DE4320282A1 - Apparatus for setting blind rivets - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zum Setzen von Blindnieten, bestehend aus einem Multifunktions-Endeffektor, der zur exakten Positionierung mit einem Roboter verbunden ist.The present invention relates to an automatic Device for setting blind rivets, consisting of a Multi-function end effector that can be used for exact positioning connected to a robot.
Blindniete als Verbindungselemente in Leichtbaustrukturen mit nur einseitiger Zugänglichkeit sind weitverbreitet. Hochfeste Varianten sind insbesondere im Flugzeugbau üblich, wobei aufgrund der großen Zahl von Nieten pro Flugzeug zur Kostensenkung nach höchstmöglicher Automation gestrebt wird.Blind rivets as connecting elements in lightweight structures only one-sided accessibility is widespread. High strength Variants are common in aircraft construction, in particular due to the large number of rivets per aircraft Cost reduction for the highest possible level of automation is sought.
Da Blindniete allein sowohl in Scher- als auch in Zugrichtung nur gering belastbar sind, ist es üblich, zur Erhöhung der Tragfähigkeit den den Schließkopf formenden Nietdorn in der eigentlichen Niethülse zu belassen. Dies bedeutet, daß der lose Dorn nach dem Umformvorgang formschlüssig gesichert werden muß, wodurch sowohl der Montagevorgang als auch das zugehörige Werkzeug erheblich komplexer werden.Since blind rivets alone in both the shear and pull direction are only lightly resilient, it is common to increase the The rivet mandrel in the to leave the actual rivet sleeve. This means that the loose Mandrel must be secured in a form-fitting manner after the forming process, whereby both the assembly process and the associated Tools become considerably more complex.
Die in bisher üblicher Weise eingesetzten Werkzeuge führen dabei nacheinander die folgenden Schritte aus:Guide the tools used in the usual way take the following steps one after the other:
- - Auffaltung des Schließkopfes,- unfolding the closing head,
- - Eindrückung des Sicherungsringes,- pressing in the locking ring,
- - Dornbruch.- Breaking thorn.
Das Eindrücken des Sicherungsringes kann dabei in einer von der Schließkopfbildung entkoppelten gegenläufigen Bewegung durchgeführt werden; es ist auch möglich, die beiden Schritte zu einer einzigen Bewegung zu vereinigen, um so Ablauf und das Werkzeug zu vereinfachen.The locking ring can be pressed into one of the Closing head formation decoupled opposite movement be performed; it is also possible to do the two steps to unite in a single movement, so process and that Simplify tool.
Manuell betätigbare Werkzeuge werden dabei an den in die Bohrung eingesetzten Niet herangeführt, während Halbautomaten eine integrierte Nietförderung von einem Behälter zum Werkzeug besitzen; meistens wird der wiederkehrende Positioniervorgang des Werkzeuges dabei von Hand durchgeführt.Manually operable tools are on the in the Hole inserted rivet introduced while semi-automatic an integrated rivet conveyor from a container to the tool have; mostly the recurring positioning process carried out by hand.
Insbesondere Flugzeugbauteile werden bei der Montage häufig naßvernietet, d. h. daß zwecks Korrosionsschutz eine Dichtmittelschicht zwischen Bauteil und Niet aufgebracht werden muß, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die Benetzung des Nietschaftes und der Setzkopfunterseite mit Dichtmittel vorzunehmen und eine Benetzung der Bohrung im Bauteil auszuschließen. Die Entnahme eines benetzten Nietes aus einem Vorratsbehälter, z. B. einem Schüttbehälter, mit anschließender Druckluftförderung bis zum Bauteil durch eine Schlauchleitung ist jedoch unmöglich. Aus diesem Grund wird bisher bei manueller Nietung der Dichtstoff mittels eines Pinsels oder durch Eintauchen des Nietes in das Dichtmittel auf den Nietschaft und die Setzkopfunterseite aufgebracht und bei der automatischen Nietung einzelne Dichtmitteltupfen auf der Senkung angeordnet, wo dies zulässig ist.Aircraft components in particular are common during assembly wet riveted, d. H. that for corrosion protection Sealant layer between component and rivet are applied must, whereby it has proven to be advantageous, the wetting of the rivet shank and the underside of the setting head with sealant carry out and wetting the hole in the component to exclude. The removal of a wetted rivet from one Storage containers, e.g. B. a bulk container, with subsequent Compressed air delivery to the component through a hose line is impossible, however. For this reason, so far manual riveting of the sealant using a brush or by immersing the rivet in the sealant on the Rivet shank and the bottom of the setting head applied and at the automatic riveting of individual sealant dots on the Lowering ordered where permitted.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vollautomatische Vorrichtung zum Setzen von Blindnieten zu schaffen, bei der nicht nur die einzelnen Arbeitsgänge, d. h. das Anbringen der Bohrung, einschließlich der erforderlichen Senkung im Bauteil, das Einsetzen des Nietes in die Bohrung und die Schließkopfbildung mit anschließendem Dornauswurf automatisch ausgeführt werden, sondern auch eine automatisch arbeitende Nietschaftbenetzungsanordnung zur Verfügung zu stellen, mit dem das erforderliche Dichtmittel auf den Nietschaft unmittelbar vor dem Einsetzen in die Bohrung aufgebracht werden kann, ohne daß manuell eingegriffen werden muß, so daß ein höchstmöglicher Grad an Automation beim Setzen der Blindniete erreicht wird.The object of the present invention is a fully automatic device for setting blind rivets create, in which not only the individual operations, d. H. drilling the hole, including the required Lowering in the component, inserting the rivet into the hole and the closing head formation with subsequent mandrel ejection run automatically, but also one automatically working rivet shaft wetting arrangement available place with the required sealant on the Rivet shank immediately before insertion into the hole can be applied without manual intervention must, so that the highest possible degree of automation when setting the blind rivet is reached.
Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe durch die folgende Kombination: Based on the device of the type mentioned this problem is solved by the following Combination:
Ein Werkzeugrevolver mit drei Aufnahmestationen;
eine Bohr- und Senkanordnung zur Herstellung der
Aufnahmebohrung für den Blindniet und der Senkung, die in der
ersten Aufnahmestation angeordnet ist;
eine Nietsetzanordnung zum Einsetzen des Nietes in die Bohrung,
zur Spannung des Nietdornes und zur Schließkopfbildung mit
anschließendem Dornauswurf, wobei die Nietsetzanordnung mit
einem Vorratsbehälter für die Niete über eine Zufuhrleitung
verbunden ist, die mit einer Druckluftquelle versehen ist und
die in der zweiten Aufnahmestation angeordnet ist;
eine Anordnung zur Nietkopfüberarbeitung, die in der dritten
Aufnahmestation angeordnet ist und
eine Nietschaftbenetzungsanordnung zum automatischen Aufbringen
eines Dichtmittelrings auf den Nietschaft, unmittelbar vor dem
Einsetzen in die Bohrung, bestehend aus einem Dosiersystem,
einem Schwenkarm, einem Antrieb, einer
Dichtmittelzufuhrleitung, einer Düse für die Ablage des pro
Niet aufzubringenden Dichtmittels und einer Anordnung, um den
Niet um seine Längsachse zu verdrehen.A tool turret with three holding stations;
a drilling and countersinking arrangement for producing the receiving bore for the blind rivet and the countersink, which is arranged in the first receiving station;
a rivet setting arrangement for inserting the rivet into the bore, for tensioning the rivet mandrel and for forming the closing head with subsequent mandrel ejection, the rivet setting arrangement being connected to a storage container for the rivet via a supply line which is provided with a compressed air source and which is arranged in the second receiving station ;
an arrangement for rivet head revision, which is arranged in the third receiving station and
a rivet shaft wetting arrangement for the automatic application of a sealant ring to the rivet shaft immediately before insertion into the bore, consisting of a metering system,
a swivel arm, a drive, a sealant supply line, a nozzle for depositing the sealant to be applied per rivet and an arrangement for rotating the rivet about its longitudinal axis.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of this device are in the Subclaims described.
Die erfindungsgemäße vollautomatische Vorrichtung zum Setzen von Blindnieten eignet sich für den kontinuierlichen Dauereinsatz in der Großserienfertigung, bei der z. B. 600 000 Niete pro Jahr gesetzt werden müssen. Die für das Setzen der Blindniete erforderlichen Werkzeuge sind in einem Werkzeugrevolver eines Multifunktions-Endeffektors angeordnet, wobei das jeweils benötigte Werkzeug durch eine Verdrehung des Werkzeugrevolvers um ca. 120° an der exakten Arbeitsstelle positioniert wird; nach Anbringung der Bohrung mit entsprechender Senkung, in welche der Blindniet später einzusetzen ist, wird der am Werkzeugrevolver vorgesehene Schwenkarm in die Nähe des Nietes bewegt, wonach eine rotierende Reibscheibe, welche auf das Nietende gedrückt wird, diese in Rotation versetzt und das vorgesehene Dosiersystem das Dichtmittel, z. B. in Form einer Raupe, um den Schaft des rotierenden Nietes legt. Nach Ausführung dieses Benetzungsvorganges wird der Antriebsarm in die Ruhestellung zurück verschwenkt und gibt so den Weg für die Nietsetzanordnung in der nächsten Aufnahmestation des Werkzeugrevolvers frei, so daß der durch die Bewegung des Schwenkarmes unterbrochene Setzvorgang automatisch fortgesetzt wird. Die Nietsetzanordnung, d. h. ein herkömmliches Blindnietgerät, führt mittels einer Axialbewegung den benetzten Niet in die Bohrung ein, wonach das Ziehen des Dornes ausgelöst wird.The fully automatic setting device according to the invention of blind rivets is suitable for continuous Continuous use in large series production, in the z. B. 600,000 Rivets must be set each year. The one for putting the Blind rivets are required tools in one Tool turret of a multifunction end effector arranged, the tool required in each case by rotating the Tool turret by approx. 120 ° at the exact work location is positioned; after drilling the hole with corresponding lowering, in which the blind rivet later is to be used, the one provided on the tool turret Swivel arm moved near the rivet, after which one rotating friction disc, which is pressed onto the rivet end, this rotates and the intended dosing system the Sealant, e.g. B. in the form of a caterpillar to the shaft of the rotating rivets. After executing this Wetting process, the drive arm is in the rest position panned back and thus gives the way for the Rivet setting arrangement in the next receiving station of the Tool turret free, so that by the movement of the Swivel arm interrupted setting process continues automatically becomes. The rivet setting arrangement, i. H. a conventional one Blind riveting tool, guides the wetted by means of an axial movement Rivet into the hole, after which the pulling of the mandrel is triggered becomes.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist; es zeigenIn the following the invention with reference to the drawing explained in the an advantageous embodiment is shown; show it
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver mit drei Aufnahmestationen und einer Nietschaftbenetzungsanordnung und Fig. 1 shows schematically a section through a tool turret according to the invention with three receiving stations and a rivet shank wetting arrangement and
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung durch die Nietschaftbenetzungsanordnung. Fig. 2 is an enlarged view through the rivet shaft wetting arrangement.
In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, bezeichnet 1 das Chassis des Multifunktions-Endeffektors, welcher mit einem Werkzeugrevolver 4 mit drei Aufnahmestationen versehen ist. In einer der Aufnahmestationen ist dabei die Bohr- und Senkanordnung 6 vorgesehen zum Anbringen der Bohrung mit anschließender Senkung in dem Bauteil, in dem der Niet einzusetzen ist. Dabei setzt eine exakt reproduzierbare Senktiefe voraus, daß die Bohrmaschine über eine entsprechende (nicht dargestellte) Hülse auf das Bauteil aufgesetzt wird und so den Nullpunkt für den Spindelvorschub liefert. Vorteilhafterweise ist eine derartige Bohr- und Senkanordnung mit einem pneumatischen Antrieb versehen, wobei die Klemmkraft durch die Aufsetzhülse aufgebracht wird.In the figures, in which the same parts are provided with the same reference symbols, 1 denotes the chassis of the multifunction end effector, which is provided with a tool turret 4 with three receiving stations. In one of the receiving stations, the drilling and countersinking arrangement 6 is provided for making the hole with subsequent countersinking in the component in which the rivet is to be used. A precisely reproducible countersink depth presupposes that the drilling machine is placed on the component via a corresponding sleeve (not shown) and thus provides the zero point for the spindle feed. Such a drilling and countersinking arrangement is advantageously provided with a pneumatic drive, the clamping force being applied by the mounting sleeve.
Nach Abschluß des Bohrvorganges führt der Werkzeugrevolver 4 des Multifunktions-Endeffektors in raumfester Position eine 120°-Drehung aus, wodurch die Nietsetzanordnung 5 über die vorher angebrachte Bohrung geschwenkt wird. Mit 3 ist dabei der Antrieb für den Werkzeugrevolver 4 bezeichnet und mit 2 eine Schnittstelle für einen Industrieroboter zur exakten Positionierung.After completion of the drilling process, the tool turret 4 of the multifunction end effector rotates 120 ° in a fixed position, whereby the rivet setting arrangement 5 is pivoted over the previously drilled hole. With 3 the drive for the tool turret 4 is designated and with 2 an interface for an industrial robot for exact positioning.
Die Nietsetzanordnung ist dabei in der zweiten Aufnahmestation des Werkzeugrevolvers 4 angeordnet. Eine nicht dargestellte Anordnung zur Nietkopfüberarbeitung ist in der dritten Aufnahmestation des Werkzeugrevolvers 4 vorgesehen und dient dazu, nach entsprechender Verschwenkung des Werkzeugrevolvers um 120° diese Anordnung über den bereits gesetzten Niet zu bringen und nach Aufsetzen des Werkzeuges auf den Niet die Dornbruchfläche zu überarbeiten, d. h. den noch bestehenden Überstand abzuschleifen.The rivet setting arrangement is arranged in the second receiving station of the tool turret 4 . An arrangement, not shown, for reworking the rivet head is provided in the third receiving station of the tool turret 4 and is used, after the tool turret has been pivoted appropriately, to bring this arrangement over the rivet which has already been set and to rework the mandrel fracture surface after the tool has been placed on the rivet, ie grind off the remaining supernatant.
Um nun vor dem Setzen des Nietes eine vollautomatische Benetzung des Nietschaftes vorzunehmen, ist der Werkzeugrevolver 4 mit einer Nietschaftbenetzungsanordnung versehen, welche aus einem Dosiersystem (9 in Fig. 2) besteht, einem Schwenkarm 8, einer Dichtmittelzufuhrleitung, einer Düse für das Ablegen des pro Niet aufzubringenden Dichtmittels und einer Anordnung, um den Niet um seine Längsachse zu verdrehen. Der unbenetzt in das Mundstück der Nietsetzanordnung 5 pneumatisch eingebrachte Niet wird dort unmittelbar vor dem Setzvorgang mit einem im Dichtmittelreservoir 9 angeordneten Dichtmittel versehen, und zwar dergestalt, daß der Niet mittels einer Reibscheibe 11 in Drehungen um seine Längsachse versetzt wird, so daß der Nietschaft 11, in dessen unmittelbarer Nähe die Auslaßdüse des Dosiersystems 9 nach dem Verschwenken in die Arbeitsstellung angeordnet ist, mit einem raupenförmigen Strang eines geeigneten Dichtmittels umwickelt wird. Der Antrieb der Reibscheibe 11, deren durch den Mittelpunkt verlaufende Achse senkrecht zu ihrer Oberfläche mit der Längsachse des Nietes zusammenfällt, kann z. B. über ein Zahnradgelege 16 mit einem Planetengetriebe 13 und einem Elektromotor 14 verbunden sein.In order to carry out a fully automatic wetting of the rivet shaft before setting the rivet, the tool turret 4 is provided with a rivet shaft wetting arrangement which consists of a metering system ( 9 in FIG. 2), a swivel arm 8 , a sealant supply line, a nozzle for storing the pro Rivet sealant and an arrangement to twist the rivet about its longitudinal axis. The rivet pneumatically inserted into the mouthpiece of the rivet setting arrangement 5 is provided there immediately before the setting process with a sealant arranged in the sealant reservoir 9 , in such a way that the rivet is rotated about its longitudinal axis by means of a friction disk 11 , so that the rivet shaft 11 , in the immediate vicinity of which the outlet nozzle of the metering system 9 is arranged after pivoting into the working position, is wrapped with a caterpillar-shaped strand of a suitable sealant. The drive of the friction disc 11 , the axis extending through the center coincides perpendicular to its surface with the longitudinal axis of the rivet, for. B. be connected via a gear 16 with a planetary gear 13 and an electric motor 14 .
Nach dem Verschwenken des Schwenkarmes 8 der Nietschaftbenetzungsanordnung 7 in die in Fig. 2 gezeigte Arbeitsstellung wird das Dichtmittel aufgebracht, und zwar vorteilhafterweise in Form einer geschlossenen Dichtmittelraupe in Umfangsrichtung des Nietschaftes 10. Nach dem Verschwenken aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung erfolgt die eigentliche Nietung, wobei das Mundstück in der Nietsetzanordnung den Nietdorn spannt und der Setzvorgang des Nietes mit einer Axialbewegung der Nietsetzanordnung relativ zum Werkzeugrevolver eingeleitet wird. Dadurch wird der Niet in die Bohrung eingeführt und endet nach dem automatisch ausgelösten Ziehvorgang zur Schließkopfbildung mit dem Dornauswurf.After pivoting the swivel arm 8 of the rivet shaft wetting arrangement 7 into the working position shown in FIG. 2, the sealant is applied, advantageously in the form of a closed sealant bead in the circumferential direction of the rivet shaft 10 . After pivoting from the working position into the rest position, the actual riveting takes place, the mouthpiece in the rivet setting arrangement tensioning the rivet mandrel and the setting process of the rivet being initiated with an axial movement of the rivet setting arrangement relative to the tool turret. As a result, the rivet is inserted into the hole and ends with the mandrel ejection after the automatically triggered pulling process to form the locking head.
Anschließend wird der Werkzeugrevolver 4 noch einmal um ca. 120° verschwenkt, so daß die (nicht dargestellte) Anordnung zur Nietkopfüberarbeitung in der dritten Aufnahmestation die Überarbeitung der Dornbruchfläche übernehmen kann; bei hochwertigen aerodynamischen Oberflächen im Flugzeugbau ist eine Überarbeitung der Nietköpfe üblich, da die Toleranz der Bruchhöhe etwa 0,5 mm beträgt.The tool turret 4 is then pivoted again by approximately 120 °, so that the arrangement (not shown) for rivet head revision in the third receiving station can take over the revision of the broken mandrel surface; With high-quality aerodynamic surfaces in aircraft construction, a revision of the rivet heads is common, since the tolerance of the break height is about 0.5 mm.
Nach einer abschließenden 120°-Verdrehung des Werkzeugrevolvers 4 ist die automatische Vorrichtung in ihrer Ausgangsstellung, so daß der Positionierroboter die folgende Nietposition ansteuern kann.After a final 120 ° rotation of the tool turret 4 , the automatic device is in its initial position, so that the positioning robot can control the following riveting position.
In dem in den beiden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Verschwenkung des Schwenkarmes 8 der Nietschaftbenetzungsanordnung 7 nur ein Elektromotor vorgesehen, der sowohl den Arm verschwenkt als auch die Reibscheibe 11 und damit den Nietschaft 11 in Rotationen versetzt. Der Antrieb kann anstelle eines elektrischen auch einen pneumatischen Motor vorsehen und zwei elektromagnetische Wechselbremsen aufweisen sowie ein Planetengetriebe, um dergestalt sowohl die Drehbewegung der Reibscheibe als auch die Ein- und Ausschwenkbewegung des Schwenkarmes 8 zu erzeugen. Genauso gut möglich ist es auch, zwei getrennte Elektromotoren für diese beiden Bewegungen bereitzustellen.In the embodiment shown in the two figures, only one electric motor is provided for pivoting the swivel arm 8 of the rivet shaft wetting arrangement 7 , which both swivels the arm and also rotates the friction disk 11 and thus the rivet shaft 11 . Instead of an electric drive, the drive can also provide a pneumatic motor and have two electromagnetic alternating brakes and a planetary gear in order to generate both the rotary movement of the friction disk and the pivoting-in and pivoting-out movement of the swivel arm 8 . It is equally possible to provide two separate electric motors for these two movements.
Claims (6)
einen Werkzeugrevolver mit drei Aufnahmestationen;
eine Bohr- und Senkanordnung zur Herstellung der Aufnahmebohrung für den Blindniet und der Senkung, die in der ersten Aufnahmestation angeordnet ist;
eine Nietsetzanordnung zum Einsetzen des Nietes in die Bohrung, zur Spannung des Nietdornes und zur Schließkopfbildung mit anschließendem Dornauswurf, wobei die Nietsetzanordnung mit einem Vorratsbehälter für den Niet über eine Zufuhrleitung verbunden ist, die mit einer Druckluftquelle versehen ist und die in der zweiten Aufnahmestation angeordnet ist;
eine Anordnung zur Nietkopfüberarbeitung, die in der dritten Aufnahmestation angeordnet ist und
eine Nietschaftbenetzungsanordnung zum automatischen Aufbringen eines Dichtmittelrings auf den Nietschaft, unmittelbar vor dem Einsetzen in die Bohrung, bestehend aus einem Dosiersystem, einem Schwenkarm, einem Antrieb, einer Dichtmittelzufuhrleitung, einer Düse für die Ablage des pro Niet aufzubringenden Dichtmittels und einer Anordnung, um den Niet um seine Längsachse zu verdrehen.1. Automatic device for setting blind rivets, consisting of a multifunction end effector, which is connected to a robot for exact positioning, characterized by the following combination:
a tool turret with three holding stations;
a drilling and countersinking arrangement for producing the receiving bore for the blind rivet and the countersink, which is arranged in the first receiving station;
a rivet setting arrangement for inserting the rivet into the bore, for tensioning the rivet mandrel and for forming the closing head with subsequent mandrel ejection, the rivet setting arrangement being connected to a storage container for the rivet via a supply line which is provided with a compressed air source and which is arranged in the second receiving station ;
an arrangement for rivet head revision, which is arranged in the third receiving station and
a rivet shaft wetting arrangement for the automatic application of a sealant ring to the rivet shaft immediately prior to insertion into the bore, consisting of a metering system, a swivel arm, a drive, a sealant supply line, a nozzle for depositing the sealant to be applied per rivet and an arrangement around the rivet to twist its longitudinal axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4320282A DE4320282A1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Apparatus for setting blind rivets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4320282A DE4320282A1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Apparatus for setting blind rivets |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4320282A1 true DE4320282A1 (en) | 1994-12-22 |
Family
ID=6490666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4320282A Withdrawn DE4320282A1 (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Apparatus for setting blind rivets |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE4320282A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |