CZ20013772A3 - Způsob ohýbání válcem - Google Patents

Description

Způsob ohýbání válcem

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu spojování, nebo přesněji spíše způsobu ohýbání válcem, ve kterém se ohýbací 5 válec posouvá s pružně přítlačnou silou proti součásti v dráze podél této součásti prostřednictvím posouvacího zařízení vytvořeného s řídícím systémem.

Dosavadní stav techniky ¹⁰

Při spojovaní dvou tabulových kovových částí (plechů) dohromady v takových souvislostech, kde požadavky na povrchovou úpravu jsou vysoké, se často využívá ohýbání (přehýbání, překládání) nebo ohýbání válcem jako lepší alternativa pro svařování. Ohýbací proces s válcem probíhá tak, že jedna ze součástí je uložena s hranovou částí vyčnívající přes druhou součást, tato hranová část se ohne přes druhou součást a přitlačí proti ní tak, že hrana druhé součásti bude umístěna mezi první součástí a její přehnutou hranovou částí. Během tohoto pracovního cyklu součásti spočívají na a jsou polohově upevněny vzhledem k loži, které tím bude definovat tvar dokončeného přehybu.

Pro shora zmiňované přehnutí hranové částí první součásti se obecně používá válec, který je posouván v podélném směru vzhledem k hranové části. Před operací ohýbání má první součást svoji hranovou část vyčnívající přibližně pod pravým úhlem nebo alespoň příčně směrovanou vzhledem k rovině části součásti ležící uvnitř hranové části. Válec se potom obecně posouvá ve třech různých krocích podél hranové

2Q části, takže ta se v prvním kroku ohýbání ohne o přibližně

30°a v druhém kroku ohýbání o přibližně dalších 30°. Následný a poslední krok ohýbání je rozhodující kritický krok, ve kterém je určována povrchová úprava součásti.

Dva první kroky ohýbání mohou být prováděny bez jakýchkoliv zásadních požadavků na přesnost, pokud se týká vzájemných poloh mezi ohýbacím válcem a hranovou částí součásti. To rovněž platí pro přítlačné síly, které převládají mezi ohýbacím válcem a hranovou částí.

Na druhou stranu, pokud se týká finálního kroku při operaci ohýbání, jsou kladeny extrémně vysoké požadavky na přesnost posouvání a rovněž požadavky na určitou pružnou schopnost válce. Navíc se přítlačná síla od válce na hranovou část, spočívající na loži, musí často měnit podél délky hranové části tak, že například při těsném ohýbání rohové oblasti součásti musí být přítlačná síla omezena, protože hranová část musí být podstatně užší v takové zakřivené oblastí.

EP 577 876 ve spojení s odkazy na obr. 7 a obr. 8 a ve spojení s odkazy na obr. 9 a obr. 10, popisuje ohýbací zařízení pro ohýbání na válci. Společné oběma těmto provedením je to, že průmyslový robot nese koncový prováděcí prostředěk nebo ohýbací hlavu se dvěma hlavními komponenty, kde jeden hlavní komponent je spojen s průmyslovým robotem, zatímco druhý hlavní komponent je posunutelný vzhledem k prvním směrem k a směrem od součásti. Tato konstrukce obsahuje servo zařízení, prostřednictvím kterého může být řízena vzájemná poloha dvou hlavních komponentů, aby se tak měnila nebo realizovala pružná síla při opírání ohýbacího válce proti součásti.

• « · · · · ·

Lze očekávat, že popisovaná provedení budou trpět značnými nedostatky, pokud se týká přesnosti v přítlačné síle ohýbacího válce a jeho dráhy posouvání v důsledku pohyblivého vzájemného spojení hlavních komponentů v ohýbací hlavě. Navíc bude ohýbací hlava přirozeně extrémně složitá a také drahá.

Další nevýhody technologie podle dosavadního stavu techniky spočívají ve skutečností, že zařízení v principu zahrnuje dva různé posouvací mechanismy, jeden pro posouvání ohýbací hlavy a jeden pro posouvání ohýbacího válce v ohýbací θ hlavě. To implikuje, že jsou zde dva zdroje nepříznivě ovlivňující přesnost, jak pokud se týká přítlačné síly tak í pokud se týká přenosti v dráze posunutí ohýbacího válce.

Předkládaný vynález si tedy klade za cíl navrhnout způsob, definovaný v úvodu, tak, že nevýhody spojené s postupy a se zařízeními podle dosavadního stavu techniky budou překonány. Zejména si přitom předkládaný vynález klade za cíl realizovat způsob, který může být zaveden do praxe bez použití složitého a nákladného speciálního vybavení. Navíc si předkládaný vynález rovněž klade za cíl realizovat způsob, který dosahuje výhod lepší přenosti ve srovnání s technologií dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle, tvořící základ předkládaného vynálezu, budou dosaženy, pokud v úvodu definovaný způsob je charakterizován tím, že pružnost se vytváří prostřednictvím posouvacího zařízení.

V důsledku tohoto znaku budou dosaženy především výhody týkající se jednoduchosti použitého vybavení.

Další výhodné znaky jsou definovány v připojených závislých patentových nárocích.

Předkládaný vynález bude v následujícím popisu podrobněji popsán, zejména ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje perspektivní pohled na ohýbací hlavu’, namontovanou na průmyslovém robotu, určenou pro použití při realizaci způsobu podle vynálezu;

Obr.2 znázorňuje pohled v částečném řezu na součást, lože, na kterém součást spočívá, a ohýbací válec; a

Obr. 3 znázorňuje spodní část modifikované ohýbací hlavy při pohledu ve směru podle šipky C na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Předkládaný vynález bude popsán v popisu níže prostřednictvím příkladu, jak je aplikován v průmyslovém robotu. Přirozeně ale může být předkládaný vynález aplikován v jakémkoliv jiném typu posouvacího zařízení nebo manipulátoru, který je vytvořen s řídícím systémem a který může vytvářet potřebné chování vzájemného posunutí mezi součástí a ohýbacím válcem. Termín posouvací zařízení by tudíž měl být interpretován tak široce, že rovněž zahrnuje zařízení, které posouvá součást vzhledem k pevně uloženému ohýbacímu válci, a rovněž zařízení, ve kterých se pohybuje jak součást tak i ohýbací válec.

Na obr. 1 přerušované čáry naznačují posunovací zařízení nebo manipulátor 1, obsažený v průmyslovém robotu, přičemž manipulátor je ten úsek průmyslového robota, který je pohyblivý podle extrémně složitých pohybových chování (vzorů) a který slouží pro zajištění takových koncových prováděcích prostředků nebo vybavení, se kterými má robot manipulovat. Vztahovými značkami jsou označeny nosné prvky, přičemž první nebo horní nosný prvek 2 je zajištěn k manipulátoru i robota prostřednictvím vhodných rychloupínacích zařízení nebo šroubových spojek. Druhý nebo spodní nosný prvek 3 nese na každé straně ohýbací válec 4., který je otočně v ložisku uložen vzhledem k druhému nosnému prvku a který je otočitelný kolem společné osy 5.. Ohýbací válce 4. jsou určeny k tomu, aby byly v kontaktu s a tlačily proti hranové části 10 součásti

12, která spočívá na loži 13 (viz obr. 2) a která má být ohýbána. Ohýbací válec se tedy má posouvat podél ohýbací dráhy.

Druhý nosný prvek 3. je pohyblivý vzhledem k prvnímu nosnému prvku 2. a přesněji je otočný vzhledem k němu kolem

0 druhé osy 6, která je uložena ve vzdálenosti od první osy 5. a ukotvení nosného prvku 2. v manipulátoru i. To implikuje, že druhý nosný prvek 2 může provádět kývavý otočný pohyb kolem druhé osy 6., přičemž ohýbací válec 4. může být přinucen, aby se pohyboval směrem k a směrem od hranové části 10 součásti.

Schopnost otáčení druhého nosného prvku 3. vzhledem k prvnímu nosnému prvku 2 je dosažena tak, že druhý nosný prvek 2 je umístěn mezi dvěma třmeny, z nichž pouze jeden třmen § je na obrázku znázorněn. Skrz tyto dva třmeny prochází ložiskový čep 11, který definuje druhou otočnou osu 6. Oblast posouvání druhého nosného prvku 3. je omezena prostřednictvím přítomnosti zajišťovacího čepu 14, který prochází skrz oba třmeny a skrz obloukově zakřivené vybrání v druhém prvku 3.

Mezi dvěma nosnými prvky je umístěn pryžový měch 15, který má vstup 16 pro vzduch.

Prostřednictvím přivádění vzduchu pod tlakem do vnitřku měchu 15, může být zajištěno, aby měch 15 fungoval jako pružina, čímž může být ohýbací válec 4. držen v pružném přitlačení proti součásti 12.

Je ale rovněž možné zvýšit tlak v měchu 15 na takovou úroveň, že druhý nosný prvek 3. je zajištěn v opření proti zajišťovacímu čepu 14 . V tomto stavu je ohýbací válec pevně propojen s manipulátorem 1 průmyslového robota a v důsledku toho zcela otrocky sleduje jeho posouvání.

Z předcházejícího popisu by mělo být zcela zřejmé, že v těch provozních stavech, ve kterých měch 15 má tak vysoký tlak, že nemůže dojít k žádnému posunutí mezi ohýbacím válcem 4. a manipulátorem 1, by ohýbací válec 4. mohl být stejně tak dobře přímo spojen s manipulátorem 1 prostřednictvím zcela tuhé spojovací části 17 (viz obr. 2).

Při výrobě součásti 12 je podél hranové části 10 naznačena linka, přičemž tato linka je reprezentována bodem 18 na obr. 2. Tato linka podél obvodu součásti 12 je popsána v počítačových souborech, které jsou přeneseny do řídícího systému v průmyslovém robotu. V důsledku toho je průmyslový robot uvědomován o dráze, která má být sledována ohýbacím válcem 4. při provádění ohýbacího cyklu.

Za účelem lokalizování ohýbacího válce 4. určitým způsobem vzhledem k lince 18, je na ohýbacím válci definována obvodová linka 19, přičemž tato obvodová linka je na obr. 2 • « · * · · · · • · · · · · · · » · · • · · · · · · · ······ · · ·· · · • · · · · · · ··· · ··· ···· ·· ··· naznačena prostřednictvím bodu 19. Prostřednictvím posunutí obvodové linky 19 vzhledem k lince 18 v odezvě na rozměry materiálu, šířku ohybu, a podobně, které se provádí s využitím řídícího systému robota, může být dosažena požadovaná vzájemná poloha mezi ohýbacím válcem a hranovou částí 10 podél celého obvodu součásti 12. Ohýbací válec 4. tudíž může být přinucen, aby sledoval požadovanou ohýbací dráhu podél hranové části 10.

Dalším způsobem informování řídícího systému průmyslového robota o požadované ohýbací dráze by mohlo být umožnění specifickému, úzkému snímacímu válci, aby sledoval a snímal buď hranovou část 10 nebo část lože 13., umístěnou proximálně u hranové části. Prostřednictvím takovéhoto snímání může být do řídícího systému průmyslového robota přenesena informace o dráze, krerou má ohýbací válec 4. následně sledovat při ohýbací operaci.

Když má být následně provedena ohýbací operace a zejména její finální fáze, musí proběhnout korekce dráhy ohýbacího válce 4. vzhledem k požadované dráze, naprogramované do robota, pokud finálním výsledkem má být ten, který je požadován. Tyto korekce zahrnují změny přítlačné síly ohýbacího válce proti součásti 12 podél ohýbací dráhy, pružná pružinová posunutí ohýbacího válce, a podobně.

Pružnost, kterou robot podle předkládaného vynálezu realizuje, může být pasivní nebo aktivní.

Pasivní pružnost je dosaženo prostřednictvím pružinového prvku, jako je spirálová pružina, zkrutná pružina, pružný pryžový prvek, plynová (pneumatická) pružina, • ·· ·· · • · · · · ♦ · · • · · · · • 9 9 9 9 9

9 9 9 9

999 9999 9 · 99 9 a podobně, a nevyžaduje snímání přitlačení ohýbacího válce 4. proti součásti.

Aktivní pružnost je založena konceptu, že síla přitlačení ohýbacího válce 4 proti součástí může být snímána prostřednictvím snímače. Zařízeni pro generovaní sily potom tlačí válec 4 více či méně silně proti součásti 12 v odezvě na výstupní signál ze snímače, takže přítlačná síla válce se udržuje na požadované úrovni.

Na obr. 2 hranová část 10 vyčnívá přibližně pod pravým úhlem od součásti 12., přičemž by mělo být zřejmé, že druhá součást, která má být ohýbána pohromadě se součástí 12, byla z obrázku vypuštěna.

V prvním kroku ohýbacího cyklu se hranová část 10 15 ohýbá od polohy, ilustrované na obr. 2 prostřednictvím plných čar, a je v tomto případě ohnuta řádově o 30° dovnitř podél větší části součásti 12 do polohy, která je ilustrována přerušovanou čárou 20 . Požadavky na přesnost během tohoto prvního kroku ohýbacího cyklu jsou nízké, přičemž z tohoto

2Q důvodu může být ohýbací válec 4_ udržován tuhý a nepohyblivý vzhledem k manipulátoru K

Druhá fáze ohýbacího cyklu se provádí, když je hranová část ohýbána z polohy, ilustrované prostřednictvím přerušované čáry 20, do nové polohy, která je zhruba ilustrována přerušovanou čarou 21. Rovněž během tohoto druhého kroku ohýbacího cyklu jsou požadavky na přesnost nízké, jak pokud se týká vzájemné polohy mezi ohýbacím válcem a hranovou částí 10 tak i pokud se týká přítlačného tlaku od ohýbacího válce proti hranové části. Následně rovněž během tohoto druhého kroku může být ohýbací válec 4. tuhý a nepohyblivý vzhledem k manipulátoru i.

S ohýbací hlavou podle obr. 1 to implikuje, že dva výše popisované kroky v ohýbacím procesu se provádějí s tak vysokým tlakem v měchu 15., že spodní nosný prvek 3. je polohově fixován v důsledku jeho přitlačení proti zajišťovacímu čepu 14, které je realizováno prostřednictvím měchu 15.

Při dokončování finálního kroku při ohýbacím cyklu, to jest ohýbání přes hranovou část 10 z polohy, ilustrované prostřednictvím přerušované čáry 21, do polohy přibližně rovnoběžné s hlavní částí součásti 12 a v opření proti druhé součásti (není znázorněna na obr. 2), jsou požadavky na řízení přesností, pružnosti a síly značné.

Ve finálním kroku ohýbacího cyklu, to jest při finálním ohýbání, se ohýbací válec 4. posouvá s pružně přítlačnou silou proti součásti 12 v dráze podél této součásti. Aby se kompenzovaly takové nepřesnosti v dráze posouvání, které by případně mohly nastat, je podstatné, že ohýbacímu válci 4. je umožněno pružit ve směru k a od hranové části 10. Podle předkládaného vynálezu se tato funkce pružnosti realizuje v průmyslovém robotu. V takovém případě se snímá přítlačná síla ohýbacího válce 4. proti hranové části 10 prostřednictvím snímače, který je integrován s nebo je začleněn do průmyslového robota. Výstupní signál z tohoto snímače je přiváděn do řídícího systému průmyslového robota, takže průmyslový robot sám, se svými vlastními posouvacími zařízeními, může realizovat potřebnou schopnost pružnosti.

V jednom provedení předkládaného vynálezu je snímačem, který je použit pro měření přítlačné síly ohýbacího válce proti součásti 12, jeden nebo více hnacích motorků obsažených v robotu. To je možné prostřednictvím snímání proudu, který je při konstantním napětí přiváděn do těchto hnacích motorků.

V dalším provedení předkládaného vynálezu je použito specifického snímače, který je aktivně umístěn mezi ohýbací válec 4. a zařízení robota, která generují sílu, to jest jeho hnací motorky. V jednom provedení je tento snímač umístěn na rozhraní mezi ohýbací hlavou a manipulátorem 1,.

V jednom provedení podle obr. 1 může být ale také použito měchu 15 jako snímače pro vysílání signálu do řídícího systému robota, který tak řídí hnací motorky robota 15 takovým způsobem, že je dosaženo požadované pružnosti. Pokud je měchu udělen tak vysoký vnitřní tlak, že v principu nemá žádnou funkci jako pružina, ale ještě není přitlačen druhý nosný prvek 3. do zastavovací polohy proti zajišťovacímu čepu 14, a pokud je vstup 16 uzavřen, může být vnitřní tlak v měchu 15 snímán a využit jako vstupní signál do řídícího systému robota.

Obr. 3 znázorňuje modifikovanou ohýbací hlavu, která je zkonstruována tak, aby alespoň během finálního ohýbání nabízela dokonce ještě lepší přesnost. Ohýbací hlava má, kromě ohýbacího válce 4., vodící válec 22., který je zkonstruován pro sledování vodící dráhy 23 na loži 13. V ilustrovaném provedení má vodící válec 22 osu 24 otáčení, procházející ve vertikálním směru ohýbací hlavy a přibližně

2Q rovnoběžně se směrem, ve kterém se ohýbací válec 4. pohybuje při svém pružném posouvání směrem k a od součásti během !

9 9 9 9 9

9 9 * ·

999 9999 ·9 ··· • 9999 ·

999 9 finálního ohýbání. Znázorněná orientace vodící dráhy 23 a vodícího válce 22 s sebou přináší to, že ohýbací válec 4. bude veden extrémně přesně v příčném směru ohybu, který je během procesu vytvářen.

V provedení podle obr. 3 muže mít vodící válec 22 jízdní povrch s potahem z pružně působícího nebo elastického materiálu, jako je plastový nebo pryžový materiál.

Alternativně může být takový materiál uložen na vodící dráze

23.

Zastupuje :

9 9 99

9 9 9 9 9

9 9 9 9 /-) · 9999 9 9 9

J.Z 9 9 9 9

999 9 99 9 999 9

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob ohýbání válcem, ve kterém se ohýbací válec (4) posouvá s pružně přítlačnou silou proti součásti (12) v dráze podél této součásti prostřednictvím posouvacího zařízení 5 vytvořeného s řídícím systémem, vyznačující se tím, že pružnost se dosahuje prostřednictvím posouvacího zařízení.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se snímá přítlačná síla prostřednictvím snímače, integrálního s nebo

   IQ začleněného v posouvacím zařízením, přičemž výstupní signál snímače se přivádí do řídícího systému.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jako snímače se použije jednoho nebo více hnacích motorků začleněných v posouvacím zařízení.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jako snímače se použije samostatného snímače, který je aktivně umístěn mezi ohýbací válec (4) a posouvací zařízení.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující

   20 se tím, že ohýbací válec (4) se alespoň během finálního kroku ohýbacího cyklu, tedy během finálního ohýbání, vede v příčném směru ohybu, který je vytvářen, tím, že se podél vodící dráhy (23) na loži (13), na kterém spočívá součást (12), vede vodící válec (22).