹的一组约束，该约束至少包括 用于多工位压力机的多个工位中的工件的拾取和存放位置，其中，所述控制器接受并存储 所述多个工位和所述至少一个传递设备的机器性质，其中，所述控制器接受并存储关于候 选工件传送轨迹的信息，其中，所述控制器适合于基于存储的信息来模拟所述多个工位和 所述至少一个传递设备，以便确定候选工件传送轨迹是否符合存储的机器参数；并且其中， 所述装置包括用于显示确定结果的设备。
[0017] 优选地，该方法包括提供关于所述多个工位的压力机工具几何结构和/或工件几 何结构的信息的另一步骤，其中，所述模拟步骤包括确定候选工件传送轨迹是否符合提供 的压力机工具和/或工件几何结构。
[0018] 这允许考虑到将处理的实际工件的情况下自动地检查符合性(如果需要的话，也 可以考虑受到先前压力机影响的工件的形状的修改)。
[0019] 替换地或另外，提供关于压力机工具和/或工件几何结构的信息，并且在图形表 示中显示对应于该候选工件轨迹的路径以及压力机工具和/或工件的扩展。这允许视觉地 检查当选择了候选工件传送轨迹时在工件与压力机工具之间是否存在冲突。在这种情况 下，优选地在压力机的移动工具（即通常为上模)的坐标中显示工件路径。这样做时，工件的 扩展是图形表示的静态区域，并且乍看之下可容易地检测到与路径的冲突。
[0020] 优选地，用作为角参数的函数的多个轴的多个位置来将工件传送轨迹和候选工件 传送轨迹参数化。通常，用于传送工件的传送设备以由相应控制系统(例如，PLC或NC控制 器）控制的许多设备轴为特征。这些设备轴(例如驱动位置）涉及某些几何轴(例如工件或 工件夹持器、旋转的某个参考点的XYZ位置)。由于轨迹的封闭性质，可用涉及压力机的操 作循环的坐标来表示全部这些轴。通常，将整个循环划分成360°，并且用相应角坐标来表 示压力机的轴和传送设备的位置。这使得更容易使传送设备的操作与相邻压力机相关。
[0021] 替换地，作为并未与压力机循环直接地相关的不同参数(例如，时间）的函数来将 轨迹参数化。
[0022] 优选地，可将工件传送轨迹和候选工件传送轨迹划分成多个段，每个段包括用于 角参数的连续值范围的轴位置。该段使得更容易针对轨迹进行工作，如下面进一步解释的。 优选地，针对每个轴，一般地用向在所提及范围中的角参数的任何值分配轴的位置的连续 函数来表示给定段中的此轴的轨迹。
[0023] 有利地，各段中的第一个涉及将工件从拾取位置卸载，并且各段中的第二个涉及 在存放位置上加载工件。这允许在可能存在压力机相互之间和可能与工件传送的其他阶段 的干扰的情况下将加载和卸载阶段解耦。
[0024] 在这方面