DE10011854B4

DE10011854B4 - Rollfalzkopf und Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung

Info

Publication number: DE10011854B4
Application number: DE2000111854
Authority: DE
Inventors: Ewald Quell; Manfred Hohmann; Christoph Gutmann
Original assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Current assignee: FFT EDAG Produktionssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE10011854C5; DE10011854A1

Abstract

Von einem Industrieroboter zu führender Rollfalzkopf (6), welcher eine Falzrolle (8, 9) hat, die in Radialrichtung mittels eines Trägers (10) relativ zum Rollfalzkopf (6) verschieblich gehalten ist und bei dem zum Verschieben des Trägers (10) eine an dem Träger (10) und dem Rollfalzkopf (6) abgestützte Feder (17) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig (11) gefesselt angeordnet ist, der einerseits an dem Träger (10), andererseits an einer sich gegen den Rollfalzkopf (6) abstützenden Kraftmessdose (12) abgestützt ist.

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 Rollfalzkopf abgestützte Feder vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines von einem Industrieroboter 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 Aussenblech vollständig auf das Innenblech zu biegen, sind meist zwei Vorfalzoperationen und eine Fertigfalzoperation notwendig. Die Falzrolle muss deshalb mehrmals über das zu falzende Blech geführt werden. Während beim Vorfalzen sich die Falzrolle möglichst starr mit einer vorgegebenen Kraft entlang einer durch die Kontur des zu falzenden Blechteiles festgelegten Bahn bewegen soll, ist es beim Fertigwalzen erforderlich, mit höheren Andrückkräften 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 Druckzylinders 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 Rollfalzkopf führenden Roboterarmes, um der Falzrolle die Möglichkeit einer Anpassung an Massabweichungen zu geben.
Die DE 42 11 244 A1 betrifft eine Maschine zum Aufstellen oder Profilieren von Rändern an Blechbahnen. Beschrieben wird eine Maschine zum Profilieren von Rändern an Blechbahnen, welche durch Falzen miteinander verbunden werden und für Dach- oder Wandverkleidungen Verwendung finden, wobei sich die Höhe des Profils verstellen lässt, die Maschine ortsveränderlich eingesetzt werden kann, die Anpassung der Rollenpaare an die Blechstärke über Federkraft erfolgen kann, vielseitig verwendbar ist, sich schnell in Baugruppen zerlegen lässt und eine sehr kompakte gewichtssparende Bauart aufweist. Die Maschine lässt sich in ihre Einzelteile zerlegt von Hand transportieren.
Die DE 42 10 879 A1 betrifft einen Winkel-Falzschließer. Beschrieben wird ein Winkel-Falzschließer, insbesondere zur Bildung eines Winkelfalz an Verwahrungen, mit an einer Halterung angeordneten, drehbar gelagerten Schließkörpern und mit Führungsrollen zur Führung des Winkel-Falzschließers. Bei den Schließkörpern handelt es sich um Rollen, die geneigt angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel beginnend mit der ersten Schließrolle bis zur Endschließrolle zunimmt. Zum Vertrieb des Winkel-Falzschließers sind Griffe vorgesehen. Die Endschließrolle ist federnd gelagert.
Die DE 691 00 549 T2 betrifft ein Roboterwerkzeug zum Setzen von ringförmigen Profilen. Beschrieben wird ein Roboterwerkzeug zum Anbringen einer ringförmigen Dichtung an einem Türfalz eines Kraftfahrzeugs, wobei die Dichtung mit einem zangenförmigen Teil versehen ist, der dazu geeignet ist, auf den Falz aufgesteckt zu werden, welches eine erste motorisch angetriebene Rolle aufweist, die auf die Außenseite der Zange einwirkt, um sie auf den Falz aufzuziehen, und eine zweite Rolle, die an der Innenseite der Zange angreift.
Die EP 0 802 001 A1 betrifft eine Maschine zum Umbiegen eines Blechrandes. An einer Maschine zum Umbiegen eines an einem ersten Blechteil vorgesehenen Blechrandes zu einem mit dem ersten Blechteil zu verbindenden zweiten Blechteil mit wenigstens einem vorzugsweise angetriebenen Formrollenpaar, dessen Formrollen in Vorschubrichtung an einander gegegenüberliegenden Seiten des Blechrandes auf diesem entlang seiner Längskante abrollen und dessen Rollenspalt in Biegerichtung zu dem zweiten Blechteil hin geneigt ist, wobei eine der Formrollen den Blechrand an dessen dem zweiten Blechrand zugewandten Seite untergreift, sowie mit einer quer zu der Vorschubrichtung wirksamen Abstützung mit wenigstens einem sich an einem der Blechteile abstützenden Widerlager ist vorgesehen, dass das (die) Widerlager dem Formrollenpaar in Vorschubrichtung; nacheilend angeordnet ist (sind) und sich an der dem zweiten Blechteil zugewandten Seite des Blechrandes abstützt (abstützen). Unerwünschte Deformierungen und Beschädigungen der Blechteile werden dadurch vermieden.
Die EP 0 577 876 B1 betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Werkstücks. Beschrieben wird eine rollenartige Randbearbeitungsvorrichtung zur Randbearbeitung eines Werkstücks mit einem gebogenen Randabschnitt, mit einer Randbearbeitungsrolle, die drehend unter Druck entlang dem gebogenen Abschnitt des Werkstücks geführt wird; einer Randbearbeitungsrollenhalterung, in der die Randbearbeitungsrolle gelagert wird; und eine Roboterhand zum Verschieben der Randbearbeitungsrolle über die Randbearbeitungsrollenhalterung unter gleichzeitigem Andrücken der Randbearbeitungsrolle auf den gebogenen Abschnitt des Werkstücks.
Die bekannten Rollfalzköpfe sind relativ aufwendig gestaltet, führen zu einer hohen Beanspruchung des Roboterarmes und verlangen eine komplizierte Steuerung des Druckes und eine exakte Bahnsteuerung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollfalzkopf der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er möglichst einfach ausgebildet ist und sowohl das Vorfalzen als auch das Fertigfalzen mit ihm auf möglichst einfache Weise erfolgen kann. Weiterhin soll ein Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines solchen Rollfalzkopfes entwickelt werden, welches möglichst einfach und mit möglichst geringem baulichen Aufwand ausführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, und insbesondere durch dessen kennzeichnende Merkmale erfüllt.
Vorteilhaft ist die Feder mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig gefesselt angeordnet, der einerseits 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 auszuweichen, 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 ihrem offenen Ende ineinander geschobene Zylinder gebildet ist, deren maximal mögliche Auseinanderfahrbewegung durch Anschläge begrenzt ist.
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 geführt wird, wird 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 Bahnverlaufs gesteuert wird.
Durch diese Bahnsteuerung zur Beeinflussung der Andrückkraft kann das Verfahren mit weniger Steueraufwand durchgeführt werden, als wenn man zur Veränderung 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 Roboter nur geringe Wegänderungen auszuführen, um ausreichend hohe Kräfte zu erzeugen.
Günstig ist es auch, wenn ein Rollfalzkopf benutzt wird, bei dem sich der Federkäfig gegen eine Kraftmessdose abstützt. Hierdurch kann man sowohl beim Vorfalzen als auch beim Fertigfalzen auf sehr einfache Weise die jeweils auftretenden Kräfte ermitteln und deshalb rasch eingreifen, 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
1 bis 4 ein Blechteil in verschiedenen Fertigungsstufen einer Falzverbindung,
5 einen Schnitt durch einen Rollfalzkopf nach der Erfindung.
Die 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 Innenblech 3 hin gebogen, was die 2 und 3 zeigen. Anschliessend erfolgt das Fertigfalzen, bei dem der Falzrand plan auf das Innenblech 3 gedrückt wird.
Die 5 zeigt ein Ende eines Roboterarmes 5, der einen Rollfalzkopf 6 trägt. Dieser Rollfalzkopf 6 hat auf einer Achse 7 zwei Falzrollen 8, 9. Zum Falzen führt 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 geschlossen ist. Jeder der Zylinder 13, 14 hat an seinem offenen Ende einen Anschlag 15, 16, der jeweils durch einen 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.

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

Von einem Industrieroboter zu führender Rollfalzkopf (6), welcher eine Falzrolle (8, 9) hat, die in Radialrichtung mittels eines Trägers (10) relativ zum Rollfalzkopf (6) verschieblich gehalten ist und bei dem zum Verschieben des Trägers (10) eine an dem Träger (10) und dem Rollfalzkopf (6) abgestützte Feder (17) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) mit einer festgelegten Vorspannung in einem Federkäfig (11) gefesselt angeordnet ist, der einerseits an dem Träger (10), andererseits an einer sich gegen den Rollfalzkopf (6) abstützenden Kraftmessdose (12) abgestützt ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkäfig (11) durch zwei einseitig geschlossene, mit ihrem offenen Ende ineinander geschobene Zylinder (13, 14) gebildet ist, deren maximal mögliche Auseinanderfahrbewegung durch Anschläge (15, 16) begrenzt ist.
Verfahren zum Erzeugen einer Blechfalzverbindung mittels eines von einem Industrieroboter geführten Rollfalzkopfes (6), bei dem der Rollfalzkopf (6) entsprechend der Kontur des zu falzenden Bleches entlang einer programmierten Bahn geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollfalzkopf (6) mit einer gegen die Kraft einer Feder (17) in den Rollfalzkopf (6) einfahrbaren Falzrolle (8, 9) benutzt wird und die Andrückkraft der Falzrolle (8, 9) durch Veränderung des Bahnverlaufs gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) in einem Federkäfig (11) gefesselt ist und die Vorspannkraft der Feder (17) in dem Federkäfig (11) so hoch gewählt wird, dass lediglich bei der Fertigfalzstufe die Feder (17) zusammengedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Federkäfig (11) gegen eine Kraftmessdose (12) abstützt.