-
Technisches Gebiet
-
Diese Erfindung betrifft allgemein automatische Nietmaschinen, die für großskalige Fertigungsvorgänge, die Verbindungselemente verwenden, eingesetzt werden, wie beispielsweise für Verkehrsflugzeuge, und genauer ein System zum Verhindern von Beschädigungen an einem Flugzeugwerkstück oder dergleichen im Falle einer Fehlausrichtung eines Verbindungselementes.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Automatische Nietmaschinen können verschiedene Ausgestaltungen haben, einschließlich einer C-Rahmenanordnung, wie beispielsweise in 1 gezeigt, eine rechteckige D-Rahmenanordnung, oder andere Maschinenanordnungen, bei denen das Teil in einer horizontalen Ebene gehalten wird und die Nietachse eine allgemein vertikale Orientierung hat, oder eine Portalmaschine (engl.: gantry-type machine) mit dem vertikalen Teil und der horizontalen Nietachse. Alle diese Maschinen verwenden allgemein den gleichen Mechanismus zum Fördern eines Niets oder Bolzens zu einer gebohrten Öffnung in dem Werkstück, wobei der Fördermechanismus am Ende einer Ramme positioniert ist und federbeaufschlagte Greiffinger für das Befestigungselement umfasst.
-
Diese Maschinen verwenden eine CMC zur Steuerung der Nietstauchung und Logik. Eine CMC ist sowohl eine Logiksteuerung als auch eine Bewegungssteuerung, die durch einen Prozessor oder eine Vielzahl von miteinander verbundenen Prozessoren gesteuert wird. Die CMC steuert obere und untere Rammen (oder vordere und hintere Rammen) einer Nietmaschine und wendet Logik- und Zeitabläufe auf die Bewegungssteuerung der Maschine an, und erkennt Eingabe- und Ausgabeinformationen. Beispiele für CMCs umfassen Delta Tau PMAC-Steuerungen, Fanuc-Steuerungen und Siemens-Steuerungen.
-
Eine große Rammkraft, die von einem Aktor erzeugt wird, ist notwendig, um einen Niet zu stauchen nachdem er in der Werkstücköffnung positioniert wurde, oder um einen Bolzen in eine Übermaßpassung in eine Öffnung in dem Werkstück einzutreiben. Ein Niet oder Bolzen kann in einigen Fällen nicht erfolgreich anfänglich in die Öffnung eindringen, weil er zwischen dem Rammstempel und dem Werkstück verklemmt ist, oder seitlich verkippt ist (umgelegt ist). In beiden Fällen kann, wenn die Niet- oder Übermaßpassungskraft auf das fehlausgerichtete Verbindungselement aufgebracht wird, die resultierende Beschädigung des Werkstücks dazu führen, dass das gesamte Werkstück kaputt ist, was einen erheblichen monetären Verlust bedeutet.
-
Dementsprechend ist es erstrebenswert, dass die Fertigungsvorrichtung dazu in der Lage ist, automatisch zu erfassen, wenn das Verbindungselement (Niet oder Bolzen) vor Aufbringen der großen Rammkraft nicht richtig in dem Werkstück positioniert ist. Ein früherer Ansatz zum Lösen dieses Problems verwendet eine Kamera, um die richtige Einführung des Verbindungselementes sicherzustellen. Obwohl dies im Allgemeinen erfolgreich war, ist der Ansatz bezüglich bestimmter Arten der Fehlausrichtung von Verbindungselementen beschränkt und ist unempfindlich für den Fall, in dem der Niet senkrecht zum Blick der Kamera fehlausgerichtet ist. Ein solches visuelles System ist auch teuer und hat den weiteren Nachteil, den Verbindungsprozess zu verlangsamen, weil die Maschine während jedes Zyklus tatsächlich anhalten muss, um eine visuelle Überprüfung durchzuführen.
-
In einem anderen vorherigen Ansatz, wird das Wegdrücken des unteren Spannabschnitts eines Nietsystems erfasst. Eine untere Einspannung wird in Nietvorgängen pneumatisch gegen das Werkstück gehalten. In einem normalen Nietzyklus wird die untere Einspannung nicht weggedrückt, aber in dem Fall einer Nietverklemmung oder einer seitlichen, umgelegten Situation, wird die untere Einspannung von dem Werkstück weggedrückt. Obwohl diese Technik effektiv ist, um Beschädigungen zu reduzieren, verhindert sie diese nicht, weil die Einspannungsbewegung, die erfasst wird, bereits zumindest zu einer gewissen Werkstückbeschädigung geführt hat, bevor die Nietkraft unterbrochen wird. Die Untere-Einspannung-Wegdrücktechnik kann allerdings nicht für Bolzen verwendet werden, weil bei der Bolzeneinführung die untere Einspannung nicht pneumatisch gegen das Werkstück gehalten wird. Die volle unerwartete Kraft kann durch eine Kraftmessdosenanordnung erfasst werden, aber dem Werkstück wird eine katastrophale Beschädigung zugefügt, bevor die Bewegung der Ramme gestoppt wird.
-
Dementsprechend sind bekannte Systeme zum Verhindern von Beschädigungen aufgrund von fehlausgerichteten Nieten und Bolzen nicht vollständig zufriedenstellend. Es ist wichtig, dass alle, oder praktisch alle Fälle der Fehlausrichtung schnell erkannt werden und der Verbindungsprozess unterbrochen wird, bevor die Verbindungskraft aufgebracht wird und zur Beschädigung des Werkstückes führt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Dementsprechend umfasst das System zur Durchführung eines Nietens oder Einführens eines Bolzens in eine Öffnung in einem Werkstück ohne Beschädigung des Werkstückes: eine Rammanordnung, die an einem vorderen Ende derselben Finger zum Greifen eines Verbindungselementes aufweist; einen Aktor zum Bewegen der Rammanordnung gesteuert bzw. geregelt von einer Zyklusbewegungssteuerung bzw. -regelung zum anfänglichen Einführen des Verbindungselements in eine Öffnung in dem Werkstück und anschließendem Durchführen eines Einführungszyklus für das Verbindungselement, um das Einführen des Verbindungselements in die Öffnung abzuschließen; eine schützende Luftspaltanordnung, die auf eine Bewegung der Rammanordnung in Richtung des Werkstückes anspricht, umfassend einen Luftspalt, der durch ein gewähltes Kraftmaß aufrechterhalten wird; und eine Sensoranordnung, die dazu angebracht und ausgebildet ist, ein Schließen des Luftspalts aufgrund einer Bewegung der Rammanordnung in Richtung des Werkstückes zu ermitteln, wobei der Sensor einen Signalzustand aufweist, der von der Zyklusbewegungssteuerung überwacht wird, wobei der Einführungszyklus, im Falle dass sich der Luftspalt zu früh oder zu spät, bezogen auf das Schließen des Luftspalts wenn das Verbindungselement anfänglich richtig in der Werkstücköffnung eingeführt ist, zu schließen beginnt, unterbrochen wird bevor das Werkstück beschädigt wird.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine vereinfachte Aufrissansicht einer automatischen Nietmaschine mit C-Einspannung.
-
2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnittes eines Nietsystems.
-
3 ist eine Querschnittsansicht des Nietsystemvorganges zu dem Zeitpunkt, wo das Nietende richtig in die Öffnung in dem Werkstück eingeführt worden ist.
-
4 ist eine Querschnittsansicht des Nietsystemvorganges, wenn der Niet vollständig eingeführt ist und die Rammenfinger den Niet gerade losgelassen haben.
-
5 ist eine Querschnittsansicht des Nietsystemvorgangs, wenn das Zyklusbewegungssteuerungssystem den Nietstauchzyklus beginnt.
-
6 ist eine Querschnittsansicht, die den Arbeitsvorgang der Rammenfinger zeigt, kurz bevor der Niet in der Werkstücköffnung positioniert wird.
-
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen in die Werkstücköffnung vollständig eingeführten Niet zeigt, wobei die Nietfingeranordnung gegen einen Anschlag positioniert ist.
-
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen verklemmten Niet mit dem vorhandenen maschinenschützenden Luftspalt zeigt.
-
9 zeigt einen verklemmten Niet mit dem fast geschlossenen schützenden Luftspalt.
-
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen seitlichen Niet mit dem fast geschlossenen schützenden Luftspalt zeigt.
-
11 ist eine Querschnittsansicht, die einen verklemmten Bolzen zeigt.
-
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen seitlichen Bolzen zeigt.
-
13 ist eine Aufrissansicht, die den Erfassungsmechanismus für das schützende Luftspaltsystem zeigt.
-
14 ist ein Position-Kraft-Diagramm, das das schützende Luftspaltsystem für eine fehlgeschlagene (nicht erfolgreiche) Nieteinführung verwendet.
-
15 ist ein Position-Kraft-Diagramm, das das schützende Luftspaltsystem für eine fehlgeschlagene (nicht erfolgreiche) Bolzeneinführung verwendet.
-
Ausführungsbeispiel der Erfindung
-
1 zeigt eine herkömmliche C-Rahmen-Nietmaschine, im Allgemeinen bei 10. Derzeitige automatische Nietmaschinen stauchen einen Niet, der in eine Öffnung in einem Werkstück 12, wie beispielsweise einem Flugzeugpaneel, positioniert wurde, mit Nietrahmen auf beiden Seiten des Werkstückes, die durch elektrische Servomotoren und eine Zyklusbewegungssteuerung gesteuert werden, wie gleich weiter unten detaillierter beschrieben. Der Begriff Zyklusbewegungssteuerung (engl.: Cycle Motion Controller CMC) ist als ein weiter Begriff gedacht, der eine Vielzahl von Maschinensteuerungen zum Nieten und Bolzeneinführungsfunktionen abdeckt.
-
2 zeigt eine servogeregelte Rammenanordnung auf der Einführungsseite des Werkstückes 16. Die Anordnung umfasst allgemein einen Druckfuß/eine Einspannunterlage 18 und einen Nietamboss oder Ramme 20, die in einer Ambossfassung 22 angebracht ist. Die Ambossfassung ist von einer Buchse 24 umgeben, die selbst innerhalb eines äußeren Gehäuses 26 enthalten ist. Ein vorderes Ende 28 einer Aktorwelle ist mit dem Gehäuse durch Bolzen 29 oder dergleichen verbunden, wobei der Aktor durch einen Servomotor (nicht in 2 gezeigt) gesteuert wird. 2 zeigt des Weiteren einen Niet 30, der durch eine herkömmliche Fingeranordnung 32 gehalten wird.
-
In der vorliegenden Erfindung gibt es einen Luftspalt 36 von ungefähr 10 mm, der sich zwischen einem oberen Ende der Ambossfassung 22 und einem Oberende 35 des Gehäuses 26 befindet. Eine Feder 38 ist innerhalb eines Schlitzes 37 in der Ambossfassung positioniert, wobei die Feder sich in den Luftspalt 36 erstreckt. Die Feder 38 hält den Luftspalt mit einer Kraft von ungefähr 60–75 Pfund geöffnet. Der Luftspalt 36 schafft im Endeffekt einen Totgang der Ramme-bis-Stempel-Anordnung während des Einführens des Niets in die Öffnung 39 des Werkstückes. Die Federkraft fließt durch die Rammen-bis-Stempel-Verbindung, wenn der Niet vollständig in die Öffnung eingeführt ist. Das System umfasst des Weiteren eine Sensoranordnung 40, die mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Sensoranordnung ein unteres Erfassungselement 41 umfasst, während ein Markierungsmittel (engl.: flag member) 42 an der Ambossfassung 22 angebracht ist. Im Betrieb, wenn sich das Markierungsmittel 42 mit der Ambossfassung bewegt, verringert sich der Luftspalt und das Erfassungselement 41 wird freigelegt, wodurch sich der Signalzustand des Sensors ändert. Dies geschieht egal, ob der Niet richtig eingeführt ist oder nicht. Allerdings erkennt die CMC einen Fehler und unterbricht den Nietzyklus (hält den Nietzyklus an), d. h. das Ausbringen der Nietkraft auf den Niet, wenn die Zustandsänderung früh stattfindet, d. h. vor der normal erwarteten Zeit für einen richtig eingeführten Niet, wie weiter unten detaillierter erklärt. Die Wirkung der Sensoranordnung, der Markierung und der Zyklusbewegungssteuerung (CMC) wird auch weiter unten detaillierter erläutert.
-
3, 4 und 5 zeigen den Betrieb des Nietsystems, einschließlich des schützenden Luftspaltsystems, wenn ein Niet richtig in der Werkstücköffnung positioniert ist, während die 6 und 7 speziell den Betrieb der Fingeranordnung zeigen.
-
In Bezug auf 6 und 7 ist die Fingeranordnung 46 am unteren Ende der Ramme positioniert und hält einen Niet 47. 6 zeigt die Position der Finger der Fingeranordnung vor dem Erreichen der Werkstücköffnung. Wenn der Aktor die Ramme in die Richtung des Werkstückes 48 bewegt, trifft die Fingeranordnung auf die Anschlagelemente 48 und 50 (3 und 7). Zu diesem Zeitpunkt ist der Niet normal in der Öffnung in Position, wobei der schützende Luftspalt 36 voll geöffnet ist. Eine weitere Bewegung der Fingeranordnung führt dazu, dass die Fingeranordnung sich von dem Niet wegschwenkt, wie in den 4 und 5 gezeigt. In 4 ist der Luftspalt 36 voll geöffnet, wobei das Erfassungselement 41 von der Markierung 42 abgedeckt ist. 5 zeigt, wie der Niet richtig innerhalb der Öffnung in dem Werkstück positioniert ist, wobei zu diesem Zeitpunkt der Aktor gesteuert von der Zyklusbewegungssteuerung 47 mit dem Nietstauchzyklus fortfährt. Zu diesem Zeitpunkt hat der Aktor das Gehäuse relativ zur Ambossfassung 22 nach unten getrieben, wodurch sich der Luftspalt 36 schließt und das Erfassungselement (Sensor) 41 freigelegt wird. Eine korrekte zeitliche Abstimmung des Freilegens des Sensors erlaubt der Nietstauchung ohne Unterbrechung fortgesetzt zu werden.
-
8 und 9 zeigen die Abfolge der Arbeitsvorgänge des schützenden Luftspaltes, wenn ein Niet zwischen einem Paneel und einer Rammstempelfläche verklemmt ist, während 10 den Luftspalt zeigt, wenn sich der Niet quer über der Öffnung in dem Paneel (Werkstück) befindet. Diese beiden Sachverhalte erzeugen eine unterschiedliche zeitliche Abfolge zwischen dem Sensor und der Position des Aktors. Die Abfolge des schützenden Luftspaltsystems, (1) die Stauchung des Niets während des normalen Betriebs zu erlauben und (2) den Aktor zu unterbrechen, wenn ein Niet verklemmt oder quer ist, ist in 14 gezeigt. Ein verklemmter Niet oder seitlicher Niet führt zu einer frühen Änderung des Zustands des Sensors, wenn dieser freigelegt wird. Die Zyklusbewegungssteuerung erkennt die frühe Änderung des Zustandes als einen Fehler, der Nietzyklus wird angehalten und eine Fehlermeldung wird erzeugt. Dies wird durchgeführt, bevor die Stauchkraft auf die Rammanordnung aufgebracht wird, wodurch eine Beschädigung des Werkstückes verhindert wird.
-
Bei einem richtig eingeführten Niet stellt 14 einen akzeptablen Bereich einer Anfangsluftspaltschließung dar, die als Toleranz 57 bezeichnet ist. Falls die Zyklusbewegungssteuerung eine frühe Änderung des Servozustandes erkennt, die einen Fehler in dem Nieteinführvorgang anzeigt, wird die Zyklusbewegungssteuerung den Nietzyklus unterbrechen (anhalten) und eine Fehlermeldung erzeugen, wodurch eine Beschädigung des Werkstückes verhindert wird. Eine frühe Zustandsänderung bedeutet, dass die Einführramme auch vor der Positionsachse 60 weiter zurück ist als ideal, d. h. vor der Toleranzlinie 57. Wenn der Luftspalt sich zu schließen beginnt, bevor die Ramme einen akzeptablen Positionsbereich erreicht, zeigt die frühe Sensorzustandsänderung relativ zu der Position der Ramme einen verklemmten Niet an, wie bei 56 in Bezug genommen. Das Gehäuse mit dem Sensor bewegt sich auf das Werkstück zu, während die Ambossfassung (mit der Markierung) in Position bleibt, weil der Stempel an dem verklemmten Niet anliegt. Der Luftspalt wird sich auch für einen seitlichen Niet früh beginnen zu schließen. 14 stellt dies auch dar, was weiter unten detaillierter diskutiert wird. Die frühe Änderung des Signalzustandes des Sensors für einen seitlichen Niet wird von der Zyklusbewegungssteuerung auch erkannt werden, die den Einführzyklus anhält, Beschädigungen verhindert, und eine Fehlermeldung erzeugt.
-
Genauer, unter Bezug auf 14, ist auf der horizontalen Achse 60 die Position der Einführramme, während die vertikale Achse 62 die Nietkraft, die auf das Verbindungselement aufgebracht wird, zeigt. Die Luftspalt-Federkraft ist bei 60–75 Pfund voll entwickelt gezeigt, was sich in Übereinstimmung mit der Federhärte erhöht. Die gestrichelte Linie 64 zeigt die Position, die einem richtig in die Öffnung eingeführten Niet entspricht, während die gestrichelte Linie 66 das Kraftprofil für einen normalen Nietzyklus mit einer erfolgreichen Einführung zeigt. Die Einführramme wird an verschiedenen Positionen auf den Niet treffen, falls der Niet verklemmt ist, worauf bei der gestrichelten Linie 68 Bezug genommen wird, oder falls der Niet seitwärts ist, d. h. umgelegt ist, worauf bei der gestrichelten Linie 70 Bezug genommen wird. Die Anhalteentfernung 71 für den Aktor ist für jeden Fall gezeigt, nachdem das voreilige Auslösen 72 des Luftspaltsensors erkannt wird. Dies zeigt den Vorteil des vorliegenden Systems, in dem die Anfangskraft der Ramme, d. h. über 60 Pfund, eine Zustandsänderung in dem Sensor erzeugt, die wiederum durch die Zyklusbewegungssteuerung als ein Fehler erkannt wird, wenn sie früh ist, wie oben definiert. Die Zyklusbewegungssteuerung unterbricht den normalen Zyklus, indem das Aufbringen der Nietkraft (10.000 Pfund) durch den Aktor in ausreichender Zeit angehalten wird, um eine Beschädigung an dem Werkstück zu verhindern. Es findet keine Unterbrechung eines Nietvorgangs rechts der Linie 64 für die Position der Einführramme statt. Die Verwendung des Luftspaltes zum Unterbrechen des normalen Nietzyklus dient zum vorzeitigen Auslösen des Luftspaltsensors, wie in 14 gezeigt.
-
Das vorliegende System kann auch zum Identifizieren verwendet werden, wenn ein Bolzen sich in einer Öffnung in dem Werkstück verklemmt hat, oder seitwärts positioniert ist, obwohl die Verwendung des vorliegenden Luftspaltsystems größtenteils für Niete ist. Der Schaftdurchmesser eines Bolzenverbindungselementes ist typischerweise mindestens 0,001 Inches größer als der Durchmesser der Öffnung, während die Gewinde an den vorderen Enden (Spitze) des Bolzens einen Außendurchmesser haben, der kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung. Dementsprechend rutscht während einer erfolgreichen Bolzeneinführung der Gewindeabschnitt zuerst ohne Widerstand in die Öffnung und dann, wenn der Schaft beginnt in die Öffnung einzudringen, ist ein erhebliches Kraftmaß, typischerweise tausende von Pfund, notwendig, um ihn den restlichen Weg einzutreiben. Die Position, in der die Gewinde voll eingeführt sind und der Schaft gerade beginnt, in die Öffnung einzudringen, wird als die „Vernietposition” (engl.: „stake” position) bezeichnet. Mit dem vorliegenden System kann die Erfassung des Vernietens erreicht werden, weil die Kraft, um den Bolzen weiter einzupressen, viel größer ist als die Kraft, die die Luftspaltfeder ausübt, so dass sich der Luftspalt unmittelbar nach Eintritt des Vernietens zu schließen beginnen wird.
-
Für eine gegebene Bolzenlänge ist der Abstand zwischen dem Bolzenkopf und dem Punkt, an dem der Bolzenschaft beginnt, in den Gewindeabschnitt überzugehen, gut bekannt. Der Abstand bestimmt, wie weit der Bolzen über das Paneel überstehen wird, wenn er vernietet ist. Falls ein Bolzen, der vernietet würde, zu lang oder zu kurz ist, wird der Bolzen über das Paneel um den falschen Abstand überstehen. Wenn der Luftspaltsensor ausgelöst wird, kann die bekannte Position der Bolzeneinführungsramme verwendet werden, um den Überstehabstand zu messen. Die Maschine ist mit den nominal akzeptablen Toleranz-Überstehabständen für jede Länge von Bolzen, die die Maschine montiert, programmiert, so dass ein Akzeptanz-Toleranzband angegeben werden kann.
-
Falls der gemessene Überstand von dem nominal akzeptablen Überstehabstand um mehr als die angegebene Toleranz abweicht, wird der normale Einführzyklus unterbrochen. Typischerweise verklemmt sich der Bolzen 65, wie in 11 gezeigt, wenn sich der Luftspalt zu früh zu schließen beginnt, d. h. vor dem Toleranzbereich 63 in 15. Die Zyklusbewegung wird angehalten, wie bei 69 gezeigt. Falls der Luftspalt sich zu spät zu schließen beginnt, jenseits des Toleranzbereichs 63 (nach rechts auf der Positionsachse 86), könnte die Öffnung in dem Werkstück zu groß sein, so dass es kein Übermaß für den Bolzen gibt, oder der Bolzen könnte umgelegt sein, wie in 12 gezeigt. Falls der Bolzen verklemmt ist, schließt sich der Luftspalt vorzeitig, wenn sich das Gehäuse, mit Sensor 41, wie in 13 gezeigt, auf das Werkstück zubewegt, während die Ambossfassung mit der Ramme und der Markierung in Position bleibt, weil ihre Bewegung von dem verklemmten Niet verhindert wird. Der Sensor ändert seinen Zustand, wenn er freigelegt wird. Eine frühe Zustandsänderung wird durch die Zyklusbewegungssteuerung als ein Fehler erkannt, die den Zyklus unterbricht (anhält), bevor die hohe Einführkraft auf den Bolzen aufgebracht wird und dann eine Fehlermeldung erzeugt. Falls der Bolzen seitwärts ist, wie in 12 gezeigt, oder das Loch überdimensioniert ist, wird die Ramme mit dem Stempel sich über den in 15 gezeigten Toleranzbereich 63 (auf die rechte Seite davon) bewegen, was einem richtig positionierten Bolzen entspricht. Sobald sich die Position der Einführramme über den Toleranzbereich 63 hinausbewegt, ohne Erkennung, dass der Sensor den Zustand geändert hat, was anzeigt, dass der Luftspalt noch nicht begonnen hat sich zu schließen (die Luftspaltschließung ist folglich spät), wird die Zyklusbewegungssteuerung den normalen Einführzyklus unterbrechen, dadurch eine katastrophale Beschädigung des Werkstücks verhindern und eine Fehlermeldung erzeugen.
-
15 zeigt ein Positions-/Kraftdiagramm, zum Erfassen einer gescheiterten Bolzeneinführung mit den vorliegenden schützenden Luftspaltsystem. Entlang der horizontalen Achse 86 verläuft die Position der Einführramme 12, während die vertikale Achse 88 die auf das Verbindungselement aufgebrachte Kraft repräsentiert. Wenn sich die Ramme bewegt, falls ein Bolzen zwischen dem Stempel und dem Paneel (Werkstück) feststeckt, wird der Sensor freigelegt und vorzeitig ausgelöst (frühe Zustandsänderung). Die Zyklusbewegungssteuerung wird den Fehler erkennen, wird den Einführzyklus unterbrechen und eine Fehlermeldung erzeugen, gezeigt bei 69. Dies wird in der relativ kurzen Bewegungsstrecke der Einführramme, bezeichnet mit 92, durchgeführt, wobei die Unterbrechung vor irgendeiner Beschädigung des Werkstücks durchgeführt wird.
-
Andererseits, falls die Position der Einführramme sich über den Toleranzbereich 69, nach rechts auf der Positionsachse 86, hinausbewegt, ohne dass der Sensor den Zustand ändert, wird die Bewegungssteuerung diesen Fehler auch erkennen und den Zyklus unterbrechen, wobei jede Beschädigung des Werkstücks verhindert wird. Eine Fehlermeldung wird auch erzeugt. Dies zeigt typischerweise einen seitwärts umgelegten Bolzen an oder ein überdimensioniertes Loch oder einen unterdimensionierten Bolzen. Das Kraftprofil für einen normalen Bolzenzyklus und die erfolgreiche Einführung ist mit 98 bezeichnet.
-
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung in der Lage, verklemmte Nieten und Bolzen zu identizieren sowie seitliche Nieten und Bolzen und den normalen hochkraftigen Zyklusvorgang zu unterbrechen, um eine Beschädigung des Werkstücks zu verhindern, sowie eine Fehlermeldung zu erzeugen. Im Betrieb wird die Einführramme durch einen Servomotor, der durch eine Zyklusbewegungssteuerung gesteuert wird, auf das Werkstück zu angetrieben. Der schützende Luftspalt wird durch eine Kombination einer Sensoranordnung und der Zyklusbewegungssteuerung überwacht. Falls der Sensor den Zustand früh ändert oder den Zustand spät ändert (nur für einen Bolzen mit Übermaßpassung), wird die Zyklusbewegungssteuerung den Fehler erkennen und wird den Niet-/Bolzeneinführ-Kraftzyklus unterbrechen und eine Fehlermeldung erzeugen.
-
Es gibt eine gewisse Systemreaktionszeit, die als Verzögerung bezeichnet wird, zwischen einer fehlgeschlagenen/unvollständigen Einführung und der Unterbrechnung des Einführungszyklus. Das meiste der Verzögerung liegt an der Zeit, die die Ramme braucht, um tatsächlich bis zu einem Anhalten zu verzögern, nachdem sie das Unterbrechungssignal von der Zyklusbewegungssteuerung erhalten hat.
-
Das Verbindungselement-Einführsystem ist, was die maximal mögliche Verzögerung betrifft, beschränkt. Falls das Einführsystem bei seiner maximalen Geschwindigkeit auf das Werkstück zu angetrieben wird, könnte ein langer Weg notwendig sein, damit sie verzögert und zu einem vollständigen Stopp kommt, um eine Beschädigung des Werkstücks zu verhindern. Die Zeit, die es zur Verzögerung braucht, und deshalb der zurückgelegte Weg während der Verzögerung, können reduziert werden, indem das System bei einer verringerten Geschwindigkeit angetrieben wird.
-
Dementsprechend wurde ein System beschrieben und gezeigt, das einen fehlausgerichteten Niet oder Bolzen identifiziert, genauer solche, die nicht richtig in die Öffnung in einem Werkstück eindringen. Nach der Identifikation solcher Fälle wird ein Fehlersignal gesendet, welches dann an die Zyklusbewegungssteuerung übertragen wird, die den Einführprozess unterbricht und dadurch das Werkstück vor einer Beschädigung bewahrt.
-
Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung für Darstellungszwecke offenbart wurde, sollte verstanden werden, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Ersetzungen in die Ausführungsform aufgenommen werden können, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen, die durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
