DE102004042213A1

DE102004042213A1 - An einen Industrieroboter anbaubarer Rollfalzkopf

Info

Publication number: DE102004042213A1
Application number: DE200410042213
Authority: DE
Inventors: Klaus Rieder; Andreas Kohler; Stephan Ehlers; Thomas Klein
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Dieser an einen Industrieroboter anbaubare Rollfalzkopf ist mit wenigstens einer an einem vermittels mindestens einer Stellkraft in Richtung zum Werkstück hin verstellbaren Träger gelagerten Falzrolle ausgestattet, wobei der die Falzrolle tragende Träger längsverschieblich an einer mit dem den Rollfalzkopf tragenden Roboterarm verbundenen und senkrecht zu diesem ausgerichteten Führung gelagert ist, und zur Aufbringung einer ersten Stellkraft innerhalb eines die Führung bildenden Zylinders und zu diesem koaxial ausgerichtet eine vorgespannte, einerseits an einer Befestigungsplatte zum starren Verbinden des Führungszylinders mit dem Roboterarm abgestützte und andererseits an dem die wenigstens eine Falzrolle tragenden Träger angreifende Druckfeder angeordnet ist. DOLLAR A Um diesen Rollfalzkopf zu optimieren, ist für die Aufbringung einer zweiten auf den Träger wirkenden Zustellkraft eine druckmittelbeaufschlagbare Zylinder-Kolbeneinheit vorgesehen, deren Druckmittelversorgung durch einen analogen Ausgang der Robotersteuerung geregelt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen an einen Industrieroboter anbaubaren Rollfalzkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 100 11854 ist ein von einem Industrieroboter zu führender Rollfalzkopf bekannt, welcher eine Falzrolle aufweist, die in radialer Richtung 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 mit festgelegter Vorspannung vorgesehen und in einen Federkäfig gefesselt angeordnet ist, wobei der Federkäfig aus zwei einseitig geschlossenen ineinander schiebbaren Zylindern besteht und einerseits an dem Träger sowie andererseits an seiner sich gegen den Rollfalzkopf abstützenden Kraftmessdose abgestützt ist.

Aus der DE-OS 101 11 374 ist eine Bördelvorrichtung zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstückes durch Rollfalzen bekannt, die eine mit einem Roboterarm eines Gelenkroboters verbindbare, gesteuert bewegbare Werkzeugeinheit umfasst, an der eine drehbar gelagerte Falzrolle als Druckrolle und eine dieser zugeordnete Stützrolle vorgesehen ist, wobei die Falzrolle unter Druckaufbringung und mit bestimmter Winkelstellung in Anlage an der Bördelkante zu deren Umlegung rollbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Rollfalzkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, dass die für das Bördeln des Werkstückes erforderliche Anpresskraft von wenigstens einer Falzrolle an die örtlichen Anforderungen des zu bördelnden Werkstückes entsprechend angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile werden darin gesehen, dass über die herkömmlicherweise mittels Federlast erzeugte mehr oder minder konstante, jedenfalls aber begrenzte Anpresskraft der Falzrolle hinaus bei Bedarf auch eine höhere Anpresskraft erreichbar ist. Der zusätzliche Einsatz einer druckmittelbeaufschlagbaren Zylinder-Kolbeneinheit zur Erhöhung der Anpresskraft der wenigstens einen Falzrolle ermöglicht es die Anpresskraft der Falzrolle zumindest lokal, d.h. beispielsweise in Bereichen enger Kurven oder dergl. zu erhöhen, um ein optimales Bördelergebnis zu erhalten. Die Erhöhung der Anpresskraft der wenigstens einen Falzrolle mittels der druckmittelbeaufschlagbaren Zylinder-Kolbeneinheit kann aber in manchen Fällen auch als Gesamtmaßnahme eingesetzt werden, um das Bördelergebnis zu verbessern. In erfindungsgemäß besonders bevorzugter Weise wird die druckmittelbeaufschlagbare Zylinder-Kolbeneinheit mit Druckluft als Druckmittel beaufschlagt und die Druckluftbeaufschlagung der Zylinder-Kolbeneinheit von der Robotersteuerung beherrscht. Insbesondere ist als Druckluftbereitstellungseinrichtung ein von der Robotersteuerung ansteuerbares, als 2/2 Wegeventil ausgebildetes, elektropneumatisches Proportionalventil vorgesehen, weiches über eine analoge Leitspannung von der Robotersteuerung angesteuert wird.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.

Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung eines Rollfalzkopfes;
2 einen Längsschnitt durch den Rollfalzkopf gemäß 1;
3 eine Stirnansicht des Rollfalzkopfes nach 1;
4 eine Einzelheit aus 2;
5 eine schematische Darstellung der Steuerung der Druckluftbeaufschlagung der Zylinder-Kolbeneinheit eines Rollfalzkopfes.
Der Rollfalzkopf 1 ist vermittels Befestigungsplatte 2 einerseits an einen nicht näher dargestellten Roboterarm anbaubar und andererseits mit drei Falzrollen 3 ausgestattet. Die Falzrollen 3 sind an einem Träger 4 gelagert. Der Träger 4 ist seinerseits mit der Kolbenstange 5 eines Kolbens 6 einer Zylinder-Kolbeneinheit 7 verbunden. Der Kolben 6 ist axial verfahrbar in einem mit der Befestigungsplatte 2 baueinheitlich ausgebildeten Zylinder 8 aufgenommen, wobei in der Befestigungsplatte 2 eine Bohrung 9 für die Druckmittelversorgung der Zylinder-Kolbeneinheit 7 vorgesehen ist. Konzentrisch zum Zylinder 8 und dem Kolben 6 bzw. der Kolbenstange 5 ist eine vorgespannte Druckfeder 10 angeordnet, welche einerseits gegen die Befestigungsplatte 2 abgestützt ist und andererseits am Träger 4 angreift. Der Stabilisierung der Druckfeder 10 ist ein erster mit dem Träger 4 verbundener Stützstab 11 und ein zweiter mit der Befestigungsplatte 2 verbundener Stützstab 12 zugeordnet, wobei die Stützstäbe 11 und 12 konzentrisch zur Achse 13 der Druckfeder 10 angeordnet sind und in axialer Richtung zwischen sich einen einen begrenzten Federweg der Druckfeder 10 zulassenden Abstand 14 einschließen. Mit dem Träger 4 ist die Kolbenstange 5 des druckmittelbeaufschlagbaren Kolbens 6 mittels einer Endplatte 15 und einer Verschraubung 16 verbunden. Der Träger 4 ist vermittels einer mit ihm mittels Verschraubung 18 verbundenen Zylinderhülse 17 axial verschieblich an der Außenumfangsfläche des Zylinders 8 der Zylinder-Kolbeneinheit 7 geführt. Zwischen der Zylinderhülse 17 und der Außenumfangsfläche des Zylinders 8 ist eine Gleitlagerhülse 19 angeordnet. Der die Führung für den Träger 4 bildenden Zylinderhülse 17 ist eine Verdrehsicherung zugeordnet, welche aus einem mit der Befestigungsplatte 2 verbundenen Stift 20 und einer mit der Zylinderhülse 17 verbundenen Führungshülse 21 sowie einer in die Führungshülse 21 eingesetzten Gleitlagerhülse 22 besteht. Der mit drei Falzrollen 3 ausgestattete Träger 4 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Die drei Falzrollen 3 sind mit ihren Achsen 30 jeweils unter gleichen flachen Winkeln zur Zylinderachse 13 des Führungszylinders 8 ausgerichtet.
Die Druckluftbeaufschlagung des Kolbens 6 der Zylinder-Kolbeneinheit 7 erfolgt mittels eines als 2/2 Wegeventil ausgebildeten, elektropneumatischen Proportionalventil 23. Das Proportionalventil 23 ist über einen ersten Leitungsweg 24 mit einer Druckluftquelle und über einen zweiten Leitungsweg 25 mit der Bohrung 9 in der Befestigungsplatte 2 für die Druckmittelversorgung der Zylinder-Kolbeneinheit 7 verbunden. Die Regelung der Druckmittelzufuhr zur Zylinder-Kolbeneinheit 7 ist durch die Robotersteuerung gewährleistet, derart, dass das Proportionalventil 23 mittels eines analogen Ausganges 26 der Robotersteuerung 27 gesteuert wird.

Claims

An einen Industrieroboter anbaubarer Rollfalzkopf, welcher mit wenigstens einer an einem vermittels mindestens einer Stellkraft in Richtung zum Werkstück hin verstellbaren Träger gelagerten Falzrolle ausgestattet ist, wobei der die Falzrolle tragende Träger längsverschieblich an einer mit dem den Rollfalzkopf tragenden Roboterarm verbundenen und senkrecht zu diesem ausgerichteten Führung gelagert ist, wobei zur Aufbringung einer ersten Stellkraft innerhalb eines die Führung bildenden Zylinders und zu diesem koaxial ausgerichtet eine vorgespannte, einerseits an einer Befestigungsplatte zum starren Verbinden des Führungszylinders mit dem Roboterarm abgestützte und andererseits an dem die wenigstens eine Falzrolle tragenden Träger angreifende Druckfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufbringung einer zweiten auf den Träger (4) wirkenden Zustellkraft eine druckmittelbeaufschlagbare Zylinder-Kolbeneinheit (7) vorgesehen ist, deren Druckmittelversorgung durch einen analogen Ausgang (26) der Robotersteuerung (27) geregelt ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die druckmittelbeaufschlagbare Zylinder-Kolbeneinheit (7) mit Druckluft als Druckmittel beaufschlagt ist und der Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung ein von der Robotersteuerung (27) ansteuerbares, als 2/2 Wegeventil ausgebildetes, elektropneumatisches Proportionalventil (23) zugeordnet ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die wenigstens eine Falzrolle (3) tragende Träger (4) an einer zur Achse (13) der Zylinder-Kolbeneinheit (7) parallel ausgerichteten Führung geführt ist, wobei die Führung senkrecht zu dessen Längserstreckung ausgerichtet starr mit dem Roboterarm verbunden ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem die wenigstens eine Falzrolle (3) tragenden Träger (4) zugeordnete Führung durch eine in zu diesem senkrechter Ausrichtung starr mit dem Roboterarm verbundene Führungsleiste gebildet ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung als Zylinder (8) ausgebildet und der Träger (4) mit einer den Zylinder (8) umfassenden Zylinderhülse (17) verbunden ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der druckmittelbeaufschlagbare Kolben (6) und die diesen mit dem Träger (4) verbindende Kolbenstange (5) mit einer zentralen, zum Führungszylinder (8) koaxialen Aufnahme für die der Aufbringung einer ersten Stellkraft zugeordnete Druckfeder (10) ausgestattet sind.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens (6) im Zylinder (8) der Zylinder-Kolbeneinheit eine Bohrung (9) in der mit dem Roboterarm starr verbindbaren Befestigungsplatte (2) zugeordnet ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Träger (4) verbundenen Führungshülse (17) eine aus einem an der Befestigungsplatte (2) festgelegten Stift (20) und einer mit der Führungshülse (17) verbundenen Hülse (21) oder dergl. bestehende Verdrehsicherung zugeordnet ist.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der die wenigstens eine Falzrolle (3) tragende Träger (4) plattenförmig ausgebildet und mit einer Anzahl, vorzugsweise drei, Falzrollen (3) ausgestattet ist, wobei die Achsen (30) der Falzrollen (3) jeweils unter gleichen flachen Winkeln zur Zylinderachse (13) des Führungszylinders (8) ausgerichtet sind.
Rollfalzkopf nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits der Träger (4) mit der Führungshülse (17) und andererseits die Kolbenstange (5) des druckmittelbeaufschlagbaren Kolbens (6) mit dem Träger (4) jeweils über eine axial gerichtete Verschraubung (16 bzw. 18) verbunden sind.