DE102004010036A1

DE102004010036A1 - Blindnietsetzvorrichtung

Info

Publication number: DE102004010036A1
Application number: DE102004010036A
Authority: DE
Inventors: Christian Esterbauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

Blindnietsetzvorrichtung mit einem Blindnietsetzgerät, das an einem Roboter angeordnet ist und das durch den Roboter in Bezug auf ein in einem Bauteil vorgefertigtes Loch positionierbar ist. Das Blindnietsetzgerät ist dazu vorgesehen, einen Blindniet oder ein Blindnietelement in das Loch einzusetzen. Ferner ist eine Lochdetektierungseinrichtung vorgesehen, welche die Position des Lochs sensiert und an eine Elektronik des Roboters überträgt. Der Roboter positoniert und korrigiert ggf. das Blindnietsetzgerät entsprechend der übertragenen Istposition des Lochs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blindnietsetzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Im Automobilbau werden zunehmend Leichtbaumaterialien und "Hybridbauteilverbindungen" eingesetzt. Im Zuge dessen haben "kalte Fügtechniken", wie z.B. die Blindniettechnik, an Bedeutung gewonnen. Das Einbringen von Blindnieten und Blindnietelementen in vorgefertigte Löcher von Bauteilen wird bislang überwiegend mit "Handpistolen" durchgeführt. Automatisierte Anlagen werden entweder stationär an einem Roboter oder als "Unter-Zusammenbau" mit aufwändiger Bauteilspanntechnik realisiert. Das hierfür erforderliche "Blindniet-Zubehör", wie Vereinzler, Nietzuführung, Setzkopf, elektrische Steuerung, etc. wird von diversen Herstellern angeboten.

Im Automobilbau kommen Blindnietanwendungen häufig deshalb nicht zum Einsatz, weil ein "manuelles Setzen" der Elemente einem Arbeiter bei hohen Stückzahlen nicht zumutbar ist. Ferner besteht das Problem, dass beim Zusammenbauen von Fahrzeugkarosserien Positionierungstoleranzen der einzelnen Bauteile und somit Lochlagetoleranzen der für die Nieten bzw.

Nietelemente vorgesehenen Löcher von bis zu ±2,5 mm auftreten können, was ein automatisiertes Blindnieten mit den auf dem Markt erhältlichen Blindnietvorrichtungen bislang nicht ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blindnietsetzvorrichtung zu schaffen, die ein automatisiertes Setzen von Blindnieten bzw. Blindnietelemente bei Großserienanwendungen, insbesondere im Automobilbau, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von einer Blindnietsetzvorrichtung mit einem Blindnietsetzgerät aus, das an einem Roboter bzw. an einem Roboterarm angeordnet ist. Das Blindnietsetzgerät wird durch den Roboter bzw. durch den Roboterarm in Bezug auf ein Loch, das in einem Bauteil vorgefertigt ist, positioniert. Nach dem Positionieren des Blindnietsetzgeräts wird durch das Blindnietsetzgerät ein Blindniet bzw. ein Blindnietelement in das Loch eingesetzt.

Der Kern der Erfindung besteht in einer "Lochdetektierungseinrichtung", welche die tatsächliche Position des am Roboter bzw. am Roboterarm angeordneten Blindnietsetzgeräts in Bezug auf das Loch sensiert und an eine Elektronik des Roboters überträgt. Die Lochdetektierungseinrichtung kann ebenfalls am Roboter bzw. am Roboterarm angebracht sein. Sie muss aber nicht notwendigerweise am Roboter angebracht sein. Denkbar ist auch eine stationäre Anordnung z.B. an einem Gebäudeteil oder an einer ortsfest angeordneten Halteeinrichtung. Sofern die sensierte „Istposition" des Lochs von einer vorgegebenen „Sollposition" abweicht, korrigiert der Roboter die Position des Blindnietsetzgeräts entsprechend der Abweichung. Dadurch ist sichergestellt, dass der Blindniet exakt in das Loch eingesetzt wird, wodurch eine hohe Fertigungsqualität erreicht wird.

Die "Lochdetektierungseinrichtung" kann beispielsweise durch eine Kamera sowie durch eine der Kamera zugeordnete Auswerteelektronik gebildet sein. Aus den von der Kamera aufgenommenen optischen Signalen ermittelt die Auswerteelektronik ein der tatsächlichen Position des Lochs entsprechendes Positionssignal und überträgt dieses an die Steuerungselektronik des Roboters. Vorzugsweise handelt es sich bei der Kamera um eine Digitalkamera.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Positionierung des am Roboter bzw. am Roboterarm angeordneten Blindnietsetzgeräts in zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird das Blindnietsetzgerät durch die Robotersteuerung in eine vorgegebene "unkorrigierte Grobposition" gesteuert. Aufgrund von Einspanntoleranzen des Bauteils, Bauteiltoleranzen, Robotertoleranzen oder sonstigen „Fehlern" kann es zu Abweichungen zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des in dem Bauteil vorgesehenen Lochs und dem am Roboter bzw. am Roboterarm angeordneten Blindnietsetzgeräts kommen. In einem zweiten Schritt wird daher nach der Sensierung der tatsächlichen Lage, d.h. der Ist-Position des Lochs, die Position des am Roboter bzw. am Roboterarm angeordneten Blindsetzgeräts entsprechend „nachgeregelt". Es erfolgt also eine Korrektur der „unkorrigierten Grobposition" des Setzgeräts in eine „korrigierte Feinposition".

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung ein Bauteil 1, das bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei übereinandergelegten Blechen 1a, 1b besteht. Das Blech 1a weist ein Durchgangsloch 1c und das Blech 1b ein Durchgangsloch 1d auf. Die beiden Bleche 1a, 1b sind so ausgerichtet, dass die beiden Löcher 1c und 1d fluchten. Zur Verbindung der beiden Bleche 1a, 1b wird ein Blindniet 3 bzw. ein Blindnietelement in die beiden Löcher 1c, 1d eingesetzt. Das Bauteil 1 ist während des Setzvorganges in eine hier nicht näher dargestellte Einspanneinrichtung eingespannt.
Der Blindniet 3 wird mit einem Blindnietsetzgerät 4 gesetzt. Das Blindnietsetzgerät 4 ist über eine Roboterflanschplatte 5 mit einem Roboterarm 5a verbunden. Der Blindniet 3 bzw. das Blindnietelement kann dem Blindnietsetzgerät 4 über eine interne Zuführung, oder, wie in 1 dargestellt, über eine Zuführung 8 bereitgestellt.
Am Blindnietsetzgerät 4 bzw. am Roboterarm 5a ist zusätzlich ein hier nur schematisch dargestelltes Kamerasystem 6 angeordnet. Das Kamerasystem 6 misst die Relativstellung des Roboterarms 5 bzw. des Blindnietsetzgeräts 4 in Bezug auf die Ist-Position des Lochs 1c, 1d. Der „Sensierungsbereich" des Kamerasystems ist gestrichelt angedeutet und mit der Bezugsziffer 7 markiert. Bei Eventuellen Abweichungen zwischen der Ist-Position des Lochs 1c, 1d in Bezug auf seine Soll-Position wird die Position des Roboterarms 5a entsprechend nachgeregelt. Somit ist selbst bei relativ großen Lagetoleranzen sichergestellt, dass der Niet exakt in das Loch 1c, 1d eingesetzt wird.

Claims

Blindnietsetzvorrichtung mit einem Blindnietsetzgerät (4) das an einem Roboter (5, 5a) angeordnet ist und das durch den Roboter (5, 5a) in Bezug auf ein in einem Bauteil (1) vorgefertigtes Loch (1c, 1d) positionierbar ist, wobei das Blindnietsetzgerät (4) dazu vorgesehen ist, einen Blindniet (3) bzw. ein Blindnietelement in das Loch (1c, 1d) einzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochdetektierungseinrichtung (6) vorgesehen ist, welche die Position des Lochs (1c, 1d) sensiert und an eine Elektronik des Roboters (5, 5a) überträgt und der Roboter (5, 5a) das Blindnietsetzgerät (4) entsprechend der übertragenen Position des Lochs (1c, 1d) positioniert.
Blindnietsetzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lochdetektierungseinrichtung (6) eine Kamera und eine der Kamera zugeordnete Auswerteelektronik aufweist.
Blindnietsetzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kamera eine Digitalkamera ist.
Blindnietsetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei eine Robotersteuerung vorgesehen ist, welche das Blindnietsetzgerät in eine unkorrigierte Grobposition steuert.
Blindnietsetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Lochdetektierungseinrichtung (6) die Ist-Position des Blindnietzsetzgeräts (4) in Bezug auf das Loch (1c, 1d) misst und bei einer Abweichung der Ist-Position des Lochs (1c, 1d) von dessen Soll-Position in Bezug auf das Blindnietsetzgerät (4) die Position des Blindsetzgeräts entsprechend nachregelt.
Blindnietsetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Lochdetektierungseinrichtung (6) an einem Roboter (5, 5a) oder am Blindnietsetzgerät (4) angeordnet ist.
Blindnietsetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Lochdetektierungseinrichtung (6) ortsfest in Bezug auf das Blindnietsetzgerät (4) angeordnet ist.