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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verschließenden Setzen von Stopfen, insbesondere Schmelzstopfen, in eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs.
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Bekannt sind Vorrichtungen mit einer mehrachsigen Handhabungseinrichtung, insbesondere Roboter oder Industrieroboter, an dessen Arm ein Setzwerkzeug angeordnet ist. Beim Setzen eines Stopfens wird zunächst ein Stopfen vereinzelt und in eine in Ladestellung befindliche Stopfenaufnahme geladen. Die taktile Handhabungseinrichtung positioniert dann den Stopfen mit seinem Fußteil über der Werkstücköffnung und führt anschließend eine Vorschubbewegung durch, die längs des gestellfesten Setzstößels gerichtet ist. Der Fußteil des Stopfens wird in der ersten Phase in die Werkstücköffnung eingeführt und über den weiteren Vorschubweg verformt. Der gespannte Stopfen verhält sich wie eine mechanische Feder. In der zweiten Phase schnappt der Stopfen mit seinem Fußteil in die Werkstücköffnung ein und ist angesetzt. Die bekannte Vorrichtung beinhaltet eine Erfassungseinrichtung, mittels derer der Stopfen mit einer Prüfkraft im angesetzten Zustand entgegen der Setzrichtung beaufschlagt wird. Die Halteeinrichtung des Stopfens ist dabei geschlossen, sodass ausschließlich die Reaktionskraft gemessen wird. Falls das Ergebnis zufriedenstellend ist, wird der Stopfen fertiggesetzt. Nachteilig hieran ist jedoch, dass bei diesem Verfahren eine Karosserie, beziehungsweise eine Oberfläche des Werkstücks um die Werkstücköffnung herum, in erheblichem Maße verformt wird.
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Dies kann insbesondere zu derartigen Verformungen der Oberfläche führen, sodass ein Werkstück ausgesondert und entsprechend nachbearbeitet werden muss. Besonders kritisch ist es jedoch, falls sich die Werkstücköffnung in einer Karosserie eines Fahrzeugs befindet, wodurch ein ganzes Fahrzeug aus einer Produktionslinie ausgeschleust werden muss, sodass entsprechende Korrekturen an der verformten Oberfläche beziehungsweise Karosserie vorgenommen werden können. Dies kostet insbesondere viel Zeit und dementsprechend auch Geld. Darüber hinaus sinkt in erheblichem Maße eine Effizienz einer entsprechenden Fertigungslinie.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2015 105 472 U1 betrifft ein robotergeführtes Werkzeug zum automatischen Setzen von Stopfen an einer Aufnahmestelle eines Werkstücks, insbesondere Karosserieteils, wobei das Stopfensetzwerkzeug ein Gestell mit einem Anschluss für einen Industrieroboter, eine Stopfenaufnahme und eine Vorschubeinheit zum Ansetzen des Stopfens in oder an der Aufnahmestelle aufweist, wobei an der magazinartigen Stopfenaufnahme eine steuerbare und bewegliche Halteeinrichtung angeordnet ist, die den Stopfen beim Setzvorgang gesteuert hält und freigibt. Es verbleibt jedoch das Problem, dass bei dieser Art der Stopfensetzung mit einer erheblichen Verformung einer Karosserie und/oder einer Oberfläche zu rechnen ist, welche eine Werkstücköffnung umgibt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum verschließenden Setzen von Stopfen, insbesondere Schmelzstopfen, in eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere eine Verformung einer Karosserie und/oder einer Oberfläche zu vermeiden, welche eine Werkstücköffnung umgibt.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre des unabhängigen Anspruchs sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Vorrichtung zum verschließenden Setzen von Stopfen, insbesondere Schmelzstopfen, in eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs geschaffen wird, wobei die Vorrichtung eine Stopfenaufnahme aufweist, die an einem antreibbaren Setzstößel befestigt ist und mit einem aufnehmbaren Stopfen mit einer Durchführung eines dem Antrieb des Setzstößels vorgelagerten, sensorgesteuerten Gegenhalters fluchtet. Der Gegenhalter weist eine, vorzugsweise weichen, mit einer Karosserie eines Fahrzeugs zusammenwirkenden Anschlag auf, welcher zur Anlage an der Karosserie kommt, wenn der aufnehmbare Stopfen mit einem umlaufenden Rand zur Anlage an der Karosserie gelangt. Die Vorrichtung enthält eine Druckfeder, die sich einerseits an dem Setzstößel und andererseits an dem Gegenhalter abstützt, wobei der Setzstößel bei einer Vorverlagerung - das heißt einer Verlagerung des Setzstößels in Richtung des Gegenhalters und insbesondere in Richtung einer Öffnung, in welcher der Stopfen eingebracht werden soll, wenn die Anlage mit dem Anschlag des Gegenhalters an der Karosserie zur Anlage kommt - relativ zum Gegenhalter gegen die Druckfeder arbeitet, wobei die Druckfeder mit einem mit einer Setzstößelantriebssteuerung verbundenen Kraft-/Wegsensor derart zusammenwirkt, dass ein vordefinierter und/oder vorgebbarer Maximalwert einer Kraft-Weg-Relation des Setzstößels nicht überschritten wird. Die Vorrichtung weist eine Setzüberprüfungseinrichtung auf, die den Setzstößel mit dem Stopfen eine vorgegebene, Kraft-/Wegsensor-gesteuerte Strecke zurückfährt, während der Gegenhalter, insbesondere arretiert, weiter an der Karosserie verbleibt, wobei von der Antriebssteuerung durch Abgleich, insbesondere Vergleich, von einer aus gemessenen Werten abgeleiteten Kraft-Weg-Relation mit einem vorgebbaren Sollwertbereich für die Kraft-Weg-Relation entschieden wird, ob der Stopfen vorschriftsmäßig in der Karosserieöffnung gesetzt ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine erhebliche Anzahl von Stopfen, welche in eine Karosserie eines Fahrzeugs gesetzt werden sollen, nicht mehr händisch montiert, sondern maschinell - inklusive einer Prüfung, ob der Stopfen richtig positioniert ist - gesetzt werden können. Beispielsweise können bei einer Gesamtzahl von 58 in eine Karosserie eines Fahrzeugs zu setzende Stopfen 52 automatisiert gesetzt werden. Dies spart in erheblichem Maße Personalkosten und gleichzeitig erhöht es die Qualität, da jeder Stopfen anhand von objektiven Gesichtspunkten geprüft wurde. Darüber hinaus wird das Setzen des Stopfens innerhalb von vorzugsweise 4 Sekunden bewerkstelligt, wobei in erheblichem Maße die Produktionsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs erhöht werden kann, da das entsprechende Setzen der Stopfen deutlich schneller automatisiert als händisch durchgeführt werden kann.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die aufnehmbaren Stopfen randseitig eine Schicht aufweisen, welche, beispielsweise bei einer späteren Tauchlackierung, derart aufschmelzbar sind, dass die aufnehmbaren Stopfen in einer Karosserieöffnung dichtend versiegeln. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der aufnehmbare Stopfen dazu dient, insbesondere aufgrund einer in einer zentralen Mulde befindlichen Rastkontur, Verkleidungsteile für die Karosserie, insbesondere im Radlaufbereiche, arretierend zu befestigen.
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In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll unter dem Begriff „Vorverlagerung“ eine Bewegung verstanden werden, bei welcher ein Setzstößel in die Richtung verlagert wird, in welcher Richtung der Setzstößel - ausgehend von einer Befestigung/Halterung des Setzstößel - den Gegenhalter, insbesondere die Durchführung des Gegenhalters, durchragt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Ausgleichsvorrichtung aufweist, mittels welcher die Vorrichtung, insbesondere der Gegenhalter, schwimmend gelagert ist, wobei die Ausgleichsvorrichtung arretierbar ist, wenn der Stopfen die Karosserieöffnung in Querrichtung gefunden hat und dort zentriert ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auch bei einer nicht hundertprozentig präzise ausgerichteten Karosserie relativ zu der Vorrichtung, insbesondere Gegenhalter, ausgerichtet sein muss, wobei trotzdem ein Setzen eines Stopfens innerhalb zulässiger Fertigungstoleranzen ausgeführt werden kann.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Setzstößel und der Gegenhalter fluidisch, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch, angetrieben sind. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise ein Antrieb des Setzstößels und/oder eines Gegenhalters erzielt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stopfenaufnahme Spreizbacken aufweist, welche eingerichtet sind, um in den hohl ausgebildeten Stopfen innenseitig einzugreifen und klemmend zu halten. Durch die Spreizbacken ist es auf einfache Art und Weise möglich, einen hohl ausgebildeten Stopfen zu greifen und entsprechend in einer Karosserie zu setzen, insbesondere zu montieren.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stopfenaufnahme mit dem aufgenommenen Stopfen die Durchführung des Gegenhalters durchragt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass der Anschlag des Gegenhalters dann zur Anlage an der Karosserie kommt, wenn der Stopfen zur Anlage, insbesondere mit seinem umlaufenden Rand, an der Karosserieöffnung gelangt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass durch die Anlage an der Karosserie eine immer gleiche Ausgangsposition für ein Setzen des Stopfens erzielt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlag, insbesondere eine Oberfläche des Anschlags, des Gegenhalters ein duktiles, insbesondere weiches und/oder nachgiebiges Elastomer oder einen duktilen, insbesondere weichen und/oder nachgiebigen Kunststoff aufweist. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Weichheit eines Anschlages des Gegenhalters durch ein Elastomer oder einen nachgiebigen Kunststoff erzielt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einer Anlage des Gegenhalters an der Karosserie eines Fahrzeugs keine Schäden im Lack der Karosserie entstehen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gegenhalter fluidisch, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch, vorzugsweise mit zweier Hydraulikzylinder oder zweier Pneumatikzylinder, angetrieben ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise der Gegenhalter angetrieben werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass aufgrund der Anordnung der Druckfeder, die sich einerseits an dem Setzstößel und andererseits an dem Gegenhalter abstützt, und zudem die Druckfeder mit einem mit dem Stößel antriebssteuerverbunden Kraft-/Wegsensors zusammenwirkt, die Druckfeder derart einstellbar ist, dass ein vordefinierter Maximalwert der Kraft-Weg-Relation nicht überschritten wird, wodurch verhinderbar ist, dass der Stößel in seiner Axialbewegung wegen Fertigungstoleranzen der Karosserie des Fahrzeugs und des Stopfens das Karosserieblech in unerwünschter Weise verformt wird. Hierdurch wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass auf einfache Art und Weise eine unerwünschte Verformung des Karosserieblechs der Karosserie des Fahrzeugs verhindert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gegenhalter eine fluidische, insbesondere eine hydraulische oder eine pneumatische, Bremse aufweist, welche eine Arretierung bildet, die den Gegenhalter an der Karosserie hält, während der Stößel zur Setzprüfung zurückgezogen wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine Arretierung des Gegenhalters - falls benötigt - erzielt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, dass nachdem die Setzbewegung abgeschlossen ist, welcher der Kraft-/Wegsensor detektiert, eine Prüfung durchgeführt wird, ob der Stopfen aus der Stopfenaufnahme entfernt worden ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Klemmung des Stopfens durch die Aufnahme aufgehoben und der Gegenhalter nach Lösen der Bremsen zurückverlagert wird, sodass die Handhabungseinrichtung einen neuen Setzstopfen für eine weitere Karosserie aufnehmen kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise der Übergang vom Setzen eines ersten Stopfens zum Aufnehmen eines zweiten Stopfens erzielt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, dass bei einem Karosseriebauteil, bei welchem ein aufnehmbarer Stopfen nicht vollständig verrastend gesetzt werden konnte, das Karosseriebauteil ausgeschleust wird und einer Nacharbeitsstation zugeführt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf möglichst zeiteffiziente Art und Weise eine Behebung des aufgetretenen Fehlers erfolgen kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine erste Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
- 2 eine zweite Ansicht des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung aus 1,
- 3 eine dritte Ansicht des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung aus 1,
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Der 1 ist eine Vorrichtung 1 zum verschließenden Setzen von Stopfen 7, insbesondere Schmelzstopfen, in eine Karosserieöffnung eines Fahrzeugs zu entnehmen, wobei die Vorrichtung 1 eine Stopfenaufnahme 3 aufweist, die an einem antreibbaren Setzstößel 5 befestigt ist und mit einem aufnehmbaren Stopfen 7 mit einer Durchführung 9 eines dem Antrieb des Setzstößels 5 vorgelagerten, sensorgesteuerten Gegenhalters 11 fluchtet.
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Der Gegenhalter 11 weist einen, vorzugsweise weichen, mit einer Karosserie eines Fahrzeuges zusammenwirkenden Anschlag 13 auf, welcher zur Anlage an der Karosserie kommt, wenn der aufnehmbare Stopfen 7 mit einem umlaufenden Rand 15 zur Anlage an der Karosserieöffnung gelangt.
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Die Vorrichtung 1 enthält eine Druckfeder 17 (in den Figuren nicht zu erkennen, da verdeckt), die sich einerseits an dem Setzstößel 5 und andererseits an dem Gegenhalter 11 abstützt, wobei der Setzstößel 5 bei einer Vorverlagerung relativ zum Gegenhalter 11 gegen die Druckfeder 17 arbeitet. Die Druckfeder 17 wirkt mit einem mit einer Setzstößelantriebssteuerung verbundenen Kraft-/Wegsensor derart zusammen, dass ein vordefinierter und/oder vorgebbarer Maximalwert einer Kraft-Weg-Relation des Setzstößels 5 nicht überschritten wird.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Setzüberprüfungseinrichtung auf, die dem Setzstößel 5 mit dem Stopfen 7 eine vorgegebene, Kraft-Wegsensor-gesteuerte Strecke zurückfährt, während der Gegenhalter 11, vorzugsweise arretiert, weiter an der Karosserie verbleibt, wobei von der Antriebssteuerung durch Abgleich, insbesondere Vergleich, von einer aus gemessenen Werten abgeleiteten Kraft-Weg-Relation mit einem vorgebbaren Sollwertebereich für die Kraft-Weg-Relation entschieden wird, ob der Stopfen 7 vorschriftsmäßig in der Karosserieöffnung gesetzt ist.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die aufnehmbaren Stopfen 7 randseitig eine Schicht aufweisen, welche, beispielsweise bei einer späteren Tauchlackierung, derart aufschmelzbar sind, dass die aufnehmbaren Stopfen 7 in einer Karosserieöffnung dichtend versiegeln.
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Ferner ist den Figuren zu entnehmen, dass die Vorrichtung 1 eine Ausgleichsvorrichtung 21 aufweist, mittels welcher die Vorrichtung 1 schwimmend gelagert ist, wobei die Ausgleichsvorrichtung 21 arretierbar ist, wenn der Stopfen 7 die Karosserie in Querrichtung gefunden hat und dort zentriert ist.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Setzstößel 5 und der Gegenhalter 11 hydraulisch angetrieben sind.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Stopfenaufnahme Spreizbacken aufweist (in den Figuren nicht zu erkennen, da ein Stopfen 7 in den 1 bis 3 gezeigt ist und somit die Spreizbacken verdeckt sind), welche eingerichtet sind, um in den hohl ausgebildeten Stopfen 7 innenseitig einzugreifen und klemmend zu halten.
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Ferner ist insbesondere der 1 zu entnehmen, dass die Stopfenaufnahme 3 mit dem aufgenommenen Stopfen 7 die Durchführung 9 des Gegenhalters 11 durchragt.
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Ferner ist den 1 bis 3 zu entnehmen, dass die Vorrichtung 1 so eingerichtet ist, dass der Anschlag 13 des Gegenhalters 11 dann zur Anlage an der Karosserie kommt, wenn der Stopfen 7 zur Anlage, insbesondere mit seinem umlaufenden Rand 15, an der Karosserieöffnung gelangt.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlag 13, insbesondere eine Oberfläche 23 des Anschlags 13, des Gegenhalters 11 ein duktiles Elastomer, insbesondere weiches und/oder nachgiebiges Elastomer, oder einen duktilen Kunststoff, insbesondere weichen und/oder nachgiebigen Kunststoff, aufweist.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gegenhalter 11 mittels zweier Hydraulikzylinder angetrieben ist.
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Ferner ist den Figuren zu entnehmen, dass aufgrund der Anordnung der Druckfeder 17, die sich einerseits an dem Setzstößel 5 und andererseits an dem Gegenhalter 11 abstützt, und zudem die Druckfeder 17 mit einem mit der Stößelantriebssteuerung verbundenen Kraft-Weg-Sensors zusammenwirkt, die Druckfeder 17 derart einstellbar ist, dass ein vordefinierter Maximalwert der Kraft-Weg-Relation nicht überschritten wird, wodurch verhinderbar ist, dass der Setzstößel 5 in seiner Axialbewegung wegen Fertigungstoleranzen der Karosserie des Fahrzeugs und des Stopfens 7 das Karosserieblech in unerwünschter Weise verformt wird.
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Des Weiteren ist den Figuren zu entnehmen, dass der Gegenhalter 11 eine hydraulische Bremse aufweist, welche eine Arretierung bildet, die den Gegenhalter 11 an der Karosserie hält, während der Setzstößel 5 zur Setzprüfung zurückgezogen wird.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 dazu eingerichtet ist, dass nachdem die Setzbewegung abgeschlossen ist, welche der Kraft-Weg-Sensor detektiert, eine Prüfung durchgeführt wird, ob der Stopfen 7 aus der Stopfenaufnahme 3 entfernt worden ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 dazu eingerichtet ist, dass bei einem Karosseriebauteil, bei welchem ein aufnehmbarer Stopfen 7 nicht vollständig verrastend gesetzt werden konnte, ausgeschleust wird und einer Nachbearbeitungsstation zugeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015105472 U1 [0004]
