DE60111287T2

DE60111287T2 - Punching system

Info

Publication number: DE60111287T2
Application number: DE60111287T
Authority: DE
Inventors: Y. Toyohashi-shi Kondo
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP4478275B2; DE60111287D1; JP2001232437A; EP1127634A2; EP1127634B1; EP1127634A3; ATE297276T1; ES2242708T3

Abstract

In a self-piercing type rivet setting system operated by a robot or a jig, to save an expense for its arrangement, to reduce a size thereof and also to reduce a number of interface cables. A self-piercing type rivet setting system 30 comprises: a rivet swaging assembly 35; a robot 6 which moves the rivet swaging assembly 35 to put it in position relative to a predetermined site on a workpiece to be riveted; a single integrated controller 31 made up by an integration of a controller for controlling a riveting operation of the rivet swaging assembly and a controller for controlling the motion of the robot; and a rivet feeder 9 for automatically feeding a self-piercing type rivet to the rivet swaging assembly. From the integrated controller 31, a interface cable 33 extends to the robot 6 and another interface cable 34 extends to the rivet feeder 3, and the rivet swaging assembly 35 is integrally incorporated into the robot 6. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art und insbesondere auf ein System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art, das geeignet ist, mit einem elektrisch gesteuerten System, wie einem Roboter, zusammenzuarbeiten, das Anwendung findet, wenn zwei, drei oder mehr Blechteile (oder ein Blechteil und ein Bauteil) vernietet werden, indem ein Niet selbststanzender Art beim Zusammenbau von Blechen, zum Beispiel beim Zusammenbau einer Autokarosserie (insbesondere beim Zusammenbau einer Aluminiumkarosserie), benutzt wird.The The present invention relates to a system for setting Rivets of self-piercing type and in particular on a system for Set of rivets self-piercing type, which is suitable with a electrically controlled system, like a robot, to work together, The application finds if two, three or more sheet metal parts (or a sheet metal part and a component) can be riveted by a self-piercing rivet Kind when assembling sheets, for example during assembly a car body (especially when assembling an aluminum body), is used.

Ein Beispiel für ein System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art wurde in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 08-505087 offenbart. 1 derselben zeigt ein Beispiel eines Niets der selbststanzenden Art. Dieser Niet selbststanzender Art ist mit einem flanschähnlichen Kopfteil und zwei Schenkeln geformt, die von dem Kopfteil ausgehen. Wird der Niet mittels Nietstempel und Gegenhalter in ein zu nietendes Werkstück getrieben, beispielsweise in zwei Karosserieplatten, verformen sich die Schenkel an ihren Spitzen, die sich ausdehnen, während sie die Platten durchbohren, um so die Platten durch das ausgedehnte Schenkelteil und das Kopfteil miteinander zu verbinden. Ein Niet selbststanzender Art eignet sich zur Verbindung von Karosserieteilen aus Aluminium, welche nicht geschweißt werden können; überdies wird Nachfrage nach einem Niet selbststanzenden Art erwartet, da voraussichtlich mehr Karosserieteile aus Aluminium als Fahrzeugkarosserieteile verwendet werden, um der wachsenden Erfordernis einer Gewichtsreduzierung derselben nachzukommen.An example of a system for setting rivets of a self-piercing type has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 08-505087. 1 It shows an example of a self-piercing type rivet. This self-piercing type rivet is formed with a flange-like head portion and two legs extending from the head portion. When the rivet is driven into a workpiece to be riveted, for example, in two body panels, by means of a riveting punch and an anvil, the legs deform at their tips which expand as they pierce the plates so as to join the plates together through the extended leg portion and head portion connect. A rivet self-piercing type is suitable for the connection of body parts made of aluminum, which can not be welded; Moreover, demand for a self-piercing type of rivet is expected as more body parts made of aluminum are expected to be used as vehicle body panels to meet the growing requirement of weight reduction thereof.

Obwohl dies nicht in dem oben erwähnten Patentdokument offenbart wurde, umfasst ein herkömmliches System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art, das durch Öldruck oder elektrische Energie angetrieben wird, eine eigenständige Niet-Staucheinheit und eine Montagevorrichtung oder einen Roboter als ein Mittel zum Bewegen der Niet-Staucheinheit, um diese bezüglich einer vorgegebenen Stelle zu positionieren, die auf einem Werkstück zu nieten ist. Die Niet-Staucheinheit ist auf einem vorderen Ende eines Arms des Roboters oder der Montagevorrichtung montiert. Zusätzlich zu der Niet-Staucheinheit für Niete selbststanzender Art und einer Steuereinheit für dieselbe benötigt ein derartiges herkömmliches System eine Montagevorrichtung oder einen Roboter und eine weitere Steuereinheit zur Steuerung des Antriebs der Montagevorrichtung oder des Roboters, wodurch die Einrichtungskosten hoch sind. Bei einer Anlage, in der ein Roboter oder eine Montagevorrichtung die Niet-Staucheinheit an die zu bearbeitenden Stellen bewegt, besitzt die Niet-Staucheinheit des weiteren eine eingebaute Antriebseinheit in derselben, wodurch ihr Umfang insgesamt sehr viel Platz einnimmt. Außerdem hat sich ein Schnittstellenkabel, das von der Steuereinheit zu der Niet-Staucheinheit verläuft, im Hinblick auf die Komplexität der Gestaltung einer Fahrzeugkarosserie und dergleichen als störend erwiesen, indem es einige zu nietende Stellen nicht hat erreichen lassen.Even though this is not the case in the above-mentioned patent document discloses a conventional system for setting rivets of a self-piercing nature caused by oil pressure or electrical energy is driven, an independent rivet upsetting unit and a mounting device or a robot as a means for Move the rivet upsetting unit to these with respect to a given location to position, which is to rivet on a workpiece. The rivet upsetting unit is on a front end of an arm of the robot or the mounting device assembled. additionally to the rivet upsetting unit for Rivets self-punching type and a control unit for the same needed such a conventional System one mounting device or a robot and another Control unit for controlling the drive of the mounting device or the Robot, whereby the installation costs are high. In a plant, in a robot or a mounting device, the rivet upsetting unit moved to the points to be machined, has the rivet upsetting unit Furthermore, a built-in drive unit in the same, which their overall size takes up a lot of space. Besides, has an interface cable from the control unit to the rivet compression unit runs, in terms of complexity the design of a vehicle body and the like proved to be annoying by not having reached some places to be riveted.

US-A-4 662 556 beschreibt eine Vorrichtung zum Zusammenfügen durch Vernieten von zwei oder mehr Abschnitten eines Blechteilgebildes, wobei die zusammenzufügenden Abschnitte in ruhender Lage festgehalten werden. Ein Führungsbalken wird fest gegen eine Seite der Abschnitte geklemmt und hält eine gezielt bewegbare Bearbeitungseinheit, die durch Druckluft angetrieben wird und Bohrmaschinen, Mittel zur Zufuhr und zum Setzen von Nieten und einen Niethammer umfasst. Ein Druck- und Nietgegenhaltemittel für einen oder mehrere Punkte ist auf der gegenüberliegenden Seite der Abschnitte angeordnet und umfasst Klemmkraft erzeugende Druckelemente und einen Nietgegenhalter. Ein rechnergestütztes Steuerungssystem, welches eine tragbare Zentraleinheit aufweist, verwaltet sowohl die Betriebszyklen der Bearbeitungseinheit als auch das Druck- und Nietgegenhaltemittel. Der Hauptrahmen der Bearbeitungseinheit trägt einen Teil des Steuerungssystems und ein kleines Computerterminal.US-A-4 662 556 describes a device for assembly by Riveting two or more sections of a sheet metal part, being the merge Sections are held in a quiescent position. A guide bar is firmly clamped against one side of the sections and holds one specifically movable processing unit, which is driven by compressed air and drills, means for feeding and placing rivets and includes a rivet hammer. A pressure and riveting agent for a or more points is on the opposite side of the sections arranged and includes clamping force generating pressure elements and a Nietgegenhalter. A computerized Control system comprising a portable central processing unit, manages both the operating cycles of the processing unit as also the pressure and riveting agent. The main frame of the processing unit carries a Part of the control system and a small computer terminal.

Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei einem System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art, welches durch ein Mittel zur Bewegung einer Niet-Staucheinheit, wie einem Roboter oder einer Montagevorrichtung, gesteuert wird, Ausgaben für eine Einrichtung zu sparen, die Größe desselben zu verringern und die Anzahl der Kabel zu reduzieren.Accordingly, there is an object of the present invention therein, in a system for setting rivets of a self-piercing type, which by a means for moving a rivet compression unit, such as a robot or a Mounting device, controlled to save expenses for a device the size of the same to reduce and reduce the number of cables.

Die oben beschriebene Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein System zum Setzen von Nieten selbststanzender Art erfüllt, das Folgendes umfasst: eine Niet-Staucheinheit zum Setzen eines Niets selbststanzender Art, wobei besagte Staucheinheit einen C-förmigen Rahmen, einen Gegenhalter, der an ein Ende des C-förmigen Rahmens montiert ist, und einen Nietstempel, der an dessen anderes Ende montiert ist, und ein Mittel aufweist, um den genannten Nietstempel auf bewegliche Weise zu tragen, wobei besagtes Mittel einen elektrischen Antriebsmotor und einen Mechanismus umfasst, der mit dem Motor zum Bewegen des genannten Nietstempels in eine lineare Richtung gekoppelt ist; eine erste Steuereinheit zum Steuern eines Nietvorgangs der Niet-Staucheinheit; einen Knickarmroboter zum Bewegen der Niet-Staucheinheit, um diese in Bezug auf eine vorgegebene Stelle zu positionieren, die auf einem Werkstück zu nieten ist; eine zweite Steuereinheit zum Steuern einer Funktion des genannten Knickarmroboters; und eine Nietzufuhr zur automatischen Zuführung von Nieten selbststanzender Art zu der Niet-Staucheinheit; und wobei die erste Steuereinheit auch ein Zuführen der Niete selbststanzender Art aus der Nietzufuhr steuert; das System zum Setzen selbststanzender Niete ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuereinheit in die zweite Steuereinheit zur Bildung einer einzigen integrierten Steuereinheit eingegliedert ist und dass die Niet-Staucheinheit völlig in den Knickarmroboter eingegliedert ist. Es ist anzumerken, dass von der integrierten Steuereinheit ein Schnittstellenkabel zu dem Knickarmroboter und ein weiteres Schnittstellenkabel zu der Nietzufuhr verläuft.The above-described object of the present invention is achieved by a self-piercing rivet setting system comprising: a rivet upsetting unit for setting a rivet of a self-piercing type, said upsetting unit comprising a C-shaped frame, an anvil secured to one end of the C-shaped frame, and a riveting punch mounted at the other end thereof and having means for movably supporting said riveting punch, said means comprising an electric drive motor and a mechanism connected to the motor coupled to move said riveting punch in a linear direction; a first control unit for controlling a riveting operation of the rivet upsetting unit; an articulated robot for moving the rivet upsetting unit to position it with respect to a predetermined location to be riveted on a workpiece; a second control unit for controlling a function of said articulated robot; and a rivet feed for automatically feeding rivets of a self-piercing type the rivet upsetting unit; and wherein the first control unit also controls feeding of the self-piercing type rivet from the rivet feed; the system for setting self-piercing rivets is characterized in that the first control unit is incorporated in the second control unit to form a single integrated control unit, and that the rivet upsetting unit is fully integrated with the articulated-arm robot. It should be noted that an interface cable to the articulated robot and another interface cable to the rivet feed runs from the integrated control unit.

Bei dem oben beschriebenen System zum Setzen selbststanzender Niete kann der C-förmige Rahmen auf ein vorderes Ende eines Arms des Knickarmroboters montiert werden. Weiterhin kann der elektrische Antriebsmotor festsitzend auf dem vorderen Ende des Roboterarms montiert sein, und ein Verbindungsarm kann zum Bewegen des Nietstempels in eine lineare Richtung mit dem Motor gekoppelt sein, was es ermöglicht, den mechanischen Aufbau des Abschnitts für die Nietfunktion kompakter zu gestalten.at the system for setting self-piercing rivets described above can be the C-shaped frame mounted on a front end of an arm of the articulated robot. Furthermore, the electric drive motor can be stuck on the front End of the robot arm can be mounted, and a connecting arm can for moving the riveting punch in a linear direction with the motor be coupled, which makes it possible the mechanical structure of the section for the riveting function more compact shape.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, bei welchen:A preferred embodiment The invention will now be described with reference to the following drawings described in which:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Setzen selbststanzender Niete nach dem Stand der Technik ist; und 1 Fig. 3 is a schematic illustration of a prior art self-piercing rivet setting system; and

2 eine schematische Darstellung eines Systems zum Setzen selbststanzender Niete gemäß der vorliegenden Erfindung ist. 2 Figure 3 is a schematic illustration of a system for setting self-piercing rivets according to the present invention.

Bevor eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt, wird unter Bezugnahme auf 1 ein herkömmliches System 1 zum Setzen selbststanzender Niete erläutert. Bezugnehmend auf 1 umfasst das herkömmliche System 1 zum Setzen selbststanzender Niete: eine Niet-Staucheinheit 2 zum Setzen selbststanzender Niete; eine erste Steuereinheit 3 zum Steuern eines Nietvorgangs der Niet-Staucheinheit 2; einen Roboter 6 (oder eine Montagevorrichtung) als ein bewegendes Mittel zum Bewegen der Niet-Staucheinheit 2, um diese in Bezug auf eine vorgegebene Stelle zu positionieren, die auf einer Platte 5 als einem Werkstück zu nieten ist; eine zweite Steuereinheit 7 zum Steuern eines Arbeitsvorgangs des Roboters 6; und eine Nietzufuhr 9 zum automatischen Zuführen von Nieten selbststanzender Art in die Niet-Staucheinheit 2. Des weiteren steuert die erste Steuereinheit 3 auch die Zufuhr der Niete selbststanzender Art aus der Nietzufuhr 9. Die erste Steuereinheit 3 hat ein erstes Schnittstellenkabel 10, welches mit der Niet-Staucheinheit 2 verbunden ist, um die Niet-Staucheinheit 2 zu steuern, ein zweites Schnittstellenkabel 11, welches mit der Nietzufuhr 9 verbunden ist, um die Nietzufuhr 9 zu steuern, und überdies ein drittes Schnittstellenkabel 13, welches mit der zweiten Steuereinheit 7 verbunden ist, um für das Zusammenwirken der Bewegung der Niet-Staucheinheit 2 und der des Roboters 6 beim Nietvorgang zu sorgen. Zusätzlich zu dem dritten Schnittstellenkabel 13, das mit der ersten Steuereinheit 3 verbunden ist, hat die zweite Steuereinheit 7 ein viertes Schnittstellenkabel 14, welches mit dem Roboter 6 (oder einer Montagevorrichtung) als einem Mittel zum Bewegen einer Niet-Staucheinheit verbunden ist, um den Roboter 6 oder dergleichen zu steuern.Before proceeding to a detailed description of a preferred embodiment according to the present invention, reference will be made to FIG 1 a conventional system 1 for setting self-piercing rivets explained. Referring to 1 includes the conventional system 1 for setting self-piercing rivets: a rivet upsetting unit 2 for setting self-piercing rivets; a first control unit 3 for controlling a riveting operation of the rivet upsetting unit 2 ; a robot 6 (or a mounting device) as a moving means for moving the rivet upsetting unit 2 to position these in relation to a given location on a plate 5 to rivet as a workpiece; a second control unit 7 for controlling a work operation of the robot 6 ; and a rivet feed 9 for automatically feeding rivets of a self-piercing type into the rivet compression unit 2 , Furthermore, the first control unit controls 3 also the supply of rivets of self-piercing kind from the rivet feed 9 , The first control unit 3 has a first interface cable 10 , which with the rivet upsetting unit 2 connected to the rivet upsetting unit 2 to control a second interface cable 11 , which with the rivet feed 9 connected to the rivet feed 9 and a third interface cable 13 connected to the second control unit 7 is connected to the interaction of the movement of the rivet upsetting unit 2 and that of the robot 6 to ensure the riveting process. In addition to the third interface cable 13 that with the first control unit 3 connected has the second control unit 7 a fourth interface cable 14 which with the robot 6 (or a mounting device) as a means for moving a rivet upsetting unit is connected to the robot 6 or the like.

Überdies verläuft eine Zuführröhre 15 von der Nietzufuhr 9 zu einem in einem Kopfteil der Niet-Staucheinheit 2 liegenden Aufnahmemechanismus 17, um die selbststanzenden Niete nacheinander der Niet-Staucheinheit 2 zuzuführen. Da der Nietzuführvorgang aus der Nietzufuhr 9 unter Verwendung von Druckluft erfolgt, wird die Nietzufuhr 9 durch ein Rohr 18 mit Druckluft versorgt.Moreover, there is a feed tube 15 from the rivet feed 9 to one in a head portion of the rivet upsetting unit 2 lying pick-up mechanism 17 to the self-piercing rivet one after another of the rivet upsetting unit 2 supply. Since the Nietzuführvorgang from the rivet feed 9 is done using compressed air, the rivet feed 9 through a pipe 18 supplied with compressed air.

Die Niet-Staucheinheit 2 umfasst: einen C-förmigen Rahmen 21, der auf einem vorderen Ende eines Arms 19 eines Knickarmroboters 6 montiert ist; einen Gegenhalter 22 der an ein Ende (ein unteres Ende in der dargestellten Ausführungsform) des C-förmigen Rahmens 21 montiert ist; einen Nietstempel 23, der an ein weiteres (oberes Ende) des C-förmigen Rahmens 21 montiert ist, wobei der Nietstempel 23 gegenüber dem Gegenhalter 22 liegt, so dass er in der Lage ist, in Kontakt mit dem Gegenhalter 22 zu gelangen bzw. sich von dem Gegenhalter 22 weg zu bewegen; und einen elektrischen Antriebsmotor 25, um den Nietstempel 23 in beweglicher Weise zu halten und dem Nietstempel 23 zu gestatten, in Kontakt mit dem Gegenhalter 22 zu gelangen bzw. sich von dem Gegenhalter 22 weg zu bewegen. Der Elektromotor 25 hat eine Welle mit einer Gewindespindel, die darauf geformt ist, um eine Kraft auf den Nietstempel 23 auszuüben, damit der Niet selbststanzender Art, der in dem Nietstempel 23 gehalten wird, kraftvoll in die Seite des Gegenhalters 22 gepresst wird. Durch Umkehren der Rotation des Elektromotors 25 lässt sich der Nietstempel 23 zurückziehen. Der aus dem Aufnahmemechanismus 17 zugeführte Niet selbststanzender Art wird auf der Spitze des Nietstempels 23 gehalten. Vorteilhafterweise ist der C-förmige Rahmen 21 so geformt, dass er die zu nietenden oder zu stauchenden Platten an einer Nietstelle derselben zwischen dem Nietstempel 23 und dem Gegenhalter 22 zusammendrückt, wobei sich jede auf jeweils einer oberen oder einer unteren Seite befindet.The rivet upsetting unit 2 includes: a C-shaped frame 21 standing on a front end of an arm 19 an articulated robot 6 is mounted; a backstop 22 at one end (a lower end in the illustrated embodiment) of the C-shaped frame 21 is mounted; a riveting stamp 23 to another (upper end) of the C-shaped frame 21 is mounted, the riveting stamp 23 opposite the anvil 22 lies so that he is able to be in contact with the counterpart 22 to arrive or from the counterpart 22 to move away; and an electric drive motor 25 to the riveting stamp 23 to hold in a movable manner and the riveting stamp 23 to allow in contact with the counterpart 22 to arrive or from the counterpart 22 to move away. The electric motor 25 Has a shaft with a threaded spindle that is shaped to apply a force to the riveting punch 23 exercise, so that the rivet self-piercing type, in the riveting punch 23 held powerfully into the side of the counter-holder 22 is pressed. By reversing the rotation of the electric motor 25 can the riveting stamp 23 withdraw. The one from the pickup mechanism 17 supplied rivet self-piercing style is on the top of Nietstempels 23 held. Advantageously, the C-shaped frame 21 shaped so as to place the plates to be riveted or crushed at a riveting point thereof between the riveting die 23 and the counterpart 22 compressed, each located on either an upper or a lower side.

Zur Steuerung eines Nietvorgangs der Niet-Staucheinheit 2 hat die erste Steuereinheit 3: eine erste Funktion zum Steuern des elektrischen Antriebsmotors 25; eine zweite Funktion zum Messen eines Nietdrucks, mit dem der Nietstempel 23 durch den Elektromotor 25 beaufschlagt wird, und einer Abweichung von demselben auf Grundlage eines Signals von einem (nicht dargestellten) Sensor, und zum Bestimmen, ob der gemessene Wert in einen vorgegebenen Bereich fällt oder nicht; und eine dritte Überwachungsfunktion, um vor einem Nietvorgang eine Länge des Niets selbststanzender Art und eine Stärke der Platte 5 als einem zu nietenden Werkstück zu messen. Diese Funktionen werden zwischen der ersten Steuereinheit 3 und der Niet-Staucheinheit 2 mittels des ersten Schnittstellenkabels 10 übertragen. Die erste Steuereinheit 3 hat weiterhin die Funktion, die Nietzufuhr 9 mittels des zweiten Schnittstellenkabels 11 zu steuern, und auch die erste Steuereinheit 3 sendet ein Kontrollsignal über das vierte Schnittstellenkabel 14 zu der zweiten Steuereinheit 7, um die Mittel zum Bewegen der Niet-Staucheinheit, wie den Roboter 6 (oder eine Montagevorrichtung), zu steuern, um in Abstimmung mit dem Betrieb der Niet-Staucheinheit zu arbeiten. Zu dem vierten Schnittstellenkabel 14 werden auch von der zweiten Steuereinheit 7 verschiedene Signale zwecks Koordinierung des Einsatzes der Niet-Staucheinheit 2 und des Roboters 6 gesendet.For controlling a riveting operation of the rivet compression unit 2 has the first control unit 3 : a first function to control the electrical drive motor 25 ; a second function for measuring a rivet pressure with which the riveting punch 23 through the electric motor 25 and a deviation thereof based on a signal from a sensor (not shown), and for determining whether or not the measured value falls within a predetermined range; and a third monitoring function for, before a riveting operation, a length of the self-piercing type rivet and a thickness of the plate 5 as a workpiece to be riveted. These functions are between the first control unit 3 and the rivet upsetting unit 2 using the first interface cable 10 transfer. The first control unit 3 continues to function, the rivet feed 9 by means of the second interface cable 11 to control, and also the first control unit 3 sends a control signal via the fourth interface cable 14 to the second control unit 7 to the means for moving the rivet upsetting unit, such as the robot 6 (or a mounting device) to operate in accordance with the operation of the rivet upsetting unit. To the fourth interface cable 14 are also from the second control unit 7 various signals to coordinate the use of the rivet upsetting unit 2 and the robot 6 Posted.

Bei Betrieb wird der Niet selbststanzender Art auf einen Befehl der ersten Steuereinheit 3 hin von der Nietzufuhr 9 zu der Nietaufnahme 17 geleitet, und der Niet wird in dem Nietstempel 23 gehalten. Andererseits sendet die zweite Steuereinheit 7 auf Grundlage eines Signals von der ersten Steuereinheit 3 einen Befehl an den Roboter 6, so dass der Roboter den C-förmigen Rahmen 21 vor dem Nietvorgang in eine Position bewegt, in welcher der Nietstempel 23 und der Gegenhalter 22 die Platte 5 zu einem Werkstück zusammendrücken sollen, das an einer vorgegebenen Stelle desselben zu nieten ist, um die Niet-Staucheinheit 2 zu positionieren. Nach dieser Positionierung der Niet-Staucheinheit 2 wird der elektrische Antriebsmotor 25 der Niet-Staucheinheit 2 betätigt, und dann übt der Nietstempel 23 den Druck auf ein Kopfteil des Niets in Richtung des Gegenhalters 22 aus, so dass sich die Schenkelteile des Niets durch die erste der beiden Platten und weiter in die zweite Platte bohren, bis sie inmitten ihres Wegs aufhören einzudringen, wobei sich das Spitzenteil des Schenkels verformt, um sich aufzuweiten und dadurch die Platten mittels dieses aufgeweiteten Schenkelteils und des Kopfteils des Niets miteinander zu verbinden. Dieses Verfahren zur Nietverbindung ist beispielsweise in 1 der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 08-505087 erläutert. Im Anschluss an diesen Nietvorgang kehrt sich die Rotation des Motors um, um den Nietstempel 23 zurückzuziehen, und der nächste Niet selbststanzender Art wird dem Aufnahmemechanismus 17 zugeführt, um die Vorbereitung für den nächsten Nietvorgang abzuschließen. Das System 1 zum Setzen selbststanzender Niete nach dem Stand der Technik wurde anhand obiger Beschreibung vollständig erläutert.In operation, the rivet is self-piercing type upon command of the first control unit 3 from the rivet feed 9 to the rivet recording 17 passed, and the rivet is in the riveting stamp 23 held. On the other hand, the second control unit sends 7 based on a signal from the first control unit 3 a command to the robot 6 so that the robot has the C-shaped frame 21 moved before the riveting in a position in which the riveting punch 23 and the counterpart 22 the plate 5 to compress to a workpiece which is to be riveted at a predetermined point thereof, to the rivet-upsetting unit 2 to position. After positioning the rivet upsetting unit 2 becomes the electric drive motor 25 the rivet upsetting unit 2 pressed, and then practices the riveting stamp 23 the pressure on a head part of the rivet in the direction of the counter-holder 22 so that the leg portions of the rivet will drill through the first of the two plates and further into the second plate until they stop in the middle of their path, with the tip portion of the leg deforming to expand and thereby the plates by means of this flared leg portion and the head portion of the rivet to connect. This method of riveting is, for example, in 1 Japanese Patent Publication No. 08-505087. Following this riveting operation, the rotation of the motor reverses to the riveting punch 23 retract, and the next rivet self-piercing type becomes the recording mechanism 17 supplied to complete the preparation for the next riveting operation. The system 1 for setting self-piercing rivets according to the prior art has been fully explained by the above description.

Nun wird ein System 30 zum Setzen selbststanzender Niete gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung ist die erste Steuereinheit in die zweite Steuereinheit zur Bildung einer einzigen integrierten Steuereinheit 31 eingegliedert. Von der integrierten Steuereinheit 31 erstreckt sich ein einzelnes Schnittstellenkabel 33 zu einem Roboter, der als ein bewegendes Mittel dient, und zusätzlich verläuft ein einzelnes Schnittstellenkabel 34 zu einer Nietzufuhr 9. Des weiteren ist eine Niet-Staucheinheit 35 gänzlich in den Roboter 6 als ein bewegendes Mittel eingegliedert. Obgleich der dargestellte Roboter 6 vom Typ her ein elektrischer Knickarmroboter ist, welcher üblicherweise in einer Produktionsanlage für Kraftfahrzeuge verwendet wird, sind auch andere Typen von Robotern oder Montagevorrichtungen anwendbar, sofern sie in der Lage sind, die Niet-Staucheinheit an der vorgegebenen Stelle zu positionieren.Now a system 30 for setting self-piercing rivets according to the present invention with reference to 2 described. In the present invention, the first control unit is in the second control unit to form a single integrated control unit 31 incorporated. From the integrated control unit 31 extends a single interface cable 33 to a robot that serves as a moving means, and in addition runs a single interface cable 34 to a rivet feed 9 , Furthermore, a rivet compression unit 35 entirely in the robot 6 incorporated as a moving medium. Although the robot shown 6 A type of electric articulated robot, which is commonly used in a motor vehicle production facility, is also applicable to other types of robots or mounting devices, as long as they are capable of positioning the rivet compression unit at the predetermined location.

Die Niet-Staucheinheit 35 umfasst: einen C-förmigen Rahmen 38, der zusammen mit einem Interface Connector an ein vorderes Ende eines Arms 37 des Knickarmroboters 6 mittels einer Kupplungsvorrichtung 45 montiert ist; einen Gegenhalter 39, der an das eine Ende des C-förmigen Rahmens 38 montiert ist; einen Nietstempel 41, der an das andere Ende des C-förmigen Rahmens 38 montiert ist, wobei der Nietstempel 41 dem Gegenhalter 39 gegenüberliegt, um in der Lage zu sein, in Kontakt mit dem Gegenhalter 39 zu gelangen bzw. sich von dem Gegenhalter 39 weg zu bewegen; und ein Mittel, um den Nietstempel 41 in beweglicher Weise zu lagern und dem Nietstempel 41 zu gestatten, in Kontakt mit dem Gegenhalter 39 zu gelangen bzw. sich von dem Gegenhalter 39 weg zu bewegen. Das Mittel, um den Nietstempel 41 in beweglicher Weise zu lagern, umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 42, der fest auf einem vorderen Ende des Roboterarms 37 montiert ist und einen (nicht dargestellten) Mechanismus, welcher an den Motor 42 gekoppelt ist, um den Nietstempel 41 in linearer Richtung zu bewegen. Ein Gehäuse 43, welches den Antriebsmotor 42 in demselben enthält, ist so geformt, dass es sich horizontal erstreckt, worin es sich von jenem Gehäuse nach Stand der Technik unterscheidet, welches so geformt ist, dass es sich vertikal erstreckt. Dementsprechend verringert sich die Höhe der Niet-Staucheinheit vorteilhafterweise, so dass sich die Vorrichtung selbst in einen engen Raum bewegen kann. Der Mechanismus zur Bewegung des Nietstempels, der hauptsächlich in einem horizontal verlaufenden Gehäuse 43 angeordnet ist, um den Nietstempel 41 in eine vertikale Richtung zu bewegen, kann beispielsweise aus einem Gewindespindelmechanismus, welcher in dem horizontalen Gehäuseteil angeordnet ist, und einem flexiblen Stab bestehen, um eine lineare Bewegung des Gewindespindelmechanismus an den Nietstempel 41 zu übertragen. Benachbart zum Nietstempel 41 ist der Aufnahmemechanismus 17 angeordnet, um einen Niet selbststanzender Art aufzunehmen, der von der Nietzufuhr 9 durch die Röhre 15 zugeführt wird.The rivet upsetting unit 35 includes: a C-shaped frame 38 , which comes with an interface connector to a front end of an arm 37 of the articulated robot 6 by means of a coupling device 45 is mounted; a backstop 39 attached to one end of the C-shaped frame 38 is mounted; a riveting stamp 41 which is at the other end of the C-shaped frame 38 is mounted, the riveting stamp 41 the counterpart 39 in order to be able to be in contact with the counterpart 39 to arrive or from the counterpart 39 to move away; and a means to the riveting stamp 41 to store in a movable manner and the riveting stamp 41 to allow in contact with the counterpart 39 to arrive or from the counterpart 39 to move away. The means to the riveting stamp 41 to store in a movable manner, includes an electric drive motor 42 stuck on a front end of the robot arm 37 is mounted and a mechanism (not shown), which is connected to the engine 42 is coupled to the riveting stamp 41 to move in a linear direction. A housing 43 , which is the drive motor 42 is formed therein, so that it extends horizontally, in which it differs from that of the prior art housing, which is shaped so that it extends vertically. Accordingly, the height of the rivet upsetting unit is advantageously reduced so that the apparatus itself can move into a narrow space. The mechanism for moving the riveting punch, mainly in a horizontal housing 43 is arranged to the riveting stamp 41 can move in a vertical direction, for example, from a threaded spindle mechanism, which is arranged in the horizontal housing part, and a flexible rod to a linear movement movement of the threaded spindle mechanism to the riveting punch 41 transferred to. Adjacent to the riveting stamp 41 is the recording mechanism 17 arranged to receive a rivet of self-piercing kind, which from the rivet feed 9 through the tube 15 is supplied.

Ein Schnittstellenkabel 33 ist vorgesehen, welches von der integrierten Steuereinheit 31 zu dem Roboter 6 verläuft zu dem Zweck, welcher einschließt, einen Befehl an den anzutreibenden Elektromotor 42 zu senden, eine Nietdruckbelastung, welche auf den Nietstempel ausgeübt wird, und eine Verdrängung desselben zu messen, festzustellen, ob der gemessene Wert innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt oder nicht, und vor dem Nieten die Länge eines Niets selbststanzender Art und die Dicke einer Platte als einem zu nietenden Werkstück zu messen. Die integrierte Kontrolleinheit 31 hat zusätzlich zu der Steuerfunktion für den Roboter 6 eine erste zusätzliche Funktion für das Steuern des elektrischen Antriebsmotors 42 der Niet-Staucheinheit 35, eine zweite zusätzliche Funktion zur Überwachung und Bestimmung verschiedener Werte, wie oben beschrieben, und eine dritte zusätzliche Funktion zur Steuerung der Nietzufuhr 9. Das System 30 zum Setzen selbststanzender Niete gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet nicht nur in ähnlicher Weise wie das herkömmliche System 1 zum Setzen selbststanzender Niete, sondern verringert auch den Gesamtumfang oder die Gesamtgröße und die Anzahl der Schnittstellenkabel, um die gewünschte Positionierung desselben zu erleichtern.An interface cable 33 is provided which of the integrated control unit 31 to the robot 6 For the purpose which includes, a command is sent to the electric motor to be driven 42 to measure a rivet pressure load exerted on the riveting punch and a displacement thereof, to determine whether or not the measured value is within a reasonable range, and before riveting the length of a self-piercing rivet and the thickness of a plate as to measure a workpiece to be riveted. The integrated control unit 31 has in addition to the control function for the robot 6 a first additional function for controlling the electric drive motor 42 the rivet upsetting unit 35 , a second additional function for monitoring and determining various values as described above, and a third additional function for controlling the rivet feed 9 , The system 30 For setting self-piercing rivets according to the present invention works not only in a similar manner as the conventional system 1 for setting self-piercing rivets, but also reduces the overall size or overall size and number of interface cables to facilitate the desired positioning thereof.

Da bei der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, eine Niet-Staucheinheit 35, eine Steuereinheit für die Nietzufuhr 9 und eine Steuereinheit für den Roboter 6 alle in einer einzigen integrierten Steuereinheit 31 kombiniert sind, werden weder das Gehäuse für die erste Steuereinheit, welches bei der herkömmlichen Vorrichtung erforderlich ist, noch das Schnittstellenkabel, welches beide Steuereinheiten verbindet, benötigt. Da zusätzlich zu der Kombination beider Steuereinheiten zu einer einzigen Steuereinheit die Niet-Staucheinheit 35 in ein bewegendes Mittel, den Roboter 6, eingegliedert wird, erweist sich das Schnittstellenkabel, das von der Steuereinheit für die Niet-Staucheinheit zu der Niet-Staucheinheit verläuft, nicht länger notwendig, obwohl es bei der herkömmlichen Vorrichtung unerlässlich ist. Demgemäß lässt sich die Niet-Staucheinheit in die gewünschte Position bezüglich der vorgegebenen Stelle bringen, die auf einem Werkstück zu nieten ist, ohne dass Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit der Komplexität der Gestaltung einer Autokarosserie oder dergleichen entstehen. Überdies gestattet die vorliegende Erfindung, die Gesamtgröße einer Steuereinheit, die Kosten derselben, die Größe eines Systems zum Setzen selbststanzender Niete und auch die Anzahl von Kabeln zu verringern.As in the present invention, as described above, a rivet upsetting unit 35 , a control unit for rivet feed 9 and a control unit for the robot 6 all in a single integrated control unit 31 are combined, neither the housing for the first control unit, which is required in the conventional device, nor the interface cable connecting both control units are required. Because in addition to the combination of both control units to a single control unit, the rivet upsetting unit 35 into a moving medium, the robot 6 is incorporated, the interface cable running from the control unit for the rivet compression unit to the rivet upsetting unit no longer proves necessary, although it is indispensable in the conventional apparatus. Accordingly, the rivet upsetting unit can be brought into the desired position with respect to the predetermined location to be riveted on a workpiece without incurring impairments associated with the complexity of designing a car body or the like. Moreover, the present invention allows to reduce the overall size of a control unit, the cost thereof, the size of a system for setting self-piercing rivets and also the number of cables.

Da die Steuereinheit für den Roboter eine Funktion zur Steuerung sowohl des Elektromotors als auch des Roboters hat, ist anzumerken, dass sich dazu eine Funktion zur Steuerung des elektrischen Antriebsmotors der Niet-Staucheinheit problemlos hinzufügen lässt, so dass die Funktion als die Steuereinheit für die Niet-Staucheinheit einfach von der Steuereinheit für den Roboter erhalten werden kann. Des weiteren kann eine Funktion zur Steuerung des Knickarmroboters entlang einer der Achsen desselben zur Steuerung des Antriebsmotors der Niet-Staucheinheit zur Verfügung stehen. Darüberhinaus ist in der offenbarten Ausführungsform die Niet-Staucheinheit für Niete selbststanzender Art auf einem Schaft an dem vorderen Ende des Arms 37 des Roboters 6 montiert. In diesem Falle lässt sich ein großer und schwerer elektrischer Antriebsmotor direkt an die Roboterachse montieren, um die Größe des vorderen Endteils des Roboters zu verringern. Alternativ dazu kann ein Antriebsmotor für eine der Achsen des Knickarmroboters zur Verfügung stehen, um für den elektrischen Antriebsmotor der Niet-Staucheinheit eingesetzt zu werden, so dass die Kupplungsvorrichtung 45 zur Kupplung der integrierten Steuereinheit 31 an der Niet-Staucheinheit 35 überflüssig würde und damit Größe und Gewicht einer Vorrichtung verringert werden könnte, und die Bewegung der Niet-Staucheinheit würde erleichtert, und ebenso würden die Beeinträchtigungen hinsichtlich des zu nietenden Werkstücks gemindert.Since the control unit for the robot has a function for controlling both the electric motor and the robot, it should be noted that a function for controlling the electric drive motor of the rivet upsetting unit can be easily added thereto, so that the function as the control unit for the rivet Compression unit can be easily obtained from the control unit for the robot. Furthermore, a function for controlling the articulated robot along one of its axes may be available for controlling the drive motor of the rivet upsetting unit. Moreover, in the disclosed embodiment, the rivet self-piercing type riveting unit is on a shaft at the front end of the arm 37 of the robot 6 assembled. In this case, a large and heavy electric drive motor can be mounted directly to the robot axis to reduce the size of the front end portion of the robot. Alternatively, a drive motor for one of the axes of the articulated robot may be available to be used for the electrical drive motor of the rivet compression unit, so that the coupling device 45 for coupling the integrated control unit 31 at the rivet upsetting unit 35 would be unnecessary and thus size and weight of a device could be reduced, and the movement of the rivet upsetting unit would be facilitated, and also the adverse effects on the workpiece to be riveted would be reduced.

Da wie oben beschrieben gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit für den Roboter, welche die Niet-Staucheinheit zu deren Positionierung bezüglich einer vorgegebenen Stelle auf einem zu nietenden Werkstück bewegt, oder die zweite Steuereinheit, mit einer anderen Steuereinheit für die Niet-Staucheinheit für selbststanzende Niete, oder der ersten Steuereinheit, zwecks Bildung einer einzigen integrierten Steuereinheit vereinigt wird, ist das Gehäuse für die erste Steuereinheit nicht mehr notwendig, und auch das Schnittstellenkabel zwischen der Steuereinheit für die Niet-Staucheinheit und der anderen Steuereinheit für den Roboter ist nicht erforderlich, obwohl beide für die herkömmliche Vorrichtung benötigt werden. Da zusätzlich zu der Integration der Steuereinheiten die Niet-Staucheinheit in den Roboter eingegliedert wird, ist überdies das Schnittstellenkabel, das von der Steuereinheit für die Niet-Staucheinheit zu eben der Niet-Staucheinheit verläuft, nicht länger notwendig, was bei der herkömmlichen Vorrichtung notwendig ist; und dies verringert eine mögliche Beeinträchtigung im Zusammenhang mit dem zu nietenden Werkstück und gewährleistet die Durchführung des Nietvorgangs an der gewünschten Stelle. Somit lassen sich die Gesamtgröße des Systems zum Setzen selbststanzender Niete, Kosten für dasselbe und die Größe der Niet-Staucheinheit verringern, und darüber hinaus kann die Anzahl der Schnittstellenkabel verringert werden.As described above, according to the present invention, the control unit for the robot, which moves the rivet jig for positioning with respect to a predetermined position on a workpiece to be riveted, or the second control unit, with another control unit for the self-piercing rivet punching unit , or the first control unit is combined to form a single integrated control unit, the housing for the first control unit is no longer necessary, and also the interface cable between the control unit for the rivet compression unit and the other control unit for the robot is not required, although both are needed for the conventional device. Moreover, since in addition to the integration of the control units, the rivet-upsetting unit is incorporated into the robot, the interface cable extending from the rivet-upsetting unit to the rivet-upsetting unit is no longer necessary, which is necessary in the conventional apparatus ; and this reduces any possible interference with the workpiece to be riveted and ensures the riveting operation at the desired location. Thus, the overall size of the system for setting self-piercing rivets, costs for the same and the size of the rivet upsetting unit can be reduced, and moreover, the number of interface cables can be reduced become.

Claims

System ( 30 ) for setting rivets of a self-piercing type, comprising: a rivet compression unit ( 35 ) for setting rivets of a self-piercing type, the aforementioned upsetting unit having a C-shaped frame ( 38 ), a counterholder ( 39 ), which is mounted at one end of said C-shaped frame, and a riveting punch ( 41 ) fixed at the other end thereof, means for movably holding said riveting punch, said means comprising an electric drive motor (10); 42 ) and a mechanism coupled to said motor for moving said riveting punch in a linear direction; a first control unit for controlling a riveting operation of said rivet upsetting unit; an articulated robot ( 6 ) for moving said rivet upsetting unit to position with respect to a predetermined location to be riveted to a workpiece; a second control unit for controlling an operation of said articulated robot; and a rivet feeder for automatically feeding rivets of a self-piercing type into the aforesaid rivet upsetting unit; wherein said first control unit also controls feeding of the rivets of the self-piercing type from the aforesaid riveting feeder; System for setting rivets of a self-piercing type, characterized in that the aforesaid first control unit forms a single integrated control unit ( 31 ) is incorporated in the aforementioned second control unit and said rivet upsetting unit is fully incorporated in the aforementioned articulated robot.

A system for setting rivets of a self-piercing type according to claim 1, wherein said C-shaped frame (FIG. 38 ) at a front end of an arm ( 37 ) of an electric articulated robot ( 6 ) is mounted.

A system for setting rivets of a self-piercing type according to claim 2, wherein said electric drive motor ( 42 ) fixed to the aforementioned front end of the robot arm ( 37 ) is mounted.

System for setting rivets of a self-piercing type according to one of the preceding claims, wherein the integrated control unit ( 31 ) has the function, a Nietdruckbelastung on the riveting punch ( 41 ) and to measure a deviation thereof to determine whether the measured value is within an appropriate range or not.

System for setting rivets of a self-piercing type according to one of the preceding claims, wherein the integrated control unit ( 31 ) has the function of measuring, before riveting, a length of a self-piercing type rivet and a thickness of a plate as a workpiece to be riveted.

System for setting rivets of a self-piercing type according to one of the preceding claims, wherein an interface cable ( 33 ) generated by the integrated control unit ( 31 ) to the articulated robot ( 6 ) runs.