DE10011854A1

DE10011854A1 - Rollfalzkopf und Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung

Info

Publication number: DE10011854A1
Application number: DE2000111854
Authority: DE
Inventors: Ewald Quell; Manfred Hohmann; Christoph Gutmann
Original assignee: Edag Engineering and Design AG
Current assignee: FFT EDAG Produktionssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE10011854C5; DE10011854B4

Abstract

Bei einem von einem Industrieroboter zu führenden Rollfalzkopf (6), welcher eine Falzrolle (8, 9) hat, die in Radialrichtung mittels eines Trägers (10) relativ zum Rollfalzkopf (6) verschieblich gehalten ist, dient zum Verschieben des Trägers (10) eine an dem Träger (10) und dem Rollfalzkopf (6) abgestützte Feder (17). Diese Feder (17) ist mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig (11) gefesselt angeordnet, der einerseits an dem Träger (10), andererseits an einer sich gegen den Rollfalzkopf (6) abstützenden Kraftmessdose (12) abgestützt ist. Beim Vorfalzen arbeitet der Rollfalzkopf (6) als starres System. Bei höheren Kräften kann sich die jeweilige Falzrolle (8, 9) gegen die Kraft der Feder (17) verschieben.

Description

Die Erfindung betrifft einen von einem Industrieroboter zu führenden Rollfalzkopf, welcher eine Falzrolle hat, die in Radialrichtung mittels eines Trägers relativ zum Rollfalzkopf verschieblich gehalten ist und bei dem zum Verschieben des Trägers eine an dem Träger und dem Roll falzkopf abgestützte Feder vorgesehen ist. Weiterhin be trifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines von einem Industriero boter geführten Rollfalzkopfes, bei dem der Rollfalzkopf entsprechend der Kontur des zu falzenden Bleches entlang einer programmierten Bahn geführt wird.

Blechfalzverbindungen werden bei der Automobilfertigung oftmals mit Industrierobotern erzeugt, um sich möglichst rasch unterschiedlich gestalteten Bauteilen anpassen zu können. Beim Falzen drückt der Industrieroboter mit der Falzrolle ein Außenblech auf ein Innenblech. Um das Au ßenblech vollständig auf das Innenblech zu biegen, sind meist zwei Vorfalzoperationen und eine Fertigfalzopera tion notwendig. Die Falzrolle muss deshalb mehrmals über das zu falzende Blech geführt werden. Während beim Vor falzen sich die Falzrolle möglichst starr mit einer vor gegebenen Kraft entlang einer durch die Kontur des zu falzenden Blechteiles festgelegten Bahn bewegen soll, ist es beim Fertigwalzen erforderlich, mit höheren Andrück kräften zu arbeiten und die Möglichkeit vorzusehen, dass bei Dickenschwankungen und Maßtoleranzen des Blechteiles die Falzrolle gegen eine Vorspannkraft ausweichen kann. Letzteres verwirklicht man oftmals dadurch, dass man den die Falzrolle haltenden Träger mittels eines Druckzylin ders oder einer Gasdruckfeder von einem festen Anschlag weg in Richtung des Werkstückes verschiebt und dabei den Druck im Druckzylinder oder der Gasdruckfeder steuert, um eine gewünschte Vorspannkraft zu erhalten. Bei einigen Systemen werden die Falzrollen starr an dem Roboterarm montiert. Dabei nutzt man die Elastizität des den Roll falzkopf führenden Roboterarmes, um der Falzrolle die Möglichkeit einer Anpassung an Maßabweichungen zu geben.

Die bekannten Rollfalzköpfe sind relativ aufwendig ge staltet, führen zu einer hohen Beanspruchung des Roboter armes und verlangen eine komplizierte Steuerung des Dru ckes und eine exakte Bahnsteuerung.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Rollfalz kopf der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er möglichst einfach ausgebildet ist und sowohl das Vorfal zen als auch das Fertigfalzen mit ihm auf möglichst ein fache Weise erfolgen kann. Weiterhin soll ein Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines sol chen Rollfalzkopfes entwickelt werden, welches möglichst einfach und mit möglichst geringem baulichen Aufwand aus führbar ist.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, dass die Feder mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig gefesselt angeordnet ist, der einer seits an dem Träger, andererseits an einer sich gegen den Rollfalzkopf abstützenden Kraftmessdose abgestützt ist.

Durch diese Gestaltung arbeitet der Rollfalzkopf bei den während des Vorfalzens auftretenden Andrückkräften als starres Bauteil, ist jedoch beim Fertigfalzen in der Lage, gegen die Kraft der ihn vorspannenden Feder auszu weichen, so dass Toleranzen ausgeglichen werden können.

Da der Rollfalzkopf gegen eine Kraftmessdose abgestützt ist, kann man die beim Rollfalzen auftretenden Kräfte leicht überwachen und durch Verändern des Abstandes der Bahn des Rollfalzkopfes von dem zu falzenden Blechteil verändern.

Der Rollfalzkopf ist besonders einfach ausgebildet, wenn der Federkäfig durch zwei einseitig geschlossene, mit ih rem offenen Ende ineinander geschobene Zylinder gebildet ist, deren maximal mögliche Auseinanderfahrbewegung durch Anschläge begrenzt ist.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines von einem Industrieroboter geführten Rollfalzkopf, bei dem der Rollfalzkopf entsprechend der Kontur des zu falzenden Bleches entlang einer programmierten Bahn ge führt wird, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Rollfalzkopf mit einer gegen die Kraft einer Feder in den Rollfalzkopf einfahrbaren Falzrolle benutzt wird und die Andrückkraft der Falzrolle durch Veränderung des Bahnver laufs gesteuert wird.

Durch diese erfindungsgemäße Bahnsteuerung zur Beeinflus sung der Andrückkraft kann das Verfahren mit weniger Steueraufwand durchgeführt werden, als wenn man zur Ver änderung der Andrückkraft die Druckbeaufschlagung eines hydraulischen Zylinders oder einer Luftfeder verändern müsste.

Besonders günstig ist das Verfahren ausführbar, wenn ein Rollfalzkopf mit einer in einem Federkäfig gefesselten Feder benutzt wird und die Vorspannkraft der Feder in dem Federkäfig so hoch gewählt wird, dass lediglich bei der Fertigfalzstufe die Feder zusammengedrückt wird. Durch eine solche gefesselte Feder kann man erreichen, dass beim Vorfalzen ausreichende Andrückkräfte erzeugt werden können, ohne dass die Falzrolle hierzu einen Hub relativ zum Rollfalzkopf ausführen muss. Deshalb braucht der Ro boter nur geringe Wegänderungen auszuführen, um ausrei chend hohe Kräfte zu erzeugen.

Günstig ist es auch, wenn ein Rollfalzkopf benutzt wird, bei dem sich der Federkäfig gegen eine Kraftmessdose ab stützt. Hierdurch kann man sowohl beim Vorfalzen als auch beim Fertigfalzen auf sehr einfache Weise die jeweils auftretenden Kräfte ermitteln und deshalb rasch eingrei fen, falls diese nicht einem Sollwert entsprechen.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 bis 4 ein Blechteil in verschiedenen Ferti gungsstufen einer Falzverbindung,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Rollfalz kopf nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt teilweise ein Blechteil 1, welches aus einem Außenblech 2 und einem Innenblech 3 gebildet ist. Das Außenblech 2 hat einen zunächst rechtwinklig nach oben ragenden Falzrand 4. Dieser Falzrand 4 wird durch Rollfalzen in zwei Vorfalzstufen jeweils um 30° zum In nenblech 3 hin gebogen, was die Fig. 2 und 3 zeigen. Anschließend erfolgt das Fertigfalzen, bei dem der Falz rand plan auf das Innenblech 3 gedrückt wird.

Die Fig. 5 zeigt ein Ende eines Roboterarmes 5, der ei nen Rollfalzkopf 6 trägt. Dieser Rollfalzkopf 6 hat auf einer Achse 7 zwei Falzrollen 8, 9. Zum Falzen fährt man jeweils mit einer der beiden Falzrollen 8 oder 9 über den zu falzenden Falzrand 4.

Die Achse 7 wird von einem Träger 10 gehalten, der in dem Rollfalzkopf 6 verschieblich gehalten ist und sich gegen einen Federkäfig 11 abstützt, der mit seinem anderen Ende gegen eine Kraftmessdose 12 anliegt. Der Federkäfig 11 besteht aus zwei Zylindern 13, 14, von denen der obere zur Kraftmessdose 12 und der untere zum Träger 10 hin ge schlossen ist. Jeder der Zylinder 13, 14 hat an seinem offenen Ende einen Anschlag 15, 16, der jeweils durch ei nen umlaufenden Flansch gebildet ist. Dabei greift der Anschlag 16 des oberen Zylinders 14 unter den Anschlag 15 des unteren Zylinders 13, so dass die Zylinder 13, 14 nicht weiter auseinander gelangen können, als in der Zeichnung dargestellt. Eine als Druckfeder ausgebildete Feder 17 spannt die Zylinder 13, 14 in der gezeigten, auf Anschlag liegenden Stellung vor.

Bezugszeichenliste

1

Blechteil

2

Außenblech

3

Innenblech

4

Falzrand

5

Roboterarm

6

Rollfalzkopf

7

Achse

8

Falzrolle

9

Falzrolle

10

Träger

11

Federkäfig

12

Kraftmessdose

13

Zylinder

14

Zylinder

15

Anschlag

16

Anschlag

17

Feder

Claims

1. Von einem Industrieroboter zu führender Rollfalzkopf, welcher eine Falzrolle hat, die in Radialrichtung mittels eines Trägers relativ zum Rollfalzkopf verschieblich ge halten ist und bei dem zum Verschieben des Trägers eine an dem Träger und dem Rollfalzkopf abgestützte Feder vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig (11) gefesselt angeordnet ist, der einerseits an dem Trä ger (10), andererseits an einer sich gegen den Rollfalz kopf (6) abstützenden Kraftmessdose (12) abgestützt ist.

2. Rollfalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkäfig (11) durch zwei einseitig geschlos sene, mit ihrem offenen Ende ineinander geschobene Zylin der (13, 14) gebildet ist, deren maximal mögliche Ausein anderfahrbewegung durch Anschläge (15, 16) begrenzt ist.

3. Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mit tels eines von einem Industrieroboter geführten Rollfalz kopfes, bei dem der Rollfalzkopf entsprechend der Kontur des zu falzenden Bleches entlang einer programmierten Bahn geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Roll falzkopf mit einer gegen die Kraft einer Feder in den Rollfalzkopf einfahrbaren Falzrolle benutzt wird und die Andrückkraft der Falzrolle durch Veränderung des Bahnver laufs gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollfalzkopf mit einer in einem Federkäfig ge fesselten Feder benutzt wird und die Vorspannkraft der Feder in dem Federkäfig so hoch gewählt wird, dass ledig lich bei der Fertigfalzstufe die Feder zusammengedrückt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollfalzkopf benutzt wird, bei dem sich der Fe derkäfig gegen eine Kraftmessdose abstützt.