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Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für miteinander zu fügende Bauteile,
ein Spannvorrichtungsteil als solches, eine bevorzugte Verwendung
der Spannvorrichtung und ein Fügeverfahren. Die
Erfindung ist insbesondere für
das Rollfalzen von Blechstrukturen einsetzbar, bevorzugt im Fahrzeugbau.
Ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Serienfertigung
von Karosserien oder Karosserieteilen, insbesondere Anbauteilen,
von Automobilen.The
Invention relates to a clamping device for components to be joined together,
a tensioner part as such, a preferred use
the clamping device and a joining method. The
Invention is particularly for
the roll-folding of sheet metal structures used, preferably in vehicle construction.
A particularly preferred application is mass production
of bodies or bodywork parts, in particular attachments,
of automobiles.
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Zum
Fügen von
Bauteilen werden die Bauteile mittels Spannvorrichtungen relativ
zueinander in einer Fügeposition
gespannt. In der Fügeposition nehmen
die Bauteile relativ zueinander jeweils die Position ein, die sie
in dem zu schaffenden Fügeverbund
einnehmen sollen. In dem Fügeprozess
werden die gespannten Bauteile dauerhaft fest miteinander verbunden.
Für die
Herstellung beispielsweise eines Fahrzeugdachs, das eine Öffnung für ein Schiebedach
aufweist, werden ein Außenblech
und ein Innenblech durch Rollfalzen miteinander verbunden. Das Außenblech
liegt bei dem Rollfalzen in einem Falzbett, und das Innenblech wird
mittels geeigneter Niederhalter in Position gegen das Außenblech
angedrückt.
Der Niederhalter fixiert und spannt in diesem Sinne das Innenblech
relativ zu dem Außenblech.
In dieser Fügeposition
der Bleche wird durch Rollfalzen längs der Dachöffnung umlaufend
eine feste Falzverbindung der beiden Bleche geschaffen. Die Handhabung
der Bauteile, im genannten Beispielfall der beiden Bleche, ist jedoch
umständlich. So
muss beispielsweise das kostspielige Falzbett in einem ersten Schritt
das Außenblech
aufnehmen, dann seine eigentliche Funktion bei dem Falzprozess erfüllen und
dient schließlich
auch als Entnahmeeinrichtung des geschaffenen Fügeverbunds. Das Falzbett ist
daher vergleichsweise lange belegt. Aufwendig ist des Weiteren die
Positionierung des Niederhalters.To the
Joining of
Components are the components by means of fixtures relative
to each other in a joining position
curious; excited. Take in the joining position
the components relative to each other in each case the position they
in the joining compound to be created
should take. In the joining process
The tensioned components are permanently connected to each other permanently.
For the
Production of, for example, a vehicle roof which has an opening for a sunroof
has, be an outer panel
and an inner panel interconnected by Rollfalzen. The outer panel
lies in the roll folds in a folding bed, and the inner panel is
by means of suitable hold-down in position against the outer panel
pressed.
The hold-down fixes and tensions the inner panel in this sense
relative to the outer panel.
In this joining position
The sheets are circulated by roll-folds along the roof opening
created a solid fold connection of the two sheets. The handling
of the components, in the example of the two sheets mentioned, however, is
laborious. So
For example, the expensive folding bed has to be done in a first step
the outer panel
then fulfill its actual function in the folding process and
finally serves
also as a removal device of the created joint assembly. The folding bed is
therefore occupied for a comparatively long time. Furthermore, the elaborate is the
Positioning of the hold-down.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, dass Spannen von zu fügenden Bauteilen
auf einfachere Weise zu ermöglichen,
vorzugsweise die für
das Spannen der Bauteile und somit für das Fügen insgesamt erforderliche
Zeit zu reduzieren.It
It is an object of the invention that clamping of components to be joined
to allow in a simpler way
preferably the for
the clamping of the components and thus for joining total required
Reduce time.
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Eine
Spannvorrichtung, wie die Erfindung sie betrifft, ist mehrteilig,
vorzugsweise zweiteilig, und umfasst ein erstes Spannvorrichtungsteil
mit einer ersten Bauteil-Aufnahme für ein erstes Bauteil und ein
zweites Spannvorrichtungsteil mit einer zweiten Bauteil-Aufnahme für ein mit
dem ersten Bauteil zu fügendes
zweites Bauteil. Wenigstens eine der Bauteil-Aufnahmen bildet ein
Aufnahmebett für
das ihr zugeordnete Bauteil.A
Tensioning device, as the invention relates to it, is multi-part,
preferably in two parts, and comprises a first clamping device part
with a first component receptacle for a first component and a
second clamping device part with a second component receptacle for a with
the first component to be joined
second component. At least one of the component recordings forms
Recording bed for
the component assigned to it.
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Nach
der Erfindung umfassen das erste Spannvorrichtungsteil eine erste
Kupplungshälfte und
das zweite Spannvorrichtungsteil eine zweite Kupplungshälfte, die
mit der ersten Kupplungshälfte in
einem festen Kupplungseingriff ist oder in einen solchen gebracht
werden kann. Die erste Kupplungshälfte ist mit der ersten Bauteil-Aufnahme
fest verbunden, und die zweite Kupplungshälfte ist mit der zweiten Bauteil-Aufnahme
fest verbunden. Im Kupplungseingriff sind die Bauteil-Aufnahmen
relativ zueinander in einer Fügeposition
fixiert, indem sie in eine Spannrichtung aufeinander zu gespannt
sind. Die Kupplungshälften
bilden zusammenwirkend eine Kupplung, die im Kupplungseingriff die
beiden Spannvorrichtungsteile in vorgegebener Weise fest miteinander
verbindet.To
According to the invention, the first clamping device part comprises a first one
Coupling half and
the second tensioner part a second coupling half, the
with the first coupling half in
is a solid clutch engagement or brought into such
can be. The first coupling half is with the first component holder
firmly connected, and the second coupling half is with the second component receiving
firmly connected. In clutch engagement are the component recordings
relative to each other in a joining position
fixed by being stretched toward each other in a tightening direction
are. The coupling halves
cooperatively form a clutch engaging in clutch engagement
two clamping device parts in a predetermined manner firmly together
combines.
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In
bevorzugten Ausführungen
wird die Spannkraft, mit der die Bauteil-Aufnahmen aufeinander zu
gespannt sind, von der Kupplung erzeugt. Die Kupplungshälften sind
im Kupplungseingriff deshalb so miteinander verspannt, dass durch
diese Verspannung die Spannkraft erzeugt wird. Vorzugsweise sind die
Kupplungshälften
so geformt, dass sie sich durch den Kupplungseingriff, genauer gesagt
bei dessen Herstellung, aufeinander zu ziehen. Im Kupplungseingriff
wird in derartigen Ausführungen
die zwischen den Bauteil-Aufnahmen
wirkende Spannkraft übertragen.
Grundsätzlich
wäre es
jedoch möglich,
die Spannkraft auf andere Weise zu erzeugen und die Kupplung nur
zum Verbinden der Spannvorrichtungsteile zum Zwecke der einheitlichen
Handhabung zu benutzen.In
preferred embodiments
The clamping force with which the component holders approach each other
are tense, generated by the clutch. The coupling halves are
in the clutch engagement so braced together so that by
this tension the clamping force is generated. Preferably, the
coupling halves
shaped so that they are engaged by the clutch, more precisely
during its manufacture, pull each other. In clutch engagement
is in such embodiments
the between the component shots
transmit effective clamping force.
in principle
would it be
however possible,
to generate the clamping force in another way and the clutch only
for connecting the tensioner parts for the purpose of uniform
Handling to use.
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Die
Kupplungshälften
sind vorzugsweise so angeordnet und geformt, dass sie jeweils eine
Andockseite für
die andere Kupplungshälfte
aufweisen, die in Spannrichtung der zum gleichen Spannvorrichtungsteil
gehörenden
Bauteil-Aufnahme weist. Dies erleichtert das Verbinden der Spannvorrichtungsteile und
kommt insbesondere solchen Ausführungsformen
zugute, in denen die Kupplung die Spannkraft überträgt und vorzugsweise überhaupt
erst erzeugt. Obgleich weniger bevorzugt, könnten die im Kupplungseingriff
einander zugewandten Andockseiten der zusammenwirkenden Kupplungshälften alternativ
in eine Richtung quer, d.h. rechtwinklig oder mit einer Neigung
zu der Spannrichtung weisen.The
coupling halves
are preferably arranged and shaped so that they each have a
Docking side for
the other coupling half
have, in the clamping direction of the same clamping device part
belonging
Component recording points. This facilitates the connection of the clamping device parts and
especially comes in such embodiments
benefit, in which the coupling transmits the clamping force and preferably at all
first generated. Although less preferred, those in clutch engagement could
facing docking sides of the cooperating coupling halves alternatively
in one direction across, i. at right angles or with a slope
pointing to the clamping direction.
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Aufgrund
der Ausbildung der Spannvorrichtungsteile mit Kupplungshälften, die
in dem Sinne komplett sind, dass sie durch bloße Kontaktierung in den Kupplungseingriff
gelangen, der zur Sicherung und auch zur Erleichterung des Lösens des
Kupplungseingriffs blockierbar sein sollte, ist die Spannvorrichtung
bestens geeignet für
den Einsatz in Serienfertigungen mit kurzen Taktzeiten. Die Kupplungshälften sind
hierfür
vorteilhafterweise so geformt und am betreffenden Spannvorrichtungsteil
angeordnet, dass der Kupplungseingriff durch eine einfache Bewegung
des einen Spannvorrichtungsteils relativ zu dem anderen hergestellt
werden kann, vorzugsweise mittels einer kurzhubigen Linearbewegung.
In den bevorzugten Ausführungen
genügt
allein die Herstellung des Kupplungseingriffs, um die Bauteil-Aufnahmen
und dadurch die aufgenommenen Bauteile relativ zueinander in der
Fügeposition
zu spannen. Falls beispielsweise die erste Bauteil-Aufnahme an einem im
Raum frei bewegbaren Aktor, vorzugsweise einem Roboterarm, befestigt
ist, kann mit der ersten Bauteil-Aufnahme ein erstes Bauteil aufgenommen
werden, indem die erste Bauteil-Aufnahme relativ zu dem betreffenden
ersten Bauteil positioniert und das erste Bauteil aufgenommen und
gehalten wird, um mit der ersten Bauteil-Aufnahme die zweite Bauteil-Aufnahme
und damit gemeinsam auch das zweite Bauteil aufzunehmen, nämlich einfach
durch Herstellung des Kupplungseingriffs. Von besonderem Vorteil
ist ferner, dass die zweite Bauteil-Aufnahme nicht nur als Ablage
für jeweils
ein zweites Bauteil, sondern in weiterer Funktion nach Durchführung des Fügeprozesses
auch als Entnahmeeinrichtung verwendet werden kann, indem die erste
Bauteil-Aufnahme nach dem Fügen
das erste Bauteil und damit den aus den Bauteilen erhaltenen Fügeverbund
freigibt. Der freigegebene Fügeverbund
kann anschließend
aus der zweiten Bauteil-Aufnahme genommen werden. Die erste Bauteil-Aufnahme
ist bereits wieder frei und kann beispielsweise das nächste erste Bauteil
aufnehmen.Due to the design of the clamping device parts with coupling halves, which are complete in the sense that they reach by mere contact in the clutch engagement, which should be blocked to secure and also to facilitate the release of the clutch engagement, the clamping device is ideally suited for use in mass production with short cycle times. For this purpose, the coupling halves are advantageously shaped and arranged on the respective clamping device part such that the coupling engagement can be produced by a simple movement of one clamping device part relative to the other, preferably by means of a short-stroke linear movement. In the preferred embodiments, the manufacture of the clutch engagement alone suffices to tension the component receptacles and thereby the received components relative to one another in the joining position. If, for example, the first component receptacle is fastened to an actuator which is freely movable in space, preferably a robot arm, a first component can be received with the first component receptacle by positioning the first component receptacle relative to the respective first component and positioning the first component receptacle first component is received and held in order to record with the first component receiving the second component receptacle and thus together also the second component, namely simply by producing the clutch engagement. Of particular advantage is further that the second component receiving not only as a shelf for a second component, but in a further function after performing the joining process can also be used as a removal device by the first component recording after joining the first component and thus releasing the joining compound obtained from the components. The shared joint assembly can then be removed from the second component holder. The first component holder is already free again and can record, for example, the next first component.
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In
einer ersten Ausführung
ist das zweite Spannvorrichtungsteil mobil, so dass es nach dem Aufnehmen
mit dem ersten Spannvorrichtungsteil gemeinsam die Spannvorrichtung
bildend im Raum zu dem Fügewerkzeug
und zum Verbinden der Bauteile relativ zu dem Fügewerkzeug ebenfalls im Raum entsprechend
der Geometrie der herzustellenden Verbindung bewegbar ist. In einer
zweiten Ausführung
ist das zweite Spannvorrichtungsteil bei dem Verbinden der Bauteile
ortsfest, während
das Fügewerkzeug
relativ zu der Spannvorrichtung im Raum bewegt wird. In der zweiten
Ausführungsform
ist das zweite Spannvorrichtungsteil in der Fügestation vorzugsweise permanent
ortsfest angeordnet und nicht nur während des Fügeprozesses.In
a first embodiment
the second tensioner part is mobile, so after picking it up
together with the first clamping device part, the clamping device
forming in space to the joining tool
and for connecting the components relative to the joining tool also in the room accordingly
the geometry of the compound to be produced is movable. In a
second embodiment
is the second tensioner part in connecting the components
stationary while
the joining tool
is moved relative to the clamping device in space. In the second
embodiment
the second clamping device part in the joining station is preferably permanent
fixed in place and not only during the joining process.
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Die
Spannvorrichtung umfasst in bevorzugten Ausführungen eine Spannstruktur,
welche die erste Bauteil-Aufnahme und die zweite Bauteil-Aufnahme
spannt und dadurch relativ zueinander in einer Fügeposition fixiert. Die Spannkraft
wird mittels der Spannstruktur in die Bauteil-Aufnahmen eingeleitet.
Vorzugsweise ist die erste Kupplungshälfte an dem ersten Strukturteil
und die zweite Kupplungshälfte
an dem zweiten Strukturteil angeordnet.The
Clamping device in preferred embodiments comprises a tensioning structure,
which the first component holder and the second component holder
clamped and thereby fixed relative to each other in a joining position. The resilience
is introduced by means of the clamping structure in the component recordings.
Preferably, the first coupling half is on the first structural part
and the second coupling half
arranged on the second structural part.
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Um
die in der Fügeposition
gespannten Bauteile längs
eines in sich zurücklaufenden
Pfads mittels eines den Pfad durchlaufenden Fügewerkzeugs verbinden zu können, kann
die Spannvorrichtung vollständig
innerhalb des Pfads, der vorzugsweise mit dem äußeren Umfangsrand der gespannten
Bauteile zusammenfällt,
angeordnet sein, so dass sie das umlaufende Fügewerkzeug nicht behindert.
Dies erfordert allerdings eine beiden Bauteilen gemeinsame Durchbrechung.
In bevorzugten Ausführungen
ist die Spannstruktur daher aus dem Innenbereich, d.h. dem von dem
Pfad umschlossenen Flächenbereich, in
dem die Spannkraft in die Bauteil-Aufnahmen eingeleitet wird, nach
außen
geführt
und umgreift den äußeren Umfangsrand
der Bauteil-Aufnahmen. Der Pfad kann sich insbesondere vollständig längs des äußeren Umfangsrands
der Bauteile erstrecken. Die Kupplungshälften sind in solchen Ausführungsformen
vorzugsweise ebenfalls außerhalb
des äußeren Umfangsrands
der Bauteil-Aufnahmen angeordnet. Falls die Kupplungshälften im
Kupplungseingriff in Bezug auf die Spannrichtung nicht auf gleicher
Höhe wie
die aufeinander zu gespannten Bauteil-Aufnahmen angeordnet sind,
kommt eine gedachte Parallelprojektion der Kupplung vollständig neben
den Bauteil-Aufnahmen zu liegen, wobei die Projektion in Spannrichtung
vorzunehmen ist.Around
in the joining position
longitudinally stretched components
a retreating one
Path can connect by means of a path passing through the joining tool can
the jig completely
within the path, preferably with the outer peripheral edge of the tensioned
Components coincide,
be arranged so that it does not hinder the circumferential joining tool.
However, this requires a common opening for both components.
In preferred embodiments
Therefore, the tensioning structure is from the inside, i. that of the
Path enclosed area, in
which the clamping force is introduced into the component recordings, after
Outside
guided
and surrounds the outer peripheral edge
the component recordings. In particular, the path may be completely along the outer peripheral edge
extend the components. The coupling halves are in such embodiments
preferably also outside
the outer peripheral edge
the component recordings arranged. If the coupling halves in
Clutch engagement with respect to the clamping direction is not the same
Height like
arranged on each other to clamped component recordings,
An imaginary parallel projection of the clutch is completely beside
lie the component recordings, the projection in the tensioning direction
is to be made.
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In
der Fügeposition
der Bauteil-Aufnahmen nehmen die von den Bauteil-Aufnahmen aufgenommenen
Bauteile relativ zueinander ebenfalls die Fügeposition ein, die sie nach
Durchführung
des Fügeprozesses
im dauerhaft fest gefügten
Fügeverbund einnehmen.
Eine oder beide Bauteil-Aufnahmen kann oder können das jeweilige Bauteil
greifen, beispielsweise mit einem oder mehreren Klemmgreifern oder
Sauggreifern oder gegebenenfalls auch eine Kombination unterschiedlicher
Greifer. Vorzugsweise greift nur eine der Bauteil-Aufnahmen das
betreffende Bauteil. Die andere Bauteil-Aufnahme nimmt ihr Bauteil
vorzugsweise lediglich lose auf, indem das betreffende Bauteil auf
Auflagen der Bauteil-Aufnahme nur aufliegt, jedoch nicht geklemmt
wird. Die Bauteil-Aufnahmen weisen je eine das Bauteil kontaktierende
Innenseite und eine von der Innenseite gegenüberliegend abgewandte Außenseite
auf. Die Bauteil-Aufnahmen sind vorzugsweise flächenhafte Strukturen. Die jeweilige
Dicke, die in Richtung einer Draufsicht auf die jeweilige Außenseite
gemessen wird, ist jeweils deutlich kleiner als die in der Ebene der
Draufsicht gemessene Länge
und Breite. Das Gleiche gilt vorzugsweise für die Bauteile. Die Bauteil-Aufnahmen
weisen vorzugsweise je einen Träger mit
einem oder mehreren an dem jeweiligen Träger angeordneten, der Aufnahme
des jeweiligen Bauteils dienenden Funktionsteilen auf. Die Funktionsteile können insbesondere
die bereits genannten Greifer oder Auflagen oder der Positionierung
der Bauteile dienende Positionierelemente sein. Vorteilhafterweise
bildet eine der Bauteil-Aufnahmen ein Aufnahmebett, das die zum
Fügen als
solches erforderlichen Kräfte
aufnehmen kann. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein Falzbett, das den
zu falzenden Bauteilrand abstützt.
Der Träger
kann schalenförmig
oder insbesondere plattenförmig
oder alternativ beispielsweise auch netzförmig oder fachwerkartig sein
und ist im vorstehenden Sinne vorzugsweise eine flächenhafte Struktur.In the joined position of the component receptacles, the components received by the component receptacles also assume relative to one another the joining position, which they occupy in the permanent firmly joined joining compound after the joining process has been carried out. One or both component receptacles can or can grip the respective component, for example with one or more clamping grippers or suction grippers or possibly also a combination of different grippers. Preferably, only one of the component receptacles accesses the relevant component. The other component holder preferably takes its component only loosely by the relevant component only rests on requirements of the component holder, but is not clamped. The component receptacles each have an inner side contacting the component and an outer side facing away from the inner side. The component recordings are preferably areal structures. The respective thickness, which is measured in the direction of a plan view of the respective outer side, is in each case significantly smaller than the length and width measured in the plane of the plan view. The same applies preferably to the components. The component receptacles preferably each have a carrier with one or more arranged on the respective carrier, the recording of the respective component serving functional parts. The functional parts may in particular be the already mentioned grippers or supports or the positioning of the components serving positioning. Advantageously, one of the component receptacles forms a receiving bed, which can absorb the forces required for joining as such. A preferred example is a folding bed, which supports the component edge to be folded. The carrier may be dish-shaped or, in particular, plate-shaped or alternatively, for example also be net-shaped or truss-like and is in the above sense preferably a planar structure.
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Wie
bereits erwähnt
umgreift die Spannstruktur in bevorzugten Ausführungen die Bauteil-Aufnahmen, wenn diese
relativ zueinander die Fügeposition
einnehmen. Die Spannstruktur erstreckt sich von der Außenseite
der ersten Bauteil-Aufnahme bis zu der Außenseite der zweiten Bauteil-Aufnahme
und umgreift somit den Umfangsrand der beiden Bauteil-Aufnahmen. Die Spannstruktur
kann die Form eines Bügels
aufweisen oder wenigstens einen Bügel bilden, wobei der Bügel oder die
mehreren Bügel
den Umfangsrand der Bauteil-Aufnahmen umgreift oder jeweils umgreifen.
Sie kann insbesondere die Form eines Doppelbügels aufweisen, d.h. eines
Rahmens, der die Bauteil-Aufnahmen an zwei Seiten des Umfangsrands
umgreift. Der oder die Bügel
oder der Rahmen ist oder sind vorzugsweise zumindest im Wesentlichen
zweidimensionale Gebilde, so dass im Falle eines Mehrfachbügels, beispielsweise
des bevorzugten Rahmens, die mehreren Bügel oder der Rahmen die Bauteil-Aufnahmen
an voneinander gegenüberliegend abgewandten
Seiten den Umfangsrand umgreifen. Ein Rahmen wird hinsichtlich der
erhöhten
mechanischen Stabilität
im Vergleich zu einem einfachen Bügel der Vorzug gegeben. Andererseits
bildet ein einfacher Bügel
weniger Störkonturen.As
already mentioned
In preferred embodiments, the clamping structure surrounds the component receptacles, if these
relative to each other, the joining position
taking. The tensioning structure extends from the outside
the first component receiving up to the outside of the second component receiving
and thus surrounds the peripheral edge of the two component recordings. The tension structure
can be the shape of a temple
or at least form a bracket, wherein the bracket or the
several stirrups
surrounds the peripheral edge of the component recordings or embrace each.
In particular, it may take the form of a double hanger, i. one
Frame that holds the component receptacles on two sides of the perimeter edge
embraces. The or the hanger
or the frame is or is preferably at least substantially
two-dimensional structures, so that in the case of a multiple bracket, for example
of the preferred frame, the plurality of brackets or the frame the component receptacles
facing away from each other
Surround sides of the peripheral edge. A framework will be in terms of
increased
mechanical stability
given preference compared to a simple bracket. on the other hand
makes a simple strap
less interference contours.
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Falls
die Spannstruktur den Umfangsrand der Bauteil-Aufnahmen in einem
Abstand umgreift, ist der Umfangsrand zumindest grundsätzlich überall zugänglich.
Um die Zugänglichkeit
noch zu verbessern, können
die in der Fügeposition
relativ zueinander fixierten Bauteil-Aufnahmen und die Spannstruktur
relativ zueinander bewegbar sein, wobei die Bewegbarkeit derart
ist, dass durch die Relativbewegung die Position zumindest eines
den Umfangsrand umgreifenden Spannstrukturbereichs oder vorzugsweise
die Position der Spannstruktur insgesamt in Längsrichtung des Umfangsrands
verändert
werden kann. Auf diese Weise kann bei dem Fügeprozess ein Fügewerkzeug
aus einer Startposition in einem geschlossenen Umlauf um den Bereich
der Bauteil-Aufnahmen bewegt werden, in dem die Spannstruktur für die Einleitung
der Spannkraft abgestützt ist.
Die Spannstruktur kann während
des Umlaufs zumindest ein Stück
weit in die gleiche Richtung vor- oder nachlaufen, so dass das Fügewerkzeug
von der Spannstruktur unbehindert bis in die Startposition zurückbewegt
werden kann. Eine den Umfangsrand umgreifende Spannstruktur ist
allerdings auch dann vorteilhaft, wenn der Pfad, längs dem
die Bauteile miteinander verbunden werden, nicht geschlossen ist.
Auch in solchen Fällen
ist die relative Bewegbarkeit vorteilhaft, um Behinderungen des
Fügewerkzeugs
zu vermeiden.If
the clamping structure the peripheral edge of the component recordings in one
Distance surrounds, the peripheral edge is at least generally accessible everywhere.
For accessibility
can still improve
in the joining position
relative to each other fixed component recordings and the clamping structure
be movable relative to each other, wherein the mobility such
is that by the relative movement, the position of at least one
the circumferential edge encompassing clamping structure region or preferably
the position of the clamping structure as a whole in the longitudinal direction of the peripheral edge
changed
can be. In this way, in the joining process, a joining tool
from a start position in a closed loop around the area
the component receptacles are moved, in which the tensioning structure for the initiation
the clamping force is supported.
The tensioning structure can during
the circulation at least a piece
run forward or backward in the same direction, so that the joining tool
unhindered from the tensioning structure back to the starting position
can be. A clamping structure encompassing the peripheral edge is
but also advantageous if the path, along the
the components are connected to each other, not closed.
Even in such cases
the relative mobility is advantageous to obstructions of the
joining tool
to avoid.
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Für die Erzeugung
der Relativbewegung zwischen der Spannstruktur und den Bauteil-Aufnahmen kann beispielsweise
entweder die Spannstruktur oder die von den Bauteil-Aufnahmen gebildete
Bauteil-Aufnahmeeinrichtung in einer Fügestation ortsfest, d.h. unbeweglich
angeordnet und das jeweils andere bewegbar sein. Alternativ kann
die Relativbewegung auch durch eine koordinierte Bewegung sowohl
der Spannstruktur als auch der Bauteil-Aufnahmen erzeugt werden.
In bevorzugten Ausführungen sind
die Bauteil-Aufnahmen für
die Durchführung
des Fügeprozesses
in der Fügestation
bewegbar angeordnet. In derartigen Ausführungen werden die in der Fügeposition
relativ zueinander gespannten Bauteile während des Fügeprozesses im Raum relativ
zu einem Fügewerkzeug
bewegt. Im bevorzugten Extremfall ist das Fügewerkzeug in der Fügestation
ortsfest angeordnet, und es wird nur die Spannvorrichtung oder es
werden nur die Bauteil-Aufnahmen
relativ zu dem Fügewerkzeug
entsprechend der Kontur des Umfangsrands bewegt. In diesem Sinne
ist die Erfindung insbesondere auf ein "fliegendes Fügen" gerichtet. Soweit Bewegungen des Fügewerkzeugs, der
Bauteil-Aufnahmen und der Spannstruktur nicht konkret bezüglich des
Raums beschrieben werden, handelt es sich um Bewegungen dieser Komponenten
relativ zueinander, und es bleibt offen, welche der Komponenten
eine Absolutbewegung ausführt
oder ausführen.For the generation
the relative movement between the clamping structure and the component recordings, for example
either the tensioning structure or the component formed by the component receptacles
Component receiving device in a joining station stationary, i. motionless
arranged and the other be movable. Alternatively, you can
the relative movement also by a coordinated movement both
the clamping structure and the component recordings are generated.
In preferred embodiments
the component recordings for
the implementation
of the joining process
in the joining station
movably arranged. In such embodiments, the in the joining position
relatively tensioned components during the joining process in space relative
to a joining tool
emotional. In the preferred extreme case, the joining tool is in the joining station
Fixed, and it will only the jig or it
are only the component shots
relative to the joining tool
moved according to the contour of the peripheral edge. In this sense
the invention is directed in particular to a "flying joint". As far as movements of the joining tool, the
Component recordings and the clamping structure is not specific regarding the
Space are described, these are movements of these components
relative to each other, and it remains open which of the components
executes an absolute movement
or execute.
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Die
Spannvorrichtung wird vorzugsweise in Verbindung mit einer Fügeeinrichtung
verwendet, mittels der die Bauteile längs des gemeinsamen Umfangsrands
miteinander verbunden werden. Die Fügeeinrichtung ist vorzugsweise
eine Falzeinrichtung, besonders bevorzugt eine Rollfalzeinrichtung,
kann alternativ aber beispielsweise auch eine Schweißeinrichtung,
Löteinrichtung
oder Klebeeinrichtung sein.The
Clamping device is preferably in connection with a joining device
used, by means of which the components along the common peripheral edge
be connected to each other. The joining device is preferably
a folding device, particularly preferably a roll folding device,
Alternatively, however, for example, a welding device,
soldering
or adhesive device.
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Die
Spannvorrichtung ist in bevorzugten Ausführungen an einem im Raum beweglichen
Aktor befestigt. Der Aktor ist vorzugsweise in allen drei Freiheitsgraden
der Translation und allen drei Freiheitsgraden der Rotation frei
im Raum beweglich. Insbesondere kann ein Roboterarm, an dessen Ende die
Spannvorrichtung befestigt ist, den Aktor bilden. In ersten Ausführungsformen
sorgt der Aktor für
die Relativbewegbarkeit zwischen der Spannstruktur und den in der
Fügeposition
befindlichen Bauteil-Aufnahmen. In diesem Fall sind eine der Bauteil-Aufnahmen
mit einer der Bewegungsachsen des Aktors und die Spannstruktur mit
einer anderen der Bewegungsachsen des Aktors jeweils unbeweglich
verbunden. Handelt es sich bei dem Aktor wie bevorzugt beispielsweise
um einen Roboterarm mit mehreren steifen Gelenkelementen und von
diesen gebildeten Gelenken, die von einer Basis des Roboters aus
bis zu dem Ende des Roboterarms hintereinander angeordnet sind,
kann in derartigen Ausführungen
die Spannstruktur oder vorzugsweise die betreffende Bauteil-Aufnahme
fest mit dem in der kinematischen Kette letzten, d.h. von der Roboterbasis
am weitesten entfernten Gelenkelement befestigt sein, während die
andere der beiden Komponenten fest mit einem anderen, vorzugsweise
dem vorletzten Gelenkelement des Aktors verbunden sein kann. Das
letzte und das vorletzte Gelenkelement bilden miteinander das von
der Roboterbasis am weitesten entfernte Gelenk der Kette. In alternativen
zweiten Ausführungsformen ist
eine der Bauteil-Aufnahmen fest mit einer der Bewegungsachsen des
Aktors verbunden, während
die Spannstruktur einen zusätzlichen,
eigenen Freiheitsgrad der Bewegung hat, sozusagen als 7. Freiheitsgrad.
In den zweiten Ausführungsformen
umfasst die Spannvorrichtung zusätzlich
einen eigenen Antrieb. In Umkehrung der Verhältnisse kann die Spannvorrichtung
fest mit einer Bewegungsachse des Aktors verbunden und die Bauteil-Aufnahme
mittels eines Zusatzantriebs bewegbar sein. In den ersten Ausführungsformen
ist die Spannstruktur sozusagen am Aktor gefesselt, nämlich in
Bezug auf den Bewegungsfreiheitsgrad des Gelenkelements, an dem
die Bauteil-Aufnahmen befestigt sind. Dessen Freieheitsgrad besitzt
die Spannstruktur nicht. In den zweiten Ausführungsformen macht die Spannstruktur
alle Bewegungen der Bauteil-Aufnahmen mit, weist aber einen zusätzlichen
Bewegungsfreiheitsgrad auf, und Bewegungen im Rahmen des zusätzlichen
Freiheitsgrads werden der Aktorbewegung überlagert.The tensioning device is attached in preferred embodiments to a movable in space actuator. The actuator is preferably freely movable in space in all three degrees of freedom of translation and all three degrees of freedom of rotation. In particular, a robot arm, at the end of which the tensioning device is fastened, form the actuator. In first embodiments, the actuator provides for the relative movement between the clamping structure and the component receptacles located in the joining position. In this case, one of the component holders with one of the axes of movement of the actuator and the clamping structure with one of the axes of movement of the actuator are each immovably connected. When the actuator is as preferred, for example, a robot arm having a plurality of rigid hinge elements and hinges formed therefrom, which are arranged one behind the other from a base of the robot to the end of the robot arm, in such embodiments, the tensioning structure or preferably the construction concerned Partial recording firmly with the last in the kinematic chain, that is to be fixed by the robot base farthest joint element, while the other of the two components can be firmly connected to another, preferably the penultimate joint element of the actuator. The last and penultimate hinge elements together form the hinge of the chain farthest from the robot base. In alternative second embodiments, one of the component receptacles is fixedly connected to one of the axes of movement of the actuator, while the tensioning structure has an additional, own degree of freedom of movement, so to speak as the 7th degree of freedom. In the second embodiment, the tensioning device additionally comprises a separate drive. In reversal of the conditions, the clamping device can be firmly connected to a movement axis of the actuator and the component receiving means of an auxiliary drive to be movable. In the first embodiments, the tensioning structure is, so to speak, tied to the actuator, namely in relation to the degree of freedom of movement of the joint element to which the component receptacles are fastened. Its degree of freedom does not have the tensioning structure. In the second embodiments, the tensioning structure carries along all movements of the component receptacles, but has an additional degree of freedom of movement, and movements within the framework of the additional degree of freedom are superimposed on the actuator movement.
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Wenn
die Position eines den Umfangsrand der Bauteil-Aufnahmen umgreifenden
Bereichs der Spannstruktur relativ zu dem Umfangsrand verändert werden
kann, genügt
es, wenn nicht die gesamte Spannstruktur, sondern nur der betreffende
Bereich relativ zu dem Umfangsrand beweglich ist. Der betreffende
Bereich kann beispielsweise an einem Spannstrukturausleger, der
in Richtung Umfangsrand von einem zentralen Bereich der Spannstruktur abragt,
beweglich befestigt sein, beispielsweise linearbeweglich oder vorzugsweise
schwenkbeweglich. Bevorzugter ist nicht nur ein äußerer Bereich der Spannstruktur
relativ zu den Bauteil-Aufnahmen beweglich, sondern die Spannstruktur
insgesamt. Auch für
die relative Beweglichkeit der Spannstruktur im Ganzen gilt, dass
eine Schwenkbeweglichkeit oder Drehbeweglichkeit bevorzugt wird.
Alternativ kann aber auch die Spannstruktur im Ganzen relativ zu den
Bauteil-Aufnahmen linearbeweglich und hierfür beispielsweise als linearbeweglicher
Schlitten gebildet sein. Wenn vorstehend von der Bewegbarkeit der Spannstruktur
oder nur eines äußeren Spannstrukturbereichs
die Rede ist, so umfasst dies wegen der relativen Beweglichkeit
auch den Fall, dass die Spannstruktur bei dem Fügeprozess ortsfest und stattdessen
die Bauteil-Aufnahmen für
die Positionsänderung
beweglich sind. Dies ist auch eine bevorzugte Art der relativen
Beweglichkeit der Spannstruktur.If
the position of the peripheral edge of the component recordings embracing
Be changed range of the clamping structure relative to the peripheral edge
can, is enough
it, if not the entire tensioning structure, but only the relevant one
Area is movable relative to the peripheral edge. The concerned
For example, the area can be attached to a tensioning structure boom
protrudes towards the peripheral edge of a central region of the clamping structure,
be movably mounted, for example linearly movable or preferably
pivotable. More preferable is not only an outer portion of the tension structure
movable relative to the component recordings, but the clamping structure
all in all. Also for
the relative mobility of the tensioning structure as a whole is that
a pivoting or rotational mobility is preferred.
Alternatively, however, the clamping structure as a whole relative to the
Component recordings linearly movable and this example, as a linearly movable
Be formed sled. If above of the mobility of the clamping structure
or only an outer tensioning structure region
there is talk about this because of the relative agility
also the case that the clamping structure in the joining process stationary and instead
the component recordings for
the position change
are mobile. This is also a preferred type of relative
Mobility of the tensioning structure.
-
In
einer bevorzugten Ausführung
wird die Spannkraft in die Bauteil-Aufnahmen je nur an einer Stelle
eingeleitet, vorzugsweise über
je eine kurze Säule,
d.h. einen Sockel. Eine Längsachse
der Säule kann
mit Vorteil auch eine Dreh- oder Schwenkachse der Spannstruktur
bilden. Bei großflächigen Bauteilen
kann es vorteilhaft sein, wenn die Spannkraft an mehreren Stellen
in die Bauteil-Aufnahmen eingeleitet wird, vorzugsweise ebenfalls
je mittels einer kurzen Säule.
Auch in derartigen Ausführungen
kann die Spannstruktur eine zusammenhängende Struktur mit einem oder
mehreren relativ zu den Bauteil-Aufnahmen beweglichen Bereichen
sein. Alternativ können mehrere
Spannstrukturen der zuvor beschriebenen Art vorgesehen sein, um
die Bauteil-Aufnahmen relativ zueinander zu spannen. Falls die mehreren Spannstrukturen
wie bevorzugt jeweils relativ zu den Bauteil-Aufnahmen beweglich
sind, um einen Werkzeugumlauf trotz ihrer den Umfangsrand umgreifenden
Bereiche zu ermöglichen,
können
die Spannstrukturen oder jeweils nur bewegliche Bereich der Spannstrukturen
mit eigenen Antrieben ausgestattet sein, oder die Relativbewegungen
werden mittels eines Getriebes bewirkt. Bei Verwendung mehrerer nicht
einheitlich beweglicher Spannstrukturen oder Spannstrukturbereichen
kommen auch mehrere Fügewerkzeuge
zum Einsatz und führen
je nur einen Teilumlauf aus.In
a preferred embodiment
The clamping force in the component receptacles is only ever in one place
initiated, preferably over
one short column each,
i.e. a pedestal. A longitudinal axis
the pillar can
Advantageously, a rotary or pivot axis of the clamping structure
form. For large-area components
It may be advantageous if the clamping force in several places
is introduced into the component recordings, preferably also
each by means of a short column.
Also in such versions
the tensioning structure can be a coherent structure with one or more
several relative to the component recordings movable areas
be. Alternatively, several can
Clamping structures of the type described above be provided to
to clamp the component receptacles relative to one another. If the multiple tension structures
as preferably each movable relative to the component recordings
are to a tool circulation in spite of their peripheral edge embracing
To enable areas
can
the tension structures or only movable area of the tension structures
be equipped with their own drives, or the relative movements
are effected by means of a transmission. When using several not
uniformly movable clamping structures or clamping structure areas
also come several joining tools
to use and lead
only one partial revolution each.
-
Die
Spannstruktur ist in bevorzugten Ausführungen mehrteilig mit einem
ersten Strukturteil und wenigstens einem weiteren, zweiten Strukturteil.
Das erste Strukturteil und das zweite Strukturteil können permanent,
relativ zueinander beweglich miteinander verbunden sein. In derartigen
Ausführungen
werden in einem ausgefahrenen Zustand die Bauteile aufgenommen und
die Strukturteile mit den Bauteil-Aufnahmen und den aufgenommenen
Bauteilen in die Fügeposition
aufeinander zu bewegt und mit der Kupplung aneinander fixiert. Bevorzugter
sind das erste Strukturteil und das zweite Strukturteil mittels der
Kupplung für
das Spannen der Bauteile zwar fest miteinander verbunden, die Strukturteile
sind jedoch voneinander separierbar, so dass das erste Strukturteil
mit der zugeordneten ersten Bauteil-Aufnahme und das zweite Strukturteil
mit der zugeordneten zweiten Bauteil-Aufnahme je separat und unabhängig voneinander
gehandhabt werden können,
insbesondere für
das Aufnehmen der Bauteile. Die Spannstruktur kann ein oder mehrere
weitere Strukturteile umfassen, das oder die mit einem der beiden
genannten Strukturteile permanent beweglich und fixierbar oder aber über je wieder
eine Kupplung der genannten Art verbunden ist oder sind. Bevorzugt
besteht die Spannstruktur jedoch nur aus dem ersten und dem zweiten
Strukturteil, d.h. sie ist bevorzugt zweiteilig.The
Clamping structure is in several preferred embodiments with a
first structural part and at least one further, second structural part.
The first structural part and the second structural part can be permanent,
be relatively movably connected to each other. In such
versions
be taken in an extended state, the components and
the structural parts with the component receptacles and the recorded
Components in the joining position
moved towards each other and fixed together with the coupling. preferred
are the first structural part and the second structural part by means of
Clutch for
Although the clamping of the components firmly connected to each other, the structural parts
However, they are separable from each other, so that the first structural part
with the associated first component receptacle and the second structural part
with the associated second component receiving each separately and independently
can be handled,
especially for
picking up the components. The tensioning structure can be one or more
Other structural parts include, the or with one of the two
said structural parts permanently movable and fixable or over each again
a coupling of the type mentioned is connected or are. Prefers
However, the tensioning structure consists only of the first and the second
Structural part, i. it is preferably in two parts.
-
Die
Kupplungshälften
sind wie bereits erwähnt
vorteilhafterweise so gestaltet, dass sie durch eine Linearbewegung
in einen Kupplungseingriff gebracht werden können. Die Richtung der Linearbewegung
stimmt vorzugsweise mit der Richtung der Spannkraft überein,
mit der die Bauteile in der Fügeposition
mittels der Spannstruktur aufeinander zu, vorzugsweise unmittelbar
gegeneinander, gepresst werden. Die Kupplungshälften sind vorzugsweise so geformt,
dass sie sich bei der Herstellung des Kupplungseingriffs aneinander
fest ziehen, sozusagen fest krallen, und dadurch die Spannkraft
erzeugen. Von den Kupplungshälften
bildet vorzugsweise die eine einen Kupplungsfinger und die andere
eine Kupplungsaufnahme, die miteinander den Kupplungseingriff eingehen.
So kann die Kupplung im verbundenen Zustand der Kupplungshälften vorzugsweise eine
Stecker/Buchsenverbindung bilden. Vorzugsweise weist die Kupplungshälfte mit
der Kupplungsaufnahme wenigstens ein Eingriffselement auf und lagert
dieses Eingriffselement quer zu der Richtung, in welche die Kupplungshälften in
den Kupplungseingriff bewegt werden, d.h. quer zu der Spannrichtung, vorzugsweise
senkrecht zu der Spannrichtung oder aber mit einer Neigung. Das
wenigstens eine Eingriffselement ist im Kupplungseingriff vorteilhafterweise blockierbar.
Die betreffende Kupplungshälfte
weist in derartigen Ausführungen
wenigstens ein Blockierelement auf und lagert dieses Blockierelement
zwischen einer Blockierposition und einer Freigabeposition hin und
her beweglich. In der Blockierposition verhindert das Blockierelement,
dass das wenigstens eine Eingriffselement sich aus dem Kupplungseingriff
bewegen kann. Der Kupplungseingriff ist nur in der Freigabeposition
des Blockierelements möglich.
Die Blockierung und das Lösen
werden vorteilhafterweise von einer Steuerung, zweckmäßigerweise
einer Aktorsteuerung, bewirkt, beispielsweise rein mechanisch oder
vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch.The coupling halves are advantageously already designed, as already mentioned, that they pass through a linear movement can be brought into a clutch engagement. The direction of the linear movement preferably coincides with the direction of the clamping force, with which the components in the joining position by means of the clamping structure toward each other, preferably directly against each other, are pressed. The coupling halves are preferably shaped so that they tighten in the preparation of the clutch engagement, so to speak firmly claw, and thereby generate the clamping force. Of the coupling halves, preferably one forms a coupling finger and the other a coupling receptacle, which enter into the coupling engagement with each other. Thus, the coupling may preferably form a plug / socket connection in the connected state of the coupling halves. Preferably, the coupling half has at least one engagement element with the coupling receptacle and supports this engagement element transversely to the direction in which the coupling halves are moved into the coupling engagement, ie transversely to the clamping direction, preferably perpendicular to the clamping direction or with an inclination. The at least one engagement element is advantageously blockable in the clutch engagement. The respective coupling half has, in such embodiments, at least one blocking element and supports this blocking element between a blocking position and a release position movable back and forth. In the blocking position, the blocking element prevents the at least one engagement element from moving out of the clutch engagement. The clutch engagement is possible only in the release position of the blocking element. The blocking and the release are advantageously effected by a controller, expediently an actuator control, for example purely mechanically or preferably electrically or pneumatically.
-
Die
Erfindung betrifft von einer Spannvorrichtung auch ein einzelnes
der Spannvorrichtungsteile als solches. Das Spannvorrichtungsteil
umfasst entweder die erste Bauteil-Aufnahme mit der ersten Kupplungshälfte oder
die zweite Bauteil-Aufnahme mit der zweiten Kupplungshälfte. Die
vorstehenden Ausführungen
zu Ausgestaltungen der Spannvorrichtung im Ganzen gelten auch in
Bezug auf das Spannvorrichtungsteil. Das Spannvorrichtungsteil als
solches umfasst vorzugsweise auch das Strukturteil der Spannstruktur,
das mit der betreffenden Bauteil-Aufnahme verbunden ist.The
The invention also relates to a clamping device of a single
the tensioner parts as such. The tensioner part
includes either the first component receptacle with the first coupling half or
the second component holder with the second coupling half. The
above
to embodiments of the clamping device as a whole also apply in
With respect to the tensioner part. The tensioner part as
such preferably also comprises the structural part of the tensioning structure,
which is connected to the relevant component receptacle.
-
Vorteilhafte
Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen
beschrieben. Die Merkmale der Ansprüche und die vorstehend beschriebenen
Merkmale ergänzen
einander wechselseitig.advantageous
Features are also set out in the subclaims and their combinations
described. The features of the claims and those described above
Complement features
each other mutually.
-
Anhand
der Spannvorrichtung mit wenigstens zwei, vorzugsweise genau zwei
Bauteil-Aufnahmen
offenbarten Merkmale können
mit Vorteil auch bei einer Spannvorrichtung verwirklicht sein, die
nur eine der Bauteil-Aufnahmen umfasst, beispielsweise eine Spannvorrichtung
nur zum Bördeln
eines Umfangsrands eines Bauteils. Das Bördeln kann einen Rollfalzprozess,
d.h. ein Verbinden mit einem weiteren Bauteil beinhalten, kann aber
auch allein nur zum Umformen eingesetzt werden. In solchen Anwendungen
wird die weitere Bauteil-Aufnahme vorzugsweise durch einen Niederhalter
ersetzt, der das zu bearbeitende Bauteil in das Bördelbett
der Bauteil-Aufnahme drückt.Based
the tensioning device with at least two, preferably exactly two
Component seats
disclosed features
be realized with advantage also in a clamping device, the
only one of the component recordings includes, for example, a clamping device
only for beading
a peripheral edge of a component. Beading can be a roll-folding process,
i.e. but may include connecting to another component
also be used only for forming alone. In such applications
is the further component receiving preferably by a hold-down
replacing the component to be machined in the flanging bed
the component recording presses.
-
Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Figuren erläutert.
An den Ausführungsbeispielen
offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die
Gegenstände
der Ansprüche
und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft
weiter. Es zeigen:following
Be exemplary embodiments of
Invention explained with reference to figures.
On the embodiments
Obviously emerging features form each individually and in each combination of features the
objects
the claims
and also the embodiments described above advantageous
further. Show it:
-
1 eine
Spannvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Sicht, 1 a tensioning device of a first embodiment in a perspective view,
-
2 die
Spannvorrichtung in einer anderen perspektivischen Sicht, 2 the tensioning device in another perspective view,
-
3 einen
Falzprozess, 3 a folding process,
-
4 eine
erste Hälfte
der Spannvorrichtung, 4 a first half of the tensioning device,
-
5 eine
zweite Hälfte
der Spannvorrichtung, 5 a second half of the tensioning device,
-
6 Kupplungshälften der
Spannvorrichtung, 6 Coupling halves of the tensioning device,
-
7 die
zweite Hälfte
der Spannvorrichtung mit einem aufgenommenen Bauteil, 7 the second half of the clamping device with a recorded component,
-
8 eine
Fügestation
für ein
erstes Fügeverfahren, 8th a joining station for a first joining method,
-
9 eine
Spannvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels in perspektivischer
Sicht, 9 a tensioning device of a second embodiment in a perspective view,
-
10 die
Spannvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels in einer weiteren
Sicht und 10 the tensioning device of the second embodiment in a further view and
-
11 eine
Fügestation
für ein
zweites Fügeverfahren. 11 a joining station for a second joining process.
-
1 zeigt
eine Spannvorrichtung, wie sie vorzugsweise für ein fliegendes Fügen, insbesondere
Rollfalzen verwendet werden kann, in einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Spannvorrichtung dient dem Spannen zweier Bauteile B1 und B2,
die längs ihres äußeren Umfangsrands
umlaufend in einem Fügeprozess
fest miteinander verbunden werden, um nach dem Fügen einen Fügeverbund zu bilden. Die Spannvorrichtung
spannt die Bauteile B1 und B2 relativ zueinander in einer Fügeposition,
die sie nach dem Fügen
auch im Fügeverbund
einnehmen. Die Bauteile B1 und B2 werden im gespannten Zustand längs ihres äußeren Umfangsrands
umlaufend gefügt,
vorzugsweise durch Rollfalzen. Für
die Herstellung der Verbindung kann ein einziges Fügewerkzeug
einen kompletten Umlauf ausführen.
Alternativ können über den äußeren Umfangsrand
verteilt auch mehrere Werkzeuge vorgesehen sein und entsprechend
je nur einen Teilabschnitt des Umfangsrands fügen. Bei dem bevorzugten Fügeprozess
des Rollfalzens können
mehrere Werkzeugköpfe
mit der Neigung nach unterschiedlich angestellten Falzrollen oder
ein einziger Werkzeugkopf mit gleichzeitig arbeitenden, unterschiedlich
angestellten Falzrollen eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Beispiel
eines derartigen Falzkopfes wird in der europäischen Patentanmeldung EP 06 001 600 beschrieben.
Wie bereits zu Fügewerkzeugen
allgemein erwähnt,
können mehrere
derartige Rollfalzköpfe über den
Umfangsrand der Bauteile B1 und B2 verteilt gleichzeitig je nur einen
Teilumlauf ausführen.
Bei dem fliegenden Fügen
ist das Fügewerkzeug
oder sind die mehreren Fügewerkzeuge
in einer Fügestation
ortsfest angeordnet, und der Umlauf wird durch eine entsprechende
Bewegung der relativ zueinander in Fügeposition befindlichen Bauteile
B1 und B2 bewirkt. Ein Rollfalzprozess als bevorzugtes Beispiel
eines solchen Fügeprozesses
ist Gegenstand der DE 103 38
170 B4 , die diesbezüglich
in Bezug genommen wird. 1 shows a clamping device, as it can preferably be used for a flying joining, in particular roll hemming, in a first embodiment. The clamping device is used for clamping two components B1 and B2, which along its outer peripheral edge circumferentially in a Joined joining process firmly together to form a joint after joining. The clamping device clamps the components B1 and B2 relative to one another in a joining position, which they also occupy in the joint assembly after joining. The components B1 and B2 are circumferentially joined in the tensioned state along its outer peripheral edge, preferably by roll hemming. For the preparation of the compound, a single joining tool can perform a complete circulation. Alternatively, distributed over the outer peripheral edge and several tools may be provided and accordingly add only a portion of the peripheral edge. In the preferred joining process of roll creasing several tool heads can be used with the inclination for differently employed folding rollers or a single tool head with simultaneously working, differently employed folding rollers. A preferred example of such a folding head is in the European patent application EP 06 001 600 described. As already mentioned in general for joining tools, several such Rollfalzköpfe distributed over the peripheral edge of the components B1 and B2 at the same time perform only a partial revolution. In the case of flying joining, the joining tool or the plurality of joining tools is arranged stationarily in a joining station, and the circulation is brought about by a corresponding movement of the components B1 and B2 located in the joining position relative to one another. A Rollfalzprozess as a preferred example of such a joining process is the subject of DE 103 38 170 B4 , which is referred to in this regard.
-
Die
Spannvorrichtung umfasst eine erste Bauteil-Aufnahme 1 für das Bauteil
B1 und eine zweite Bauteil-Aufnahme 5 für das Bauteil B2. Die Bauteile
B1 und B2 sind Blechstrukturen. Das Bauteil B1 ist ein Außenblech
und das Bauteil B2 ist ein Innenblech für ein Kraftfahrzeug-Anbauteil,
beispielsweise eine Tür.
Entsprechend sind auch die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 flächenhafte
Strukturen mit einer Länge
und einer Breite, die je mehrfach größer als die Dicke der betreffenden
Struktur sind. Die Bauteil-Aufnahme 1 umfasst einen Träger, der
im Ausführungsbeispiel
als Tragplatte geformt und in den Figuren unmittelbar mit den Bezugszeichen "1" versehen ist, und
ein fest mit dem Träger
verbundenes Aufnahmebett 4, das im bevorzugten Verwendungsfall
des Rollfalzens ein Falzbett ist. Das Aufnahmebett 4 bildet
eine Innenseite der Bauteil-Aufnahme 1, an der das Bauteil
B1 zumindest in einem Randstreifen, der den Umfangsrand bildet,
anliegt. Die Bauteil-Aufnahme 1 umfasst ferner mehrere
Greifer 2, mittels denen das Bauteil B1 hängend getragen
werden kann. Die Greifer 2 ragen von einer Außenseite
der Bauteil-Aufnahme 1 durch Öffnungen
des Trägers
und des Aufnahmebetts 4 und sind so angeordnet, dass sie
das Bauteil B1 an dem Aufnahmebett 4 anliegend hängend tragen
können.
Die Greifer 2 sind Sauggreifer, im Ausführungsbeispiel pneumatische
Sauggreifer, die wahlweise mit Unterdruck oder Überdruck beaufschlagbar sind.
Des Weiteren umfasst die Bauteil-Aufnahme 1 ein Positionierelement 3,
das im Ausführungsbeispiel
als Zentrierstift gebildet ist. Das Positionierelement 3 ragt
von der Außenseite
der Bauteil-Aufnahme 1 durch
einen Ausschnitt des Aufnahmebetts 4 und ragt über die
Innenseite der Bauteil-Aufnahme 1 in Richtung auf die zweite
Bauteil-Aufnahme 5 vor.The tensioning device comprises a first component receptacle 1 for the component B1 and a second component holder 5 for the component B2. The components B1 and B2 are sheet metal structures. The component B1 is an outer panel and the component B2 is an inner panel for a motor vehicle attachment, such as a door. Corresponding are also the component recordings 1 and 5 planar structures with a length and a width, which are each several times larger than the thickness of the structure in question. The component holder 1 comprises a support which in the exemplary embodiment is shaped as a support plate and in the figures directly with the reference symbol " 1 "is provided, and a fixed bed connected to the carrier 4 which in the preferred case of roll creasing is a folding bed. The recording bed 4 forms an inside of the component holder 1 in which the component B1 abuts at least in an edge strip which forms the peripheral edge. The component holder 1 also includes several grippers 2 , by means of which the component B1 can be suspended hanging. The grippers 2 protrude from an outside of the component receptacle 1 through openings of the carrier and the receiving bed 4 and are arranged so that they the component B1 on the receiving bed 4 can wear hanging down. The grippers 2 are suction pads, in the embodiment pneumatic suction pads, which can be acted upon either with negative pressure or pressure. Furthermore, the component holder includes 1 a positioning element 3 , which is formed in the embodiment as a centering pin. The positioning element 3 protrudes from the outside of the component holder 1 through a section of the recording bed 4 and protrudes over the inside of the component holder 1 towards the second component holder 5 in front.
-
2 zeigt
die Spannvorrichtung in einer Sicht auf die zweite Bauteil-Aufnahme 5.
Die Bauteil-Aufnahme 5 weist ebenfalls einen Träger auf,
der beispielhaft als Tragplatte geformt und in den Figuren unmittelbar
mit dem Bezugszeichen "5" versehen ist. An
dem Träger
sind mehrere Auflagen 6 und Positionierelemente 7a, 7b und 8 angeordnet.
Das aufgenommene Bauteil B2 liegt auf den Auflagen 6. Die Auflagen 6 bilden
ein Aufnahmebett 6 für
das Bauteil B2. Die Auflagen 6 können in Zweitfunktion auch
der Positionierung des Bauteils B2 relativ zu der Bauteil-Aufnahme 5 dienen.
Die Positionierelemente 7a dienen als Einweiser beim Auflegen
des Bauteils B2, und die stiftförmigen
weiteren Positionierelemente 7b dienen der genaueren Positionierung
des Bauteils B2 relativ zu der Bauteil-Aufnahme 5. Das
Positionierelement 8 dient im Zusammenwirken mit dem Positionierelement 3 der
ersten Bauteil-Aufnahme 1 der Positionierung der Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 relativ zueinander
und ist im Ausführungsbeispiel
daher als Stiftaufnahme gebildet, in die das Positionierelement 3 einfährt, wenn
die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 aufeinander zu in
die dargestellte Fügeposition
bewegt und die von den Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 gebildete
Bauteil-Aufnahmeeinrichtung 1, 5 geschlossen wird. 2 shows the clamping device in a view of the second component receiving 5 , The component holder 5 also has a support, which is exemplified as a support plate and in the figures directly with the reference numeral " 5 On the carrier are several editions 6 and positioning elements 7a . 7b and 8th arranged. The recorded component B2 lies on the supports 6 , The terms 6 form a recording bed 6 for the component B2. The terms 6 can in secondary function and the positioning of the component B2 relative to the component recording 5 serve. The positioning elements 7a serve as an instructor when placing the component B2, and the pin-shaped further positioning 7b serve the more accurate positioning of the component B2 relative to the component receiving 5 , The positioning element 8th serves in cooperation with the positioning element 3 the first component recording 1 the positioning of the component recordings 1 and 5 relative to each other and is therefore formed in the embodiment, therefore, as a pin holder into which the positioning element 3 retracts when the component shots 1 and 5 moved toward each other in the illustrated joining position and that of the component shots 1 and 5 formed component receiving device 1 . 5 is closed.
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Die
Spannvorrichtung umfasst ferner eine Spannstruktur 10 mit
einem ersten Strukturteil 11, das mit der Bauteil-Aufnahme 1 permanent
verbunden ist, und einen zweiten Strukturteil 11, 12,
das mit der Bauteil-Aufnahme 2 permanent verbunden ist. Die
Strukturteile 11 und 12, 13 sind mittels
einer lösbaren
Verbindung fest miteinander verbunden. Im dargestellten, verbundenen
Zustand nimmt die Spannstruktur 11 die Spannkraft auf,
mit der die Bauteile B1 und B2 in eine Spannrichtung X gegeneinander
gepresst und so in der Fügeposition
gespannt werden. Die Spannstruktur 10 weist im Ganzen die Form
eines Rahmens oder Doppelbügels
auf, der die Bauteil-Aufnahmen 1 und 2 und die
darin aufgenommenen Bauteile B1 und B2 an zwei einander gegenüberliegenden
Seiten des Umfangsrands in einem Abstand umgreift.The tensioning device further comprises a tensioning structure 10 with a first structural part 11 that with the component recording 1 permanently connected, and a second structural part 11 . 12 that with the component recording 2 permanently connected. The structural parts 11 and 12 . 13 are firmly connected to each other by means of a detachable connection. In the illustrated, connected state, the tensioning structure decreases 11 the clamping force with which the components B1 and B2 are pressed against one another in a clamping direction X and thus clamped in the joining position. The tension structure 10 as a whole has the form of a frame or double hanger, the component recordings 1 and 2 and the components B1 and B2 received therein at a distance surrounds on two opposite sides of the peripheral edge.
-
Die
Spannstruktur 10 umfasst ein zentrales Gelenkelement 14,
von dem zwei balkenförmige,
gerade Ausleger, die zusammen das Strukturteil 11 bilden,
nach außen
abragen. Das Strukturteil 11 und das Gelenkelement 14 bilden
ein einziges steifes Teil. Das Gelenkelement 14 bildet
mit einem Gelenkelement 24 ein Drehgelenk mit einer in
die Spannrichtung X weisenden Gelenkachse X. Das Gelenkelement 24 ragt
zentral in X-Richtung
von der Außenseite
der Bauteil-Aufnahme 1 ab und ist mit dieser steif verbunden.
Die Bauteil-Aufnahme 1 ist über das Gelenkelement 24 und
ein Andockglied 20 mit einem im Raum beweglichen Aktor,
vorzugsweise dem Ende eines Roboterarms, verbunden. Das Gelenkelement 24 bildet
mit dem Andockglied 20 ein Anschlussgelenk 20, 24 als
weiteres Drehgelenk mit ebenfalls der X-Achse als Gelenkachse. Das Gelenkelement 24 ist somit
um die X-Achse sowohl relativ zu der Spannstruktur 10 als
auch dem Andockglied 20 drehbeweglich. Das Andockglied 20 weist
einen Anschluss 21 in der Form eines Anschlussflansches
auf. Der Anschluss 21 dient der Befestigung am Aktor. Das
Anschlussende des Aktors, an dem das Andockglied 20 befestigt
wird, ist um eine zu der X-Achse rechtwinklige Y-Achse drehbeweglich.
Die beiden Achsen X und Y sind die beiden äußersten Bewegungsachsen des
Aktors und bestimmen zwei Freiheitsgrade der Rotation. Von einem
zentralen Bereich des Andockglieds 20 ragt in Richtung
der X-Achse nach beiden Seiten je ein Schenkel starr ab, um ein
Gelenkelement 22 für
die gelenkige Verbindung mit dem Gelenkelement 24 zu bilden.
Im Ergebnis ist die Spannvorrichtung im Ganzen um die Y-Achse schwenkbar, und
die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 sind um die X-Achse
drehbar.The tension structure 10 includes a central hinge element 14 from which two beam-shaped, straight cantilevers that together form the structural part 11 form, protrude outwards. The structural part 11 and the joint element 14 form a single rigid part. The joint element 14 forms with a joint element 24 a hinge with a pointing in the clamping direction X hinge axis X. The hinge element 24 protrudes centrally in the X direction from the outside of the component receptacle 1 off and is connected to this stiff. The component holder 1 is about the joint element 24 and a docking member 20 with a movable in space actuator, preferably the end of a robot arm connected. The joint element 24 forms with the docking member 20 a connecting joint 20 . 24 as another hinge with also the X-axis as joint axis. The joint element 24 is thus about the X-axis both relative to the clamping structure 10 as well as the docking member 20 rotatably. The docking member 20 has a connection 21 in the form of a connecting flange. The connection 21 serves for attachment to the actuator. The connection end of the actuator to which the docking member 20 is rotatable about a perpendicular to the X-axis Y-axis. The two axes X and Y are the two outermost axes of movement of the actuator and determine two degrees of freedom of rotation. From a central area of the docking member 20 protrudes in the direction of the X-axis on each side rigidly from a leg to a joint element 22 for the articulated connection with the joint element 24 to build. As a result, the fixture as a whole is pivotable about the Y-axis, and the component fixtures 1 and 5 are rotatable about the X-axis.
-
Das
Strukturteil 11 ist über
eine Verbindung 23 steif, d.h. unbeweglich, mit dem Andockglied 20 verbunden.
Wenn die Bauteil-Aufnahmen 1 und 2 mittels eines
Antriebs des Aktors relativ zu dem Andockglied 20 um die
X-Achse gedreht werden, folgt die Spannvorrichtung 10 dieser
Drehbewegung daher nicht, sondern bewegt sich entsprechend gegenläufig relativ
zu den Bauteil-Aufnahmen 1 und 2. Die Verbindung 23 umfasst
zwei Winkelelemente, die je drehsteif über einen Verbindungsring mit
dem Gelenkelement 22 und somit drehsteif mit dem Andockglied 20 und
am gegenüberliegenden
Ende jeweils mit dem Strukturteil 11 verbunden sind. Die
Verbindung mit dem Strukturteil 11 kann eine feste, permanente
Verbindung, beispielsweise eine Schraubverbindung oder stoffschlüssige Verbindung,
oder bevorzugter eine reine Pressverbindung sein.The structural part 11 is about a connection 23 stiff, ie immovable, with the docking member 20 connected. When the component shots 1 and 2 by means of a drive of the actuator relative to the docking member 20 to be rotated about the X-axis, the tensioning device follows 10 This rotational movement therefore not, but moves in opposite directions relative to the component recordings 1 and 2 , The connection 23 comprises two angle elements, each torsionally rigid via a connecting ring with the joint element 22 and thus torsionally rigid with the docking member 20 and at the opposite end respectively to the structural part 11 are connected. The connection with the structural part 11 may be a solid, permanent connection, for example a screw or cohesive connection, or more preferably a pure press connection.
-
Das
zweite Strukturteil 12, 13 der Spannstruktur 10 ist
in einem Drehgelenk drehbeweglich mit dem Träger der Bauteil-Aufnahme 5 verbunden. Das
Drehgelenk ist insbesondere in 2 zu erkennen.
Der Träger
der Bauteil-Aufnahme 5 bildet eines der Gelenkelemente
dieses Drehgelenks. Das andere Gelenkelement ist mit 15 bezeichnet
und ist zentral und steif an dem Ausleger 12 angeordnet.
Die X-Achse ist auch die Gelenkachse dieses Gelenks 5, 15. Das
zweite Strukturteil 12, 13 ist U-förmig mit
einem durchgehenden Querbalken, der einen zu dem Strukturteil 11 parallelen
Ausleger 12 bildet und sich bis über die beiden am weitesten
voneinander entfernten Punkte des Umfangsrands der Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 und
Bauteile B1 und B2 erstreckt. Von den beiden äußeren Enden des Auslegers 12 ragt
je ein Verbindungsbalken 13 senkrecht ab und auf das Strukturteil 11 zu.
Das Strukturteil 12, 13 weist so die Form eines
zu dem Strukturteil 11 offenen "U" auf.
Im verbundenen Zustand schließt
das Strukturteil 11 die offene Seite des U-förmigen Strukturteils 12, 13.The second structural part 12 . 13 the tensioning structure 10 is rotatable in a rotary joint with the carrier of the component holder 5 connected. The swivel joint is in particular in 2 to recognize. The carrier of the component holder 5 forms one of the hinge elements of this rotary joint. The other joint element is with 15 and is central and stiff on the boom 12 arranged. The X-axis is also the hinge axis of this joint 5 . 15 , The second structural part 12 . 13 is U-shaped with a continuous crossbar, the one to the structural part 11 parallel boom 12 forms and extends beyond the two furthest apart points of the peripheral edge of the component receptacles 1 and 5 and components B1 and B2 extends. From the two outer ends of the boom 12 protrudes ever a connection bar 13 perpendicular from and onto the structural part 11 to. The structural part 12 . 13 thus has the shape of one to the structural part 11 open "U" on. In the connected state, the structural part closes 11 the open side of the U-shaped structural part 12 . 13 ,
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Die
Strukturteile 11 und 12, 13 sind mittels
einer automatisch verschließbaren
und auch automatisch lösbaren
Kupplung steif miteinander verbunden, so dass sie die für das Spannen
der Bauteile B1 und B2 erforderliche Spannkraft aufnehmen können. Genauer
gesagt wird die Spannkraft mittels der Spannstruktur 10 erzeugt
und über
die Gelenke 5, 15 und 14, 24 in
die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 geleitet. Die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 werden
mit der so erzeugten Spannkraft und mit ihren Innenseiten aufeinander
zu weisend in Spannrichtung X aufeinander zu gespannt, so dass die
Bauteile B1 und B2 über
ihren Umfangsrand überall
ausreichend fest gegeneinander gedrückt werden.The structural parts 11 and 12 . 13 are rigidly connected to each other by means of an automatically closable and automatically releasable coupling so that they can absorb the required for the clamping of the components B1 and B2 clamping force. More specifically, the clamping force by means of the clamping structure 10 generated and over the joints 5 . 15 and 14 . 24 in the component shots 1 and 5 directed. The component shots 1 and 5 be stretched toward one another in the clamping direction X with the clamping force thus generated and with their inner sides facing each other, so that the components B1 and B2 are pressed over their peripheral edge everywhere sufficiently strong against each other.
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Die
Kupplung besteht aus zwei ersten Kupplungshälften 16, von denen
je eine an einem der beiden äußeren Enden
des Strukturteils 11 angeordnet ist, und zwei zweiten Kupplungshälften 17,
von denen je eine an den beiden im gelösten Zustand freien Enden des
Strukturteils 12, 13 angeordnet ist. Die Spannkraft
wird durch den Kupplungseingriff der beiden ersten Kupplungshälften 16 und
der jeweils zugeordneten zweiten Kupplungshälfte 17 erzeugt. Das Strukturteil 11 wird
durch das Zusammenwirken der Kupplungshälften 16 und 17 in
Spannrichtung X gegen das Strukturteil 12, 13 gepresst.
Das Strukturteil 11 wird so zu einem Joch. Die Spannstruktur 10 schafft
zwei geschlossene Kraftflusskreise, die sich in dem zentralen Bereich
in den Anschlussstellen der Spannstruktur 10 und der Bauteil-Aufnahme 1 und 5, d.h.
in den Gelenken 14 und 15 treffen, von dort über je einen
Sockel in die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 eingeleitet
und verteilt werden und ferner getrennt die beiden Bügel der
Spannstruktur 10, d.h. je eines der Paare von Kupplungshälften 16 und 17 durchziehen.The coupling consists of two first coupling halves 16 of which one each at one of the two outer ends of the structural part 11 is arranged, and two second coupling halves 17 of which one each at the two in the released state free ends of the structural part 12 . 13 is arranged. The clamping force is due to the clutch engagement of the first two coupling halves 16 and the respectively associated second coupling half 17 generated. The structural part 11 is due to the interaction of the coupling halves 16 and 17 in the clamping direction X against the structural part 12 . 13 pressed. The structural part 11 becomes a yoke The tension structure 10 creates two closed power circuits, located in the central area in the junctions of the tensioning structure 10 and the component intake 1 and 5 ie in the joints 14 and 15 from there via a socket in each of the component recordings 1 and 5 be introduced and distributed and also separated the two brackets of the tensioning structure 10 ie one each of the pairs of coupling halves 16 and 17 pull through.
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3 zeigt
die Geometrie des Umfangsrands der Bauteile B1 und B2 in einem Querschnitt. Das
Bauteil B1 weist umlaufend einen in Richtung auf das Bauteil B2
gewinkelten Flansch auf, der beim Falzen vollständig bis gegen einen Blechrand
des Bauteils B2 umgeschlagen und so eine feste Falzverbindung erzeugt
wird. Der Flansch des Bauteils B1 wird sukzessive in mehreren Falzschritten,
beispielsweise zwei oder drei Falzschritten umgeschlagen. Die Ausgangsgeometrie
ist in durchgezogener Linie dargestellt, ein Zwischenschritt und
der Zustand nach dem vollständigen
Umschlagen sind je strichliert angedeutet. Für ein zweistufiges Falzen erforderliche
Falzrollen 30a und 30b sind ebenfalls in gestrichelten
Linien skizziert. 3 shows the geometry of the peripheral edge of the components B1 and B2 in a cross section. The component B1 has circumferentially an angled in the direction of the component B2 flange, which is folded over during folding completely up against a sheet edge of the component B2 and so a solid rabbet joint is generated. The flange of the component B1 is successively folded in several folding steps, for example two or three folding steps. The initial geometry is shown in solid line, an intermediate step and the state after complete handling are indicated by dashed lines. Folding rollers required for two-stage folding 30a and 30b are also outlined in dashed lines.
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Die
Spannstruktur 10 ist wie bereits erwähnt zweiteilig, und die beiden
Teile, nämlich
das Strukturteil 11 mit dem Gelenkelement 14 einerseits
und das Strukturteil 12, 13 mit dem Gelenkelement 15 andererseits,
sind über
eine Kupplung lösbar
miteinander verbunden. Hierdurch entstehen auch zwei voneinander
lösbare
und im gelösten
Zustand separat voneinander handhabbare Spannvorrichtungsteile,
nämlich
ein erstes Spannvorrichtungsteil mit der Bauteil-Aufnahme 1 und
ein zweites Spannvorrichtungsteil mit der Bauteil-Aufnahme 5 und
dem jeweils zugeordneten Teil der Spannstruktur 10. Die
beiden Spannvorrichtungsteile sind über die gleiche Kupplung voneinander
lösbar
und im gelösten
Zustand separat voneinander handhabbar.The tension structure 10 is as already mentioned in two parts, and the two parts, namely the structural part 11 with the joint element 14 on the one hand and the structural part 12 . 13 with the joint element 15 On the other hand, are detachably connected to each other via a coupling. This results in two detachable and in the detached state separately manageable clamping device parts, namely a first clamping device part with the component holder 1 and a second tensioner part with the component receptacle 5 and the respectively assigned part of the tensioning structure 10 , The two clamping device parts are detachable from each other via the same coupling and can be handled separately in the released state.
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4 zeigt
das erste Spannvorrichtungsteil in einer perspektivischen Sicht
auf die Innenseite des Aufnahmebetts 4. Das Bauteil B1
ist in gestrichelter Linie angedeutet, aber durchsichtig dargestellt.
Zu erkennen sind die das Aufnahmebett 4 durchgreifenden
Greifer 2, die über
die Innenseite des Aufnahmebetts 4 verteilt angeordnet
sind. Zu erkennen ist des Weiteren das Positionierelement 3,
welches das Aufnahmebett 4 durchragt und über dessen
Innenseite hinaus in Spannrichtung X der Bauteil-Aufnahme 1 vorragt. 4 zeigt
auch die zur Spannrichtung X hin offenen zweiten Kupplungshälften 16.
Die Kupplungshälften 16 weisen
je eine Andockseite 16a auf, die in die Spannrichtung X
gewandt ist. Die Kupplungshälften 16 weisen
an ihrer Andockseite 16a je eine tellerartige, quer zu
Spannrichtung X erstreckte Andockfläche für die jeweils zugeordnete der
Kupplungshälften 17 auf. 4 shows the first tensioner part in a perspective view of the inside of the receiving bed 4 , The component B1 is indicated in dashed line, but shown transparent. To recognize the are the recording bed 4 powerful gripper 2 passing over the inside of the recording bed 4 are arranged distributed. Furthermore, the positioning element can be seen 3 which the recording bed 4 protrudes and beyond the inside beyond in the clamping direction X of the component recording 1 projects. 4 also shows the second coupling halves open towards the clamping direction X. 16 , The coupling halves 16 each have a docking side 16a on, which is turned in the clamping direction X. The coupling halves 16 have at their docking side 16a depending on a plate-like, extending transversely to the clamping direction X docking surface for each assigned to the coupling halves 17 on.
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5 zeigt
das zweite Spannvorrichtungsteil separat in einer perspektivischen
Sicht auf die Innenseite der Bauteil-Aufnahme 5. Über deren
Träger
verteilt sind mehrere der Auflagen 6 angeordnet, auf die das
zweite Bauteil B2 auflegbar ist. Der Träger bildet mit den Auflagen 6 somit
ein Aufnahmebett 6 für
das zweite Bauteil B2. Das Positionierelement 8 ist für das Zusammenwirken
mit dem als Zentrierstift gebildeten Positionierelement 3 als
Stiftaufnahme gebildet. Die als Einweiser dienenden Positionierelemente 7 ragen
in Spannrichtung X der Bauteil-Aufnahme 5 soweit von dem
Träger 5 vor,
dass sie bei dem Auflegen des Bauteils B2 mit dessen der Positionierung dienenden
Konturen in einen Führungskontakt
gelangen, bevor das Bauteil B2 auf den Auflagen 6 aufliegt.
Die Bauteil-Aufnahme 5 weist weitere Positionierelemente 9 auf,
die der Positionierung der Bauteil-Aufnahme 5 in einer
Ablage einer Fügestation dienen.
Die Positionierelemente 9 sind beispielhaft als Bohrungen
in dem Träger
gebildet. In der Ablage der Fügestation
sind entsprechend Positioniergegenelemente angeordnet, im Ausführungsbeispiel
aufragende Positionierstifte, die bei dem Positionieren der Bauteil-Aufnahme 5 in
der Ablage in die Bohrungen einfahren. Das zweite Spannvorrichtungsteil
wird in der Ablage der Fügestation
mit seiner Unterseite auf einer Unterlage in einer vorgegebenen
Position abgelegt, so dass es auf der Unterlage ruht und in fünf Freiheitsgraden
der Bewegung mittels des Strukturteils 12, 13 fixiert
ist. Die Festlegung des sechsten Freiheitsgrads, im Ausführungsbeispiel
der Drehbeweglichkeit der Bauteil-Aufnahme 5 relativ zu dem Strukturteil 12, 13,
wird durch das Zusammenwirken besagter Positionierelemente 9 und
Positioniergegenelemente bewirkt. Anstatt die Positionierelemente 9 und
die Positioniergegenelemente durch Bohrungen und Stifte bereitzustellen,
kann auch der Außenrand
des Trägers
der Bauteil-Aufnahme 5 als Positionierelement des zweiten
Spannvorrichtungsteils verwendet werden; in der Ablage wäre ein entsprechender
Anschlag für
den Träger
vorzusehen. 5 zeigt des Weiteren die beiden
zweiten Kupplungshälften 17 mit
Blick auf deren Andockseite 17a. Die beiden Kupplungshälften 17 weisen
an ihren Andockseiten 17a je eine Andockfläche für die zugeordnete Kupplungshälfte 16 auf.
Die Andockflächen
der Kupplungshälften 17 sind
ebenfalls tellerartig und erstrecken sich quer zu der Spannrichtung
X. 5 shows the second tensioner part separately in a perspective view of the inside of the component receptacle 5 , Distributed over the carrier are several of the requirements 6 arranged on which the second component B2 can be placed. The carrier forms with the pads 6 thus a recording bed 6 for the second component B2. The positioning element 8th is for the interaction with the positioning element formed as a centering pin 3 formed as a pen holder. The serving as a guide positioning 7 protrude in the clamping direction X of the component holder 5 as far as the carrier 5 before that, when the component B2 is placed with its positioning contours, it comes into contact with a guide before the component B2 rests on the supports 6 rests. The component holder 5 has additional positioning elements 9 on, the positioning of the component holder 5 serve in a tray of a joining station. The positioning elements 9 are exemplified as holes in the carrier. In the filing of the joining station corresponding positioning counter-elements are arranged in the exemplary embodiment towering positioning pins, which in the positioning of the component receiving 5 Retract into the holes in the tray. The second fixture part is deposited in the tray of the joining station with its underside on a base in a predetermined position, so that it rests on the base and in five degrees of freedom of movement by means of the structural part 12 . 13 is fixed. The definition of the sixth degree of freedom, in the embodiment of the rotational mobility of the component recording 5 relative to the structural part 12 . 13 , is due to the interaction of said positioning elements 9 and Positioniergegenelemente causes. Instead of the positioning elements 9 and to provide the positioning counter-elements through holes and pins, also the outer edge of the carrier of the component holder 5 be used as a positioning element of the second clamping device part; in the tray a corresponding stop for the carrier would be provided. 5 further shows the two second coupling halves 17 with a view of their docking side 17a , The two coupling halves 17 show at their docking sites 17a one docking area each for the assigned coupling half 16 on. The docking surfaces of the coupling halves 17 are also plate-like and extend transversely to the clamping direction X.
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6 zeigt
eine erste Kupplungshälfte 16 und
eine zweite Kupplungshälfte 17 losgelöst von der Spannstruktur 10 im
Vergleich nebeneinander. Die beiden zusammenwirkenden anderen Kupplungshälften 16 und 17 entsprechen
den in 6 dargestellten. Die Kupplungshälfte 17 weist
einen stift- oder bolzenförmigen
Kupplungsfinger 19 auf, der an der Andockseite 17a in
Spannrichtung X von der Andockfläche
vorragt. Der Kupplungsfinger 17 ist bezüglich der Andockfläche zentral
angeordnet. Er weist in einem mittleren Bereich umlaufend eine Verdickung 19a auf.
Die Verdickung 19a bildet für die erste Kupplungshälfte 16 einen
hintergreifbaren Vorsprung. Die Kupplungshälfte 16 weist eine
Kupplungsaufnahme 18 für
den Kupplungsfinger 19 auf. Die Kupplungsaufnahme 18 ist
entsprechend der Form des Kupplungsfingers 19 zylindrisch
und an der Andockseite 16a offen, so dass der Kupplungsfinger 19 von
der Bauteil-Aufnahme 5 aus gesehen in deren Spannrichtung
X in die Kupplungsaufnahme 18 einfahren kann, um den Kupplungseingriff
herzustellen und dadurch die beiden Spannvorrichtungsteile fest miteinander
zu verbinden. Die Kupplungsaufnahme 18 ist bezüglich der
Andockfläche
der Kupplungshälfte 17 ebenfalls
zentral angeordnet. Die Kupplungshälfte 16 umfasst ferner
mehrere Eingriffselemente, beispielsweise Kugeln, Stifte oder Bolzen,
die quer zu der Spannrichtung X, vorzugsweise rechtwinklig zu der
Spannrichtung X, beweglich geführt
sind. In der Kupplungsaufnahme 18 sind seitliche Bohrungen erkennbar.
Durch jede der Bohrungen ragt im Kupplungseingriff jeweils eines
der Eingriffselemente in den Hohlraum der Kupplungsaufnahme 18 hinein
radial vor. Die Eingriffselemente hintergreifen im Kupplungseingriff
den von der Verdickung 19a gebildeten Vorsprung und halten
den Kupplungsfinger 19 so in der Kupplungsaufnahme 18.
Die Verdickung 19a weitet sich in Spannrichtung X der zweiten
Bauteil-Aufnahme 5 radial auf, entweder einfach konisch
oder vorzugsweise trompetenförmig
progressiv, so dass der Kupplungsfinger 19 durch die hintergreifenden Eingriffselemente
der Kupplungshälfte 16 in
Spannrichtung X der Bauteil-Aufnahme 5 in die Kupplungsaufnahme 18 hineingezogen
wird und die beiden Spannvorrichtungsteile, insbesondere die beiden Bauteil-Aufnahmen 1 und 5,
in ihre jeweilige Spannrichtung X aufeinander zu gespannt werden.
Die Andockseiten 16a und 17a der Kupplungshälften 16 und 17 sind
ferner so gebildet, dass die Andockflächen durch den Kupplungseingriff
gegeneinander gepresst werden. Auf diese Weise wird mittels des
Kupplungseingriffs eine definierte Spannkraft in die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 eingeleitet.
Die Abstände
zwischen den Eingriffselementen und der Andockfläche der Kupplungshälften 16 und
des Vorsprungs 19a und der Andockfläche der Kupplungshälfte 17 sind
entsprechend gewählt. 6 shows a first coupling half 16 and a second coupling half 17 detached from the tensioning structure 10 compared side by side. The two cooperating other coupling halves 16 and 17 correspond to the in 6 shown. The coupling half 17 has a pin or bolt-shaped coupling finger 19 on, on the docking side 17a in the clamping direction X protrudes from the docking surface. The clutch finger 17 is centrally located with respect to the docking area. He has in a central area circumferentially thickening 19a on. The thickening 19a forms for the first coupling half 16 a tangible advantage. The coupling half 16 has a coupler pocket 18 for the clutch finger 19 on. The coupler holder 18 is according to the shape of the clutch finger 19 cylindrical and on the docking side 16a open, leaving the clutch finger 19 from the component holder 5 seen in the clamping direction X in the coupling receptacle 18 can retract to make the clutch engagement and thereby firmly connect the two clamping device parts together. The coupler holder 18 is with respect to the docking surface of the coupling half 17 also centrally located. The coupling half 16 Also comprises a plurality of engagement elements, such as balls, pins or bolts, which are guided transversely to the clamping direction X, preferably at right angles to the clamping direction X, movable. In the coupler pocket 18 lateral holes are visible. Through each of the holes protrudes in the Kupp lunging engagement each one of the engagement elements in the cavity of the coupling receptacle 18 in radially in front. The engagement elements engage behind the clutch from the thickening 19a formed projection and hold the clutch finger 19 so in the coupler pocket 18 , The thickening 19a widens in the clamping direction X of the second component recording 5 radially on, either simply conical or preferably trumpet-shaped progressively, so that the coupling finger 19 through the engaging engagement elements of the coupling half 16 in clamping direction X of the component holder 5 in the coupler pocket 18 is drawn in and the two clamping device parts, in particular the two component shots 1 and 5 , are stretched towards each other in their respective clamping direction X. The docking pages 16a and 17a the coupling halves 16 and 17 are further formed so that the docking surfaces are pressed against each other by the clutch engagement. In this way, by means of the clutch engagement a defined clamping force in the component recordings 1 and 5 initiated. The distances between the engagement elements and the docking surface of the coupling halves 16 and the projection 19a and the docking surface of the coupling half 17 are chosen accordingly.
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Die
Eingriffselemente der Kupplungshälfte 16 werden
im Kupplungseingriff blockiert bzw. verriegelt. Die beiden Kupplungshälften 16 weisen
für diesen
Zweck je ein Blockierelement für
die Eingriffselemente auf. Gegebenenfalls können auch mehrere Blockierelemente
pro Kupplungshälfte 16 vorgesehen
sein. Das Blockierelement ist in der betreffenden Kupplungshälfte 16 beispielsweise
in Spannrichtung X axial hin und her beweglich aufgenommen und an beiden
Stirnseiten mit einer Pneumatikkraft beaufschlagbar. Durch wahlweise
Beaufschlagung einer der beiden Seiten, wird das Blockierelement
wahlweise in eine Blockierposition oder eine Freigabeposition bewegt.
Das Blockierelement bildet einen zweiseitig beaufschlagbaren Kolben.
In der Blockierposition verriegelt es die Eingriffselemente der
betreffenden Kupplungshälfte 16 im
Kupplungseingriff und in der Freigabeposition gibt es die Eingriffselemente frei,
so dass der Kupplungseingriff gelöst werden kann. Die Kupplungshälften 16 werden über das Strukturteil 11 mit
der erforderlichen Druckluft versorgt. Das Blockierelement kann
beispielsweise in Spannrichtung X konisch geformt sein und in der
Blockierposition mit seinem dickeren Bereich in der axialen Überdeckung
zu den Eingriffselementen liegen, während es in der Freigabeposition
mit seinem dünneren
Bereich auf die axiale Höhe
der Eingriffselemente gebracht wird und die Eingriffselemente daher zum
Lösen des
Kupplungseingriffs nach radial außen nachgeben können. Die
Blockierung kann anstatt pneumatisch auch elektrisch bewirkt werden.
Die Druckluftversorgung entfällt
in solchen Ausführungen;
stattdessen ist pro Kupplungshälfte 16 ein
Elektroantrieb zur Betätigung
der Blockierelemente vorgesehen und wird mit entsprechenden Stellsignalen angesteuert,
vorzugsweise von einer Aktorsteuerung.The engagement elements of the coupling half 16 are blocked or locked in the clutch engagement. The two coupling halves 16 have for this purpose depending on a blocking element for the engagement elements. Optionally, a plurality of blocking elements per coupling half 16 be provided. The blocking element is in the relevant coupling half 16 For example, in the clamping direction X axially reciprocally received and acted upon at both ends with a pneumatic force. By selectively loading one of the two sides, the blocking element is selectively moved to a blocking position or a release position. The blocking element forms a two-sided acted upon piston. In the blocking position, it locks the engagement elements of the relevant coupling half 16 in the clutch engagement and in the release position, there are the engagement elements free, so that the clutch engagement can be solved. The coupling halves 16 be about the structural part 11 supplied with the required compressed air. The blocking element may for example be conically shaped in the clamping direction X and lie in the blocking position with its thicker region in the axial overlap to the engagement elements, while it is brought in the release position with its thinner portion to the axial height of the engagement elements and the engagement elements therefore to release the clutch engagement can yield radially outward. The blocking can also be effected electrically instead of pneumatically. The compressed air supply is omitted in such versions; instead, it is per coupling half 16 an electric drive for actuating the blocking elements is provided and is controlled by corresponding actuating signals, preferably by an actuator control.
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7 zeigt
nochmals das zweite Spannvorrichtungsteil, allerdings mit aufgelegtem
Bauteil B2. Das zweite Spannvorrichtungsteil ist wie in 7 dargestellt
in der Ablage der Fügestation
abgelegt und kann mit dem bereits aufgenommenen Bauteil B2 von dem
ersten Spannvorrichtungsteil aufgenommen werden. Das zweite Spannvorrichtungsteil
ist in der Ablage mittels des Auslegers 12 und der Positionierelemente 9 in
einer definierten Position abgelegt, so dass der Aktor mit dem ersten
Spannvorrichtungsteil das abgelegte zweite Spannvorrichtungsteil
programmgesteuert anfahren und aufnehmen kann. In der letzten Phase
des Anfahrens bewegt der Aktor das erste Spannvorrichtungsteil in
dessen Spannrichtung X, so dass die Kupplungsfinger 19 der
beiden Kupplungshälften 17 in
die Kupplungsaufnahmen 18 einfahren und von den Eingriffselementen der
ersten Kupplungshälften 16 hintergriffen
werden. Der so hergestellte Kupplungseingriff wird durch Betätigung der
Blockierelemente der Kupplungshälften 16 blockiert,
so dass die feste Verbindung der Spannvorrichtungsteile hergestellt
ist. 7 shows again the second clamping device part, but with applied component B2. The second tensioner part is as in 7 shown stored in the filing of the joining station and can be recorded with the already recorded component B2 of the first fixture part. The second tensioner part is in the tray by means of the boom 12 and the positioning elements 9 stored in a defined position, so that the actuator with the first clamping device part, the stored second clamping device part programmatically approach and record. In the last phase of the start-up, the actuator moves the first clamping device part in its clamping direction X, so that the coupling fingers 19 the two coupling halves 17 in the clutch receptacles 18 retract and the engagement elements of the first coupling halves 16 be underrun. The coupling engagement thus produced is achieved by actuation of the blocking elements of the coupling halves 16 blocked, so that the firm connection of the clamping device parts is made.
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Das
zweite Spannvorrichtungsteil dient in der Fügestation nicht nur dem Ablegen
der Bauteile B2 und somit dem Bestücken der Fügestation, sondern wird in
weiterer Funktion auch als Entnahmeeinrichtung für den geschaffenen Fügeverbund
verwendet.The
second clamping device part is used in the joining station not only the depositing
the components B2 and thus the loading of the joining station, but is in
Another function as a removal device for the created joining compound
used.
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8 zeigt
beispielhaft eine Fügestation
in schematischer Darstellung für
die Durchführung
eines ersten Fügeverfahrens.
In der Fügestation
ist ein Roboter angeordnet, der eine ortsfeste, um eine Hochachse
drehbare Basis 27 und einen von der Basis 27 abragenden
Roboterarm 28 aufweist, der eine Kette aus steifen Gelenkelementen
und die Gelenkelemente paarweise verbindenden Gelenken bildet, die
sich von der Basis 27 bis zu einem letzten der Gelenkelemente
am Ende des Roboterarms 28 erstreckt. An dem den Aktor
bildenden Roboterarm 28 ist das erste Spannvorrichtungsteil
mittels des Andockglieds 20 befestigt (1 und 2),
so dass das Gelenkelement 24 das letzte Gelenkelement des Roboterarms 28 ist.
Um die Roboterbasis 27 sind vier Substationen F1 bis F4
verteilt angeordnet, die der Roboter bei einer Umdrehung nacheinander
anfährt. In
der ersten Substation F1 sind übereinander
mehrere erste Bauteile B1 angeordnet. Der Roboter nimmt mit dem
ersten Spannvorrichtungsteil das oberste Bauteil B1 auf, indem er
das erste Spannvorrichtungsteil relativ zu dem Bauteil B1 positioniert
und nach der Positionierung die Greifer 2 aktiviert, so dass
das Bauteil B1 saugend an dem Aufnahmebett 4 gehalten wird. 8th shows by way of example a joining station in a schematic representation for the implementation of a first joining method. In the joining station, a robot is arranged, which is a stationary base rotatable about a vertical axis 27 and one from the base 27 protruding robotic arm 28 comprising a chain of rigid hinge elements and the hinge elements forming pairwise connecting joints extending from the base 27 up to a last of the hinge elements at the end of the robot arm 28 extends. At the robot arm forming the actuator 28 is the first tensioner part by means of the docking member 20 attached ( 1 and 2 ), so that the joint element 24 the last joint element of the robot arm 28 is. To the robot base 27 four substations F1 to F4 are distributed, which the robot approaches one after the other in one turn. In the first substation F1 a plurality of first components B1 are arranged one above the other. The robot picks up the uppermost component B1 with the first clamping device part by positioning the first clamping device part relative to the component B1 and after positioning the grippers 2 activated, so that the component B1 sucking on the receiving bed 4 is held.
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Im
nächsten
Schritt dreht der Roboter weiter zur zweiten Substation F2. Die
zweite Substation F2 ist die Ablage für das zweite Spannvorrichtungsteil. Das
zweite Spannvorrichtungsteil hat bereits ein Bauteil B2 aufgenommen.
Das betreffende Bauteil B2 wurde zuvor entweder maschinell oder
per Hand auf dem Aufnahmebett 6 der zweiten Bauteileaufnahme 5 abgelegt.
Der Roboter dockt das erste Spannvorrichtungsteil an dem zweiten
Spannvorrichtungsteil an, nämlich
die beiden ersten Kupplungshälften 16 an
den beiden zweiten Kupplungshälften 17,
und blockiert die beiden Blockierelemente der Kupplungshälften 16,
so dass der feste Kupplungseingriff hergestellt ist. Die beiden
Bauteile B1 und B2 sind nun in der Fügeposition relativ zueinander
gespannt.In the next step, the robot continues to turn to the second substation F2. The second substation F2 is the shelf for the second fixture part. The second tensioner part has already received a component B2. The relevant component B2 was previously either by machine or by hand on the recording bed 6 the second component receiving 5 stored. The robot docks the first tensioner part to the second tensioner part, namely the first two coupling halves 16 at the two second coupling halves 17 , and blocks the two blocking elements of the coupling halves 16 so that the solid clutch engagement is established. The two components B1 and B2 are now stretched in the joining position relative to each other.
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Der
Roboter bewegt die Spannvorrichtung mit den in der Fügeposition
befindlichen Bauteilen B1 und B2 zu der dritten Substation F3, der
eigentlichen Fügestation.
In der Station F3 ist ein Fügewerkzeug 30,
vorzugsweise ein Rollfalzwerkzeug, ortsfest angeordnet. Der Roboter
positioniert die Spannvorrichtung so, dass das Fügewerkzeug 30 an einer
bestimmten Stelle der zu schaffenden Fügeverbindung ansetzt. Nachdem
diese Startposition in der Station F3 erreicht ist, bewegt der Roboter
die Spannvorrichtung in vorgegebener Weise so, dass der Umfangsrand
in einem geschlossenen Umlauf sozusagen durch das Fügewerkzeug 30 gezogen
wird. Diese Bewegung der Spannvorrichtung und entsprechend der gespannten
Bauteile B1 und B2 umfasst insbesondere eine Drehbewegung der Spannvorrichtung um
die X-Achse (1 und 2). Vorzugsweise besteht
sie aus solch einer Drehbewegung. Da die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 steif,
insbesondere drehsteif mit der X-Achse des letzten Gelenkelements 24 des
Roboterarms 28 und die Spannstruktur 10 mit der
unmittelbar vorgelagerten Y-Achse steif verbunden und in diesem
Sinne an die Y-Achse gefesselt ist, drehen die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 relativ
zu der Spannstruktur 10 um die X-Achse. Das Fügewerkzeug 30 kann
sich daher in einem geschlossenen Umlauf längs des Umfangsrands der Bauteile
B1 und B2 relativ zu den Bauteilen B1 und B2 unbehindert von der
Spannstruktur 10 bewegen. Im gewählten Ausführungsbeispiel mit der rahmenartigen
Spannstruktur 10 befindet sich das Fügewerkzeug 30 während des
Fügeprozesses
stets an einem Ort zwischen den beiden Verbindungsbalken 13 und
den Kupplungshälften 16 und 17.
Diese äußeren Bereiche
der Spannstruktur 10 laufen dem Fügewerkzeug 30 vor
bzw. nach, vom Standpunkt der Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 aus
betrachtet. Um den Fügeprozess
zu beschleunigen, können
in der Station F3 beispielsweise zwei Werkzeuge 30 jeweils
ortsfest angeordnet sein und auf einander gegenüberliegende Seiten des Umfangsrands
wirken.The robot moves the clamping device with the components B1 and B2 in the joining position to the third substation F3, the actual joining station. In station F3 is a joining tool 30 , preferably a Rollfalzwerkzeug, stationarily arranged. The robot positions the clamping device so that the joining tool 30 attaches at a certain point of the joint connection to be created. After this starting position is reached in the station F3, the robot moves the clamping device in a predetermined manner so that the peripheral edge in a closed circuit so to speak through the joining tool 30 is pulled. This movement of the tensioning device and corresponding to the tensioned components B1 and B2 comprises, in particular, a rotational movement of the tensioning device about the X-axis (FIG. 1 and 2 ). Preferably, it consists of such a rotational movement. Because the component shots 1 and 5 stiff, in particular torsionally rigid with the X-axis of the last joint element 24 of the robot arm 28 and the tensioning structure 10 rigidly connected to the immediately upstream Y-axis and tied to the Y-axis in this sense, rotate the component recordings 1 and 5 relative to the tensioning structure 10 around the X-axis. The joining tool 30 Therefore, in a closed circuit along the peripheral edge of the components B1 and B2 relative to the components B1 and B2 unhindered by the clamping structure 10 move. In the selected embodiment with the frame-like clamping structure 10 is the joining tool 30 during the joining process always at a location between the two connecting bars 13 and the coupling halves 16 and 17 , These outer areas of the tensioning structure 10 run the joining tool 30 before or after, from the point of view of component recordings 1 and 5 out of view. To speed up the joining process, for example, two tools can be used in station F3 30 each be arranged stationarily and act on opposite sides of the peripheral edge.
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Nach
Schaffung der Fügeverbindung
bewegt der Roboter die Spannvorrichtung in die letzte, vierte Substation
F4. Die Spannvorrichtung wird positioniert und auf der Unterseite
des zweiten Spannvorrichtungsteils in der Station F4 abgesetzt.
Nach dem Absetzen löst
der Roboter die Kupplung 16, 17 und hebt das erste
Spannvorrichtungsteil von dem abgesetzten zweiten Spannvorrichtungsteil
nach oben ab. Während
der Roboter den beschriebenen Arbeitszyklus erneut ausführt, wird
der aus den Bauteilen B1 und B2 gebildete Fügeverbund B1 und B2 aus dem zweiten
Spannvorrichtungsteil genommen. Das zweite Spannvorrichtungsteil
steht nun wieder für
die Aufnahme eines neuen zweiten Bauteils B2 zur Verfügung. Falls
die Taktzeiten in den einzelnen Stationen F1 bis F4 es zulassen,
wird das gleiche zweite Spannvorrichtungsteil für den nächstfolgenden Arbeitszyklus
wieder in der zweiten Station F2 positioniert. Falls die Taktzeiten
der einzelnen Stationen dies nicht zulassen, verfügt die Station über ein
weiteres zweites Spannvorrichtungsteil, um die beiden Spannvorrichtungsteile
alternierend einzusetzen.After creating the joint, the robot moves the jig into the last, fourth substation F4. The tensioning device is positioned and deposited on the underside of the second tensioner part in station F4. After settling the robot releases the clutch 16 . 17 and lifts the first jig part up from the stepped second jig part. While the robot is executing the described duty cycle again, the joining compound B1 and B2 formed from the components B1 and B2 is taken out of the second fixture part. The second clamping device part is now available again for receiving a new second component B2. If the cycle times in the individual stations F1 to F4 allow it, the same second clamping device part for the next following cycle is again positioned in the second station F2. If the cycle times of the individual stations do not permit this, the station has another second clamping device part in order to use the two clamping device parts alternately.
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Die 9 und 10 zeigen
eine Spannvorrichtung in einem modifizierten zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 entsprechen denjenigen
des ersten Ausführungsbeispiels.
Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben, während
im Übrigen
auf das erste Ausführungsbeispiel
verwiesen werden kann. Dementsprechend werden für funktionsgleiche Komponenten
die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel verwendet.The 9 and 10 show a tensioning device in a modified second embodiment. The component shots 1 and 5 correspond to those of the first embodiment. In the following, only the differences from the first exemplary embodiment will be described, while, incidentally, reference may be made to the first exemplary embodiment. Accordingly, the same reference numerals are used for functionally identical components as in the first embodiment.
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Die
Spannstruktur 10 bildet nur einen einfachen Bügel, der
den Umfangsrand der Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 wie
jede Hälfte
des Doppelbügels des
ersten Ausführungsbeispiels
umgreift. Die Spannstruktur 10 entspricht in Bezug auf
die Mechanik und Geometrie jeder einzelnen der beiden Hälften des
Doppelbügels
des ersten Ausführungsbeispiels. Dies
gilt insbesondere auch für
die im zweiten Ausführungsbeispiel
nur insgesamt zwei Kupplungshälften 16 und 17.The tension structure 10 just forms a simple bracket, which is the peripheral edge of the component holders 1 and 5 as each half of the double hanger of the first embodiment embraces. The tension structure 10 corresponds with respect to the mechanics and geometry of each of the two halves of the double bow of the first embodiment. This is especially true for the only in the second embodiment, a total of two coupling halves 16 and 17 ,
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Die
Spannvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst einen
eigenen Antrieb 26, um die Relativbewegung zwischen der
Spannstruktur 10 und den gespannten Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 zu bewirken.
Der Antrieb 10 ist ein pneumatischer Linearantrieb bestehend
aus einem Zylinder und einem Kolben mit Kolbenstange. Der Zylinder
ist an der Bauteil-Aufnahme 1 befestigt, und die Kolbenstange ist
gegenüberliegend
an der Spannstruktur 10, im Ausführungsbeispiel an deren Strukturteil 11 befestigt.
Die Befestigung ist jeweils ortsfest, aber drehbeweglich gestaltet,
so dass der Antrieb 26 die durch ihn erzeugbaren Schwenkbewegungen
der Spannstruktur 10 ausgleichen kann. Im Unterschied zum ersten
Ausführungsbeispiel
wird die Relativbewegung nicht durch einen Antrieb des Aktors, sondern durch
einen eigenen Antrieb 26 der Spannvorrichtung bewirkt.
Die Spannvorrichtung kann somit über das
Gelenkelement 24, das steif mit der Bauteil-Aufnahme 1 verbunden
ist, an dem Aktor befestigt werden. Das Gelenk 14, 24 existiert
allerdings nach wie vor. In dem Gelenk 14, 24 sind
die Bauteil-Aufnahmen 1, 5 einerseits und die
Spannstruktur 10 andererseits relativ zueinander beweglich,
im Ausführungsbeispiel
drehbeweglich. Der pneumatische Antrieb 26 kann durch einen
Elektroantrieb ersetzt werden.The tensioning device of the second embodiment comprises its own drive 26 to the relative movement between the tensioning structure 10 and the tense component shots 1 and 5 to effect. The drive 10 is a pneumatic linear actuator consisting of a cylinder and a piston with piston rod. The cylinder is at the component holder 1 attached, and the piston rod is opposite to the tensioning structure 10 , In the embodiment of the structural part 11 attached. The attachment is fixed in each case, but rotatably designed so that the drive 26 the swivel movements of the tensioning structure that can be generated by it 10 can compensate. In contrast to the first embodiment, the relative movement is not by a drive of the actuator, but through its own drive 26 causes the tensioning device. The tensioning device can thus via the joint element 24 Stiff with the component holder 1 is connected to be attached to the actuator. The joint 14 . 24 exists however still. In the joint 14 . 24 are the component recordings 1 . 5 on the one hand and the tensioning structure 10 on the other hand movable relative to each other, rotatable in the embodiment. The pneumatic drive 26 can be replaced by an electric drive.
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In
den perspektivischen Sichten der 9 und 10 ist
eine der beiden Extrempositionen dargestellt, welche die Spannstruktur 10 relativ
zu den Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 einnehmen kann.
Ferner ist ein Rollfalzwerkzeug 30 angedeutet, genauer
gesagt ist ein zusammenwirkendes Paar von Fertigfalzrollen gezeigt,
von denen die untere Rolle die Falzrolle bildet und bei dem Umschlagen
des Flansches auf dem Flansch (3) abrollt,
während
die obere Rolle, die Gegenrolle, auf einer Laufbahn des Aufnahmebetts 4 abrollt.
Anstatt eines solchen Rollenpaares kann auch nur die auf dem Flansch
des Bauteils B1 abrollende Falzrolle vorgesehen sein; allerdings müsste der
Roboter dann die für
das Falzen erforderliche Kraft aufnehmen. In den bevorzugten Ausführungen
von Rollfalzwerkzeugen umfassen diese daher auch eine Gegenrolle
für die
jeweilige Falzrolle. Das Aufnahmebett 4 ist für die Gegenrolle
an seiner Außenseite,
dem Umfangsrand des Bauteils B1 abgewandt gegenüberliegend mit einer dem Umfangsrand
des Bauteils B1 folgenden Laufbahn für die Gegenrolle geformt.In perspective views of 9 and 10 is one of the two extreme positions shown, which the tensioning structure 10 relative to the component shots 1 and 5 can take. There is also a roller hemming tool 30 indicated, more precisely, a cooperating pair of Fertigfalzrollen is shown, of which the lower roller forms the seaming roller and when turning the flange on the flange ( 3 ) rolls while the upper roller, the counter roller, on a track of the recording bed 4 rolls. Instead of such a pair of rollers, only the rolling on the flange of the component B1 folding roller can be provided; however, the robot would then have to absorb the force required for folding. In the preferred embodiments of Rollfalzwerkzeugen these therefore also include a counter-roll for the respective folding roller. The recording bed 4 is for the counter roller on its outer side, facing away from the peripheral edge of the component B1 opposite formed with a peripheral edge of the component B1 following career for the counter-roller.
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Die
Spannvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels kann von den
beschriebenen Unterschieden abgesehen in gleicher Weise wie die Spannvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels verwendet
und in einem Fügeprozess
wie beispielhaft beschrieben eingesetzt werden.The
Clamping device of the second embodiment may be of the
described differences except in the same way as the clamping device
of the first embodiment
and in a joining process
as used by way of example.
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11 zeigt
beispielhaft eine Fügestation
in schematischer Darstellung für
die Durchführung
eines zweiten Fügeverfahrens.
Die Fügestation
umfasst lediglich zwei Substationen F1 und F2. In der Substation
F1 sind Bauteile B1 abgelegt. Die Stationen F1 der beiden Ausführungsbeispiele
sind gleich. Die zweite Bauteil-Aufnahme 5 ist in der Substation F2
allerdings ortsfest unbeweglich angeordnet. Von der ortsfesten Anordnung der
Bauteil-Aufnahme 5 abgesehen können die Bauteil-Aufnahme 5 und
das Strukturteil 12, 13 das beschriebene zweite
Spannvorrichtungsteil bilden. 11 shows by way of example a joining station in a schematic representation for the implementation of a second joining method. The joining station comprises only two substations F1 and F2. In the substation F1 components B1 are stored. The stations F1 of the two embodiments are the same. The second component shot 5 is, however, stationary immovably in the substation F2. From the stationary arrangement of the component holder 5 Apart from that, the component holder can 5 and the structural part 12 . 13 form the described second clamping device part.
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Der
Roboter 27, 28 entspricht bis einschließlich zu
seinem vorletzten Gelenkelement 20-22 dem Roboter der Fügestation
der 8. Allerdings bildet ein Gelenkelement 25,
das gegenüber
dem Gelenkelement 24 modifiziert ist, das von der Basis 27 aus gesehen
letzte Gelenkelement des Roboterarms 28. Das Gelenkelement 25 ist
gegabelt. An einem Gabelende ist die Bauteil-Aufnahme 1 befestigt.
Insoweit entspricht die Anordnung aus Gelenkelement 25 und
Bauteil-Aufnahme 1 der beschriebenen Kombination aus Gelenkelement 24 und
Bauteil-Aufnahme 1. An dem anderen Gabelende ist ein Fügewerkzeug 31 angeordnet.
Das Fügewerkzeug 31 als
solches kann dem Fügewerkzeug 30 entsprechen.
Es umfasst zumindest eine Falzrolle und vorzugsweise auch eine Gegenrolle
für die
Falzrolle, wie dies in 11 angedeutet ist. Vorzugsweise
umfasst das Fügewerkzeug
wenigstens eine weitere Falzrolle. Die in einer derartigen Weiterbildung
wenigstens zwei Falzrollen sind zueinander geneigt am Gabelende
angeordnet und können
wahlweise in Arbeitsposition gebracht werden. In der EP 1 420 908 A1 wird ein Rollfalzkopf
beschrieben, wie er insbesondere an dem Gabelende des Gelenkelements 25 angeordnet sein
kann. Das betreffende Gabelende kann auch nochmals als Gelenk gebildet
sein, um mehrere Falzrollen wahlweise in die Arbeitsposition bringen
zu können.
Alternativ zu einem Rollfalzkopf oder Gabelende mit wahlweise in
die Arbeitsposition bringbaren Falzrollen kann mit Vorteil auch
das in der EP 06 001 600 beschriebene
Fügewerkzeug
an dem Gabelende eingesetzt werden; dieses Fügewerkzeug erfordert kein zusätzliches
Gelenk am Gabelende, da es mehrere Falzrollen umfasst, die im gleichen
Arbeitslauf einander vor- und nachlaufend angeordnet sind.The robot 27 . 28 corresponds up to and including its penultimate hinge element 20-22 the robot of the joining station of 8th , However, it forms a joint element 25 , opposite to the hinge element 24 that's modified from the base 27 seen from last joint element of the robot arm 28 , The joint element 25 is forked. At a fork end is the component holder 1 attached. In that regard, the arrangement corresponds to the joint element 25 and component recording 1 the described combination of hinge element 24 and component recording 1 , At the other end of the fork is a joining tool 31 arranged. The joining tool 31 as such, the joining tool can 30 correspond. It comprises at least one folding roller and preferably also a counter roller for the folding roller, as shown in FIG 11 is indicated. Preferably, the joining tool comprises at least one further folding roller. The at least two folding rollers in such a development are arranged inclined to each other at the fork end and can be selectively brought into working position. In the EP 1 420 908 A1 a Rollfalzkopf is described, as in particular at the fork end of the joint element 25 can be arranged. The relevant fork end can also be formed again as a joint to bring several folding rollers either in the working position can. As an alternative to a Rollfalzkopf or fork end with optionally be brought into the working position folding rollers can also be used in the EP 06 001 600 described joining tool are used at the fork end; this joining tool requires no additional joint at the fork end, since it comprises a plurality of folding rollers, which are arranged in the same work before each other and trailing.
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Das
erste Spannvorrichtungsteil kann insbesondere entweder das erste
Spannvorrichtungsteil der 1 bis 7 oder
das erste Spannvorrichtungsteil der 9 und 10 sein,
wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass eine Verbindung 23 das
erste Strukturteil 11 steif mit dem Gelenkelement 25 verbindet
und nicht mit dem Gelenkelement 20-22. Die Verbindung 23 ist
eine lösbare
Verbindung und so ausgeführt,
dass der Roboter 27, 28 sie automatisch lösen kann.The first clamping device part can in particular either the first clamping device part of 1 to 7 or the first tensioner part of 9 and 10 be the only difference is that a connection 23 the first structural part 11 stiff with the hinge element 25 connects and not with the joint element 20 - 22 , The connection 23 is a detachable connection and designed so that the robot 27 . 28 can solve them automatically.
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Der
Fügezyklus
startet wieder in der Substation F1, indem der Roboter 27, 28 mit
der Bauteil-Aufnahme 1 dort das nächste Bauteil B1 aufnimmt.
Nach dem Aufnehmen bewegt der Roboter 27, 28 die
Bauteil-Aufnahme 1 mit dem aufgenommenen Bauteil B1 in
die Substation F2 und dockt das erste Spannvorrichtungsteil mittels
der Kupplungshälften 16 und 17 an
dem zweiten Spannvorrichtungsteil an. Nach Herstellung und Blockierung
des Kupplungseingriffs wird die Verbindung zwischen dem Gelenkelement 25 und der
Bauteil-Aufnahme 1 gelöst. Die
Verbindung 23 wird ebenfalls gelöst. Die zueinander gespannten Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 sind
in der Substation F2 nun ortsfest und absolut unbeweglich angeordnet.The joining cycle starts again in the Substation F1 by the robot 27 . 28 with the component holder 1 there picks up the next component B1. After recording, the robot moves 27 . 28 the component holder 1 with the recorded component B1 in the substation F2 and docks the first clamping device part by means of the coupling halves 16 and 17 on the second clamping device part. After making and blocking the clutch engagement, the connection between the joint element becomes 25 and the component intake 1 solved. The connection 23 is also solved. The taut component images 1 and 5 are now stationary in the substation F2 and absolutely immovable.
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Nachdem
der Roboterarm 28 von den Bauteil-Aufnahmen 1 und 5 und
dem Strukturteil 11 gelöst
wurde, bewegt der Roboter 27, 28 das Fügewerkzeug 31 in
die Startposition für
den Fügeprozess und
bewegt das Fügewerkzeug 31 anschließend längs des
Umfangsrands, um die Falzverbindung herzustellen. Die durch den
Kupplungseingriff der Kupplungshälften 16 und 17 hergestellte
Spannstruktur wird in Abstimmung auf die Bewegung des Fügewerkzeugs 31 ebenfalls
bewegt, wie bereits anhand der anderen Ausführungsbeispiele beschrieben,
so dass das Fügewerkzeug 31 in
einem geschlossenen Umlauf den Umfangsrand der Bauteile B1 und B2
abfahren kann. Die Bewegung der Spannstruktur kann mittels eines
bei dem zweiten Spannvorrichtungsteil angeordneten Antriebs bewirkt
werden. Der Antrieb kann beispielsweise unmittelbar auf das Gelenkelement
der Bauteil-Aufnahme 5 wirken, welches das Gelenk 5, 15 bildet.
In einer derartigen Ausführung kann
der Rotor eines Drehmotors, vorzugsweise elektrischen Drehmotors,
drehsteif mit dem Gelenkelement der Bauteil-Aufnahme 5 verbunden
sein.After the robotic arm 28 from component recordings 1 and 5 and the structural part 11 ge was released, the robot moves 27 . 28 the joining tool 31 in the starting position for the joining process and moves the joining tool 31 then along the peripheral edge to make the seaming connection. The by the clutch engagement of the coupling halves 16 and 17 produced clamping structure is in coordination with the movement of the joining tool 31 also moves, as already described with reference to the other embodiments, so that the joining tool 31 in a closed circuit the peripheral edge of the components B1 and B2 can depart. The movement of the tensioning structure can be effected by means of a drive arranged at the second tensioning device part. The drive can, for example, directly on the joint element of the component recording 5 which affects the joint 5 . 15 forms. In such an embodiment, the rotor of a rotary motor, preferably electric rotary motor, torsionally rigid with the hinge element of the component receptacle 5 be connected.
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Nach
dem Fügen
werden das Fügewerkzeug 31 aus
der Arbeitsposition bewegt und das Gelenkelement 25 wieder
mit der Bauteil-Aufnahme 1 verbunden. Der Kupplungseingriff
der Kupplungshälften 16 und 17 wird
gelöst,
und die Bauteil-Aufnahme 1 von der Bauteil-Aufnahme 5 abgehoben.
Der aus den Bauteilen B1 und B2 gebildete Fügeverbund liegt nun frei auf
der Bauteil-Aufnahme 5 und wird aus der Bauteil-Aufnahme 5 genommen,
während
der Roboter 27, 28 das erste Spannvorrichtungsteil
bereits wieder für
den nächsten
Zyklus zur Substation F1 bewegt.After joining, the joining tool 31 moved from the working position and the hinge element 25 again with the component holder 1 connected. The coupling engagement of the coupling halves 16 and 17 is solved, and the component recording 1 from the component holder 5 lifted. The joining composite formed from the components B1 and B2 is now free on the component holder 5 and gets out of the component intake 5 taken while the robot 27 . 28 the first fixture part already moved again to the substation F1 for the next cycle.
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Bezugszeichen:
- 1
- Bauteil-Aufnahme
- 2
- Greifer
- 3
- Positionierelement,
Zentrierstift
- 4
- Aufnahmebett,
Falzbett
- 5
- Bauteil-Aufnahme
- 6
- Aufnahmebett,
Auflagen
- 7a
- Positionierelement,
Einweiser
- 7b
- Positionierelement,
Stift
- 8
- Positionierelement,
Stiftaufnahme
- 9
- Positionierelement
- 10
- Spannstruktur
- 11
- Strukturteil,
Ausleger
- 12
- Strukturteil,
Ausleger
- 13
- Strukturteil
- 14
- Gelenkelement
- 15
- Gelenkelement
- 16
- Kupplungshälfte
- 16a
- Andockseite
- 17
- Kupplungshälfte
- 17a
- Andockseite
- 18
- Kupplungsglied,
Kupplungsaufnahme
- 19
- Kupplungsglied,
Kupplungsfinger
- 19a
- Verdickung
- 20
- Andockglied
- 21
- Anschluss
- 22
- Gelenkelement
- 23
- Verbindung
- 24
- Gelenkelement
- 25
- Gelenkelement
- 26
- Antrieb
- 27
- Roboterbasis
- 28
- Roboterarm
- 29
-
- 30
- Fügewerkzeug
- 30a
- Falzrolle
- 30b
- Gegenrolle
- 31
- Fügewerkzeug
- B1
- Bauteil
- B2
- Bauteil
- X
- Spannachse,
Drehachse
- Y
- Drehachse
- F1-F4
- Substationen
Reference numerals: - 1
- Component pickup
- 2
- grab
- 3
- Positioning element, centering pin
- 4
- Recording bed, folding bed
- 5
- Component pickup
- 6
- Recording bed, pads
- 7a
- Positioning element, referrer
- 7b
- Positioning element, pin
- 8th
- Positioning element, pin holder
- 9
- positioning
- 10
- span structure
- 11
- Structural part, outrigger
- 12
- Structural part, outrigger
- 13
- structure part
- 14
- joint element
- 15
- joint element
- 16
- coupling half
- 16a
- docking side
- 17
- coupling half
- 17a
- docking side
- 18
- Coupling member, coupling receptacle
- 19
- Coupling member, coupling finger
- 19a
- thickening
- 20
- docking member
- 21
- connection
- 22
- joint element
- 23
- connection
- 24
- joint element
- 25
- joint element
- 26
- drive
- 27
- robot base
- 28
- robot arm
- 29
-
- 30
- joining tool
- 30a
- seaming roll
- 30b
- counter-roller
- 31
- joining tool
- B1
- component
- B2
- component
- X
- Clamping axis, rotation axis
- Y
- axis of rotation
- F1-F4
- substations
-