DE10338170B4

DE10338170B4 - Rollfalzvorrichtung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE10338170B4
Application number: DE2003138170
Authority: DE
Inventors: Ewald Quell; Marc Burzlaff; Manfred Hohmann
Original assignee: Edag Engineering and Design AG
Current assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: DE10338170A1

Abstract

Rollfalzvorrichtung, mit einem Greifer (6) zum Halten eines einen falzbaren Werkstückrand (8) aufweisenden Werkstückes (7) und wenigstens einem Rollfalzkopf (1) mit einem Rollenpaar (2), wobei zum Rollfalzen des Werkstückrandes (8) der Greifer (6) und der Rollfalzkopf (1) programmgesteuert relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollfalzkopf (1) stationär angeordnet ist und der Greifer (6) an einem programmgesteuerten Roboterarm befestigt ist, der den Greifer (6) relativ zum Rollfalzkopf (1) im Raum bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollfalzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Rollfalzvorrichtungen werden z.B. in der Automobilindustrie eingesetzt, um Bleche durch Falzoperationen miteinander zu verbinden ( DE 101 42 686 A1 ; DE 101 11 374 A1 ; DE 102 12 788 C1 ). Ein Einsatzgebiet ist z.B. die Verbindung des Rahmens eines Schiebedaches mit dem Rand einer Öffnung im Dach eines Fahrzeuges.

Bei bekannten Rollfalzvorrichtungen befindet sich das Werkstück in einer stationären Einspannung, wobei der Rollfalzkopf an dem umzufalzenden Randbereich des stationär gehaltenen Werkstückes entlang gefahren wird.

Diese Anordnung ist dann von Nachteil, wenn die Rollfalzvorrichtung Teil einer Produktionsanlage ist und das Werkstück vor und/oder nach dem Rollfalzen weiteren Bearbeitungsschritten, z.B. einer Schweißoperation, unterzogen wird. In der Produktionsfolge muss das Werkstück zum Rollfalzen zunächst in die stationäre Aufnahme eingelegt werden und anschließend für die weiteren Produktionsschritte wieder entnommen werden. Dies ist ein den Produktionsablauf deutlich verzögernder zusätzlicher Schritt.

Hinzu kommt das folgende Problem. Die Rollfalzung erfolgt in mehreren Stufen oder Teilfalzungen. In jeder einzelnen Stufe kann der Randbereich um ca. 45° gebogen werden, so dass wenigstens 4 Teilfalzungen notwendig sind, um eine vollständige 180°-Falzung (Bördelung) zu erreichen. Für jede Teilfalzung ist ein eigener Falzkopf mit entsprechend gestalteten Rollenpaaren notwendig. Um die Bearbeitungszeit zu verkürzen, ist schon vorgeschlagen worden, einen Rollfalzkopf mit zwei Rollenpaaren zu versehen, so dass bei einem einmaligen Abfahren des zu falzenden Werkstückrandes zwei Teil-Falzungen erfolgen. Der Aufbau eines solchen Rollfalzkopfes ist allerdings sehr aufwändig. Außerdem ergeben sich Schwierigkeiten beim Durchfahren von Bögen.

Die Erfindung beruht somit auf dem Problem (Aufgabe), eine Rollfalzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne weiteres in eine Montagelinie mit kurzen Taktzeiten integriert werden kann.

Zur Lösung des Problems dient eine Rollfalzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Zweckmäßige Weiterbildungen haben die Unteransprüche 2 bis 9 zum Inhalt.

Die Verwendung der Rollfalzvorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 10.

Auf diese Weise wird erreicht, dass das Werkstück – einmal aufgenommen vom Greifer – vor oder nach dem Rollfalzen in weiteren Bearbeitungsstationen bearbeitet werden kann. Insbesondere können nacheinander mehrere Rollfalzköpfe vorgesehen werden, die jeweils eine Teilfalzung vornehmen. Dabei verbleibt das Werkstück im Greifer und wird von einem Roboterarm von Rollfalzkopf zu Rollfalzkopf geführt, bis der Werkstückrand vollständig umgebogen ist also, eine vollständige Faltung vorliegt. Da zwischen den einzelnen Rollfalzköpfen kein Greiferwechsel vorgenommen werden braucht, können die Falzstationen relativ schnell durchlaufen werden, insbesondere kann durch den Einsatz von mehreren Robotern erreicht werden, dass mehrere Werkstucke parallel in den einzelnen Falzstationen bearbeitet werden können.

Um die Greifer zu den Rollfalzköpfen ausrichten zu können, so dass die Falzung exakt an der vorgesehenen Linie verläuft, ist vorgesehen, dass der Greifer und der Rollfalzkopf wenigstens vier Referenzpunkte aufweisen, die von einer Messspitze mechanisch oder optisch erfassbar sind.

Jedes Rollenpaar besteht aus einer zylindrischen Führungsrolle und einer Druckrolle. Die Druckrolle ist im allgemeinen kegelstumpfförmig ausgeführt und weist damit eine Schrägstellung der Mantelflache zu ihrer Achse auf, die so zur Führungsrolle ausgerichtet ist, dass unter Berücksichtigen der Schrägstellung der Mantelflache der Werkstückrand des auf der Führungsrolle aufliegenden Werkstückes um einen voreingestellten Anstellungswinkel abgeknickt wird, wenn der Werkstückrand zwischen den beiden Rollen hindurchgezogen wird. Typischerweise erfolgt eine 180°-Falzung in vier Schritten, wobei jede Teilfalzung eine Abwinkelung von ca. 45° bewirkt.

Um das Werkstück zu führen und um ihm eine Abstützung zu geben, liegt es mit einem Abschnitt an der Führungsrolle an. Dabei kann wie folgt vorgegangen werden: Entweder ist dieser Abschnitt breit genug, dann kann ausschließlich das Werkstück an der Führungsrolle anliegen. Ist er zu schmal, weist der Greifer ein Falzbett auf, das zur Anlage an die Führungsrolle des Rollfalzkopfes gelangt, so dass auf diese Weise der Greifer an der Führungsrolle geführt wird und damit auch das am Greifer eingespannte Werkstück.

Das Falzbett kann einstückig mit dem Greifer ausgeführt werden oder als ein Einlegestück, das am Greifer zusammen mit dem Werkstück gehalten wird.

Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige Figur eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Rollfalzvorrichtung:
Die Rollfalzvorrichtung besteht aus einem stationär angeordneten Rollfalzkopf 1 mit einem Rollenpaar 2. Dieses weist eine zylindrische Führungsrolle 3 und eine doppelkegelstumpfförmige Druckrolle 4 auf, deren Achse senkrecht zur Achse der Führungsrolle 3 ausgerichtet ist. Der Kegelstumpf weist einen Anstellwinkel von 45° auf, so dass die Mantelflächen der beiden Rollen 3, 4 einen Winkel von ebenfalls 45° einschließen, der den zu erreichenden Anstellungswinkel 5 der Falzung bildet.
Ein Greifer 6 nimmt ein Werkstück 7, dessen Werkstückrand 8 zu falzen ist, mittels einer Spannvorrichtung 9 auf. Der Greifer befindet sich am Ende eines Roboterarms, der in sechs Achsen frei im Raum beweglich ist, so dass der Greifer im Erstreckungsraum des Roboterarms programmgesteuert jede Bahn abfahren kann, wobei der Greifer beliebig ausgerichtet sein kann. Damit die Bewegungsbahn lagegenau zum stationären Rollfalzkopf 1 erfolgt, weist sowohl der Greifer 6 als auch der Rollfalzkopf 1 hier nicht näher dargestellte Referenzpunkte auf, die ausgemessen und in Korrelation zueinander gesetzt werden.
In der Spannvorrichtung befindet sich weiterhin ein Falzbett 10 in Leichtbauweise, das bündig mit dem Werkstück abschließt und so zusammen mit dem Werkstück eine Ebene bildet, die auf der Führungsrolle aufliegt.
Die Spannvorrichtung kann – was hier nicht näher dargestellt ist – auch ein weiteres Werkstück halten, das mit dem zu falzenden Werkstück 7 verbunden werden soll, indem der gefalzte Werkstückrand 8 das weitere Werkstück umbördelt und dadurch einklemmt.
Bei dem Werkstück 7 kann es sich z.B. um den Rahmen eines Schiebedaches handeln, wobei der Innenrand des Rahmens senkrecht zur Haupterstreckung des Werkstückes aufgestellt ist und um 180° gefalzt wird, so dass die Aufstellung doppellagig wird. Mit dem dargestellten Rollfalzkopf erfolgt eine Teil-Falzung von 90° auf 135°, nachdem der äußerste Streifen des Werkstückrandes schon in zwei Schritten um jeweils 45° gefalzt wurde.
Sobald die gezeigte Teil-Falzung über den gesamten Werkstückrand abgeschlossen ist, führt der Roboterarm das Werkstück 7 zur nächsten Bearbeitungsstation, in der die abschließende Rest-Falzung erfolgt. In dieser Zeit kann an dem dargestellten Rollfalzkopf 1 schon das nächste Werkstück 7 bearbeitet werden.

1: Rollfalzkopf
2: Rollenpaar
3: Führungsrolle
4: Druckrolle
5: Anstellungswinkel
6: Greifer
7: Werkstück
8: Werkstückrand
9: Spannvorrichtung
10: Falzbett

Claims

Rollfalzvorrichtung, mit einem Greifer (6) zum Halten eines einen falzbaren Werkstückrand (8) aufweisenden Werkstückes (7) und wenigstens einem Rollfalzkopf (1) mit einem Rollenpaar (2), wobei zum Rollfalzen des Werkstückrandes (8) der Greifer (6) und der Rollfalzkopf (1) programmgesteuert relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollfalzkopf (1) stationär angeordnet ist und der Greifer (6) an einem programmgesteuerten Roboterarm befestigt ist, der den Greifer (6) relativ zum Rollfalzkopf (1) im Raum bewegt.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (6) und der Rollfalzkopf (1) wenigstens vier Referenzpunkte aufweisen, die von einer Messspitze mechanisch oder optisch erfassbar sind.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenpaar (2) aus einer zylindrischen Führungsrolle (3) und einer Druckrolle (4) besteht, die den Werkstückrand (8) des an der Führungsrolle (2) anliegenden Werkstückes (7) um einen voreingestellten Anstellungswinkel abknickt.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rollfalzkopf (1) und der Greifer (6) bei dem Rollfalzen so zueinander ausgerichtet sind, dass das Werkstück (7) auf der Führungsrolle (3) aufliegt.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (6) ein Falzbett (10) aufweist, das zur Anlage an eine Führungsrolle (3) des Rollfalzkopfes (1) gelangt.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzbett (10) einstückig mit dem Greifer (6) ausgeführt ist.
Rollfalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzbett (10) als ein Einlegestück ausgeführt ist, das am Greifer (6) zusammen mit dem Werkstück (7) gehalten wird.
Rollfalzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollfalzvorrichtung wenigstens einen weiteren stationär angeordneten Rollfalzkopf (1) mit einem weiteren Rollenpaar (2) umfasst und dass das Werkstück (7) weiterhin vom Greifer (6) gehalten von dem wenigstens einen Rollfalzkopf (1) zu dem weiteren Rollfalzkopf führbar ist und dass der programmgesteuerte Roboterarm den Greifer (6) für ein weiteres Rollfalzen des Werkstückrandes (8) relativ zu dem weiteren Rollfalzkopf (1) im Raum bewegt.
Rollfalzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollfalzvorrichtung mehrere Falzstationen mit je einem Rollfalzkopf (1) umfasst und das Werkstück (7) für ein weiteres Rollfalzen des Werkstückrandes (8) von einer der Falzstationen zu einer anderen führbar ist, dass die Rollfalzvorrichtung mehrere Roboter mit Greifern (6) umfasst und dass mehrere der Werkstücke (7) von den Greifern (6) gehalten parallel in den einzelnen Falzstationen und diese nacheinander durchlaufend mittels Rollfalzen bearbeitbar sind.
Verwendung der Rollfalzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verbinden des Rahmens eines Schiebedaches mit dem Rand einer Öffnung in dem ein Dach eines Fahrzeuges bildenden Werkstück (7).