JP4216505B2 - リベット締結又は孔打ち抜きのための方法及び該方法を実行するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リベット締結又は孔打ち抜きのための方法、及び該方法を実行するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔打ち抜き−リベット結合を形成するための方法、及び孔打ち抜き−リベット締結のための接合装置は、ＤＥ １９７ ３１ ２２２ Ａｌにより知られている。リベットが締結されるとき又は孔打ち抜き中に生じる加工物への大きな力は、反力によって補償されなければならない。このことは、通常、好適にはほぼＣ形状を有し、それゆえに通常はＣブラケットとも称される反力構造体上に加工物を支持することによって達成される。
【０００３】
リベットの正確な締結又は精密な孔打ち抜きのためには、リベット又はダイが加工物にどれくらい深く貫入されたかを知ることが重要である。この問題は、特に、大きな加工物が処理され、反力構造体（Ｃブラケット）が非常に大きい場合に起こる。実際には、Ｃブラケットのアームの長さは、１．５メートルまで存在する。反力構造体の変形は、特に、加工物に作用する大きな力によって生じ、そのため、実際の孔打ち抜きの深さ又はリベット頭部突出量が不正確にしか判断されない。この問題は、短いリベット、硬い材料、及び大きな加工物が使用される場合に特に顕著である。反力構造体の変形により、孔打ち抜きの深さ又はリベット頭部突出量についてかなりの不正確さが結果として生じる。
現在まで、反力構造体を可能な限り大きく、かつ曲げに耐えるように構成するのが通例であった。変形を許容可能な範囲内に保つために、反力ブラケットの構成にかなりの経費と費用が必要であった。反力ブラケットのあらゆる変形の補正は、欠陥が経験的に検知された後に、手作業で行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、既述の欠点を克服し、リベット締結又は孔打ち抜き工程を特に正確に実行させるリベット締結又は孔打ち抜きのための方法を開示し、加えて該方法を実行するための装置を開示することにある。
この目的は、本発明において、方法に関する特許請求の範囲の独立項による特徴を備えた方法、及び装置に関する特許請求の範囲の独立項による特徴を備えた装置により、達成される。個々に或いは組み合せて発生し得る、特別な形態及び更なる展開が、特許請求の範囲の従属項それぞれの主題となる。
【０００５】
本発明による反力ブラケットを備えるリベット締結又は孔打ち抜きのための方法において、リベット締結又は孔打ち抜き工程中の反力構造体の変形は、監視ユニットによって検知され、リベット締結又は孔打ち抜き工程中の移動軌跡は、曲げの関数として修正される。反力構造体の変形は、孔打ち抜き又は締結する力、使用される材料、使用されるリベット、及び異なった力が生じる際の材料又は形状に特有の他のパラメータによって変わる可能性があり、その検知により、あらゆる作動状況への柔軟な適応が可能となる。リベット頭部の位置は、曲げの関数としてリベット締結又は孔打ち抜き工程中の移動軌跡を修正することにより正確に達成される。反力構造体の変形によるリベット締結又は孔打ち抜き工程中の不正確さは、ある限度内で補正される。この方法の有利な結果として、低い剛性とより高い変形性を有する反力構造体を用いることができ、それゆえ、該圧力構造体がより簡単に構成され、生産コストを節約することができる。
【０００６】
典型的には、締結機は、ダイプレート、ピックアップ装置、及び、ダイプレートとピックアップ装置の間に配置された加工物を直接的又は間接的に押す、ピックアップ装置に案内されたダイを有する。ピックアップ装置が加工物に接触する時、ピックアップ装置とダイの間の相対的移動からリベット締結の深さを求めることができる。しかしながら、この欠点は、ダイとピックアップ装置の間の相対的移動を検知するために必要とされるケーブル管が、長時間の作動にわたるピックアップ装置とダイ双方の一定の移動によって損なわれ、摩耗現象に曝されることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による方法の好適な形態において、ピックアップ装置と反力構造体の間の相対的移動が第１センサによって検知され、ピックアップ装置とダイの間、及び、ダイと反力構造の間の相対的移動が第２センサによって検知され、リベット締結又は孔打ち抜きの深さは、２つの測定値により調整される。２つのセンサは、経路センサとして、特にデジタル式のステップ計数器として構成されるのが好ましい。ここでは、ピックアップ装置とダイの間の相対的移動が検知されるだけではなく、加えて反力構造体の変形によるピックアップ装置の移動もまた検知されることが重要である。
【０００８】
本方法のさらなる有利な展開によると、ダイプレート又は加工物上のダイ及びピックアップ装置の設定位置が、ダイを駆動する力の測定によって検知される。ダイ（及びピックアップ装置？）を設定したときに規定した力で基準位置を測定することによって、較正が簡単な方法で行われる。力の測定はハウジングを経由して行われ、それゆえ、ダイ及び据付クランプによって加えられる力が一緒に測定される。この情報によって、リベット締結又は孔打ち抜きの実際の深さ及び同じくリベット締結の長さを正確に求めることができる。これらの基準測定を、加工物の厚さを正確かつ速く判断するために用いることもまた可能である。最も深い地点でのダイとピックアップ装置の間の相対的移動は、押し下げる深さ又はリベット頭部突出量に正確に対応している。
特に好適な実施の形態における本発明による方法は、望まれる孔打ち抜きの深さ又は望まれるリベット頭部突出量に基づいた加工物の方へのダイの経路の所定の移動が、リベット締結又は孔打ち抜き工程中に第１センサによって測定される反力構造体とピックアップ装置の間の相対的移動によって延長されるという効果を有する。処理される材料の異なる硬さにより、しかし、さらにまた異なる温度等により、リベット締結又は孔打ち抜き中に生じる力は異なり、経験的に正確に求めることができない反力構造体の変形につながる。それにもかかわらず、反力構造体の変形に正確に対応する第１センサによって測定された相対的移動に基づく本発明による補正によって、一定のリベット締結又は孔打ち抜きの深さを、達成することができる。
【０００９】
しかしながら、加えて、反力構造体の変形の測定はまた、更なる貴重な情報、つまり、例えば、処理される材料の品質、反力構造体の状態、実行される処理それ自体の品質などについての情報も提供することができる。これは、本発明の別の実質的な利点である。
特に上記の方法を実行するための本発明によるリベット締結又は孔打ち抜き装置は、ピックアップ装置、及びピックアップ装置によって案内されるダイを有し、各々の場合においてダイプレート又は加工物の方へ移動することができ、反力構造体、特にＣ形状の反力ブラケットを介してダイプレートと互いに接続されている。その中には、ピックアップ装置と反力構造体の間の相対的移動を測定する第１センサが設けられ、さらに、ピックアップ装置とダイの間、或いはダイと反力構造の間の相対的移動を測定する第２センサが設けられ、ダイプレート又は加工物に対しダイの実際の位置の正確な検知が可能である。目標位置からの偏差は移動の軌跡の間に調整することによって初めて修正することができ、もはや経験的な観察に基づいて手作業で入力する必要はない。
【００１０】
第１経路記録器は線形の経路記録器であることが好ましく、又、例えばある種の定規でストローク形状のマーキングを計数するデジタル式計数器であることが好ましい。これによって、監視ユニットにおいて速く正確な信号処理が可能になる。
本発明の更なる特別の形態及び利点については、リベット締結機を用いて、添付図面を参照して説明する。図は、本発明の特別な実証例であるが、これに制限されることを意図するものではない。本発明を、ダイが外部のガイド、例えば、据付クランプ又はピックアップ装置などに案内された孔打ち抜き機械及び同様の装置においても使用することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図は、加工物６を取り囲むＣ形ブラケットの形態の反力構造体９を備えるリベット締結装置８を示す。加工物６は、ダイプレート５の上に支持される。ピックアップ装置４は、駆動ユニット１０により駆動されるダイ３によって加工物６内に打ち込まれるリベットを拾い上げる。第１センサ１は、ピックアップ装置４と反力構造体９の間の相対的移動を測定する。このセンサは、ピックアップ装置４と同じ動きをする一種の定規、及び、反力構造体９に固定され、通り過ぎた定規のマーキングを数える計数器からなる線状の経路記録器であることが好ましい。第２センサ２は、反力構造体９とダイ３の間の相対的移動を測定する。この種のセンサは、それ自体が知られており、通常はダイ３の駆動ユニット１０に組み込まれている。例えば、それらは、スピンドル駆動を有するステップ計数器である。第１センサ１及び第２センサ２は、監視ユニット７に接続され、それにより、ダイ３及びピックアップ装置４による力が加工物に作用している間の反力構造体９の曲げを検知することができる。このように検知された反力構造体９の曲げを知ることによって、ダイ３の移動を、リベットの一定の突出量の深さが常に保証されるように調整することができる。この修正により、反力ブラケット９を、できるだけより軽く、小さく、又、経済的に構成することができる。
【００１２】
リベット締結又は孔打ち抜き工程中の反力構造体９の変形が、監視ユニット７によって検知され、また、リベット締結又は孔打ち抜き工程中の移動の軌跡が曲げの関数として修正されるリベット締結又は孔打ち抜きのための方法は、締結する深さ又はリベット頭部突出量の特にすぐれた再現性を保証し、作業工程の付加的な情報を得るために特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したリベット締結装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 第１センサ
２ 第２センサ
３ ダイ
４ ピックアップ装置
５ ダイプレート
６ 加工物
７ 監視ユニット
８ リベット装置
９ 反力構造体

Claims (5)

1. 孔打ち抜き−リベット締結動作中に加工物に常時接触するように構成されたピックアップ装置（４）と、
   前記ピックアップ装置（４）によって案内され駆動ユニットによって駆動される雄型ダイ（３）と
   を有し、
   前記ピックアップ装置（４）と前記雄型ダイ（３）の双方が雌型ダイ（５）の方へ移動可能なように反力構造体（９）によって支持されており、前記ピックアップ装置（４）と前記雄型ダイ（３）とは前記反力構造体（９）を介して前記雌型ダイ（５）に接続されており、前記雄型ダイ（３）と前記雌型ダイ（５）との間に加工物（６）が配置されるようになったリベット締結又は孔打ち抜き装置（８）を用いて、孔打ち抜き−リベット締結を行なう方法であって、
   前記反力構造体（９）と前記ピックアップ装置（４）との間の相対的移動が第1センサ（１）によって測定され、前記雄型ダイ（３）と前記反力構造体（９）の間の相対的移動が第２センサ（２）によって測定され、第１センサ（１）の測定値によって表される孔打ち抜き−リベット締結動作中に前記反力構造体（９）に生じる変形を考慮して前記第２センサ（２）の測定値を監視しながら前記駆動ユニットによる前記雄型ダイ（３）の移動量を制御することにより、リベットの打ち込み深さ及びリベット頭部の突出量が調整されることを特徴とする方法。
2. 較正のために、前記雌型ダイ（５）又は前記加工物（６）の上での前記ピックアップ装置（４）及び前記雄型ダイの設定位置が力の測定によって検知され、前記２つのセンサ（１及び２）の前記測定値が予め規定された力における基準値として記録されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 望まれる孔打ち抜きの深さ又は望まれるリベット頭部突出量に基づいた前記雄型ダイ（３）の移動経路が、リベット締結又は孔打ち抜き工程中に前記第１センサ（１）によって測定された前記反力構造体（９）と前記ピックアップ装置（４）の間の相対的移動によって、前記加工物（６）の方へ延長されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記反力構造体（９）の測定された変形が、前記反力構造体の状態、前記加工物、前記リベット及び前記ダイプレートの性質、及び／又は実行された工程の品質に対する品質信号として記録されることを特徴とする前記請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 孔打ち抜き−リベット締結動作中に加工物に常時接触するように構成されたピックアップ装置（４）と、前記ピックアップ装置（４）によって案内される雄型ダイ（３）とを有し、前記ピックアップ装置（４）と前記雄型ダイ（３）の双方が雌型ダイ（５）の方へ移動可能であり、前記ピックアップ装置（４）と前記雄型ダイ（３）とはほぼＣ形状の反力ブラケット（９）として構成される反力構造体（９）を介して前記雌型ダイ（５）と互いに接続され、前記雄型ダイ（３）と前記雌型ダイ（５）との間に加工物（６）が配置されるようになった孔打ち抜き−リベット締結装置（８）であって、
   前記ピックアップ装置（４）と前記反力構造体（９）の間の相対的移動を計測する第１センサ（１）、及び、前記雄型ダイ（３）と前記反力構造体（９）の間の相対的移動を計測する第２センサ（２）が設けられ、
   前記第１センサ（１）および前記第２センサ（２）の測定値が供給され、前記第１センサ（１）の測定値から前記反力構造体（９）の変形を計算し記録し、該第１センサ（１）の測定値によって表される前記反力構造体（９）に生じる変形を考慮して前記第２センサ（２）の測定値を監視しながら前記駆動ユニットによる前記雄型ダイ（３）のための駆動ユニットの作動を制御することにより、リベットの打ち込み深さ及びリベット頭部の突出量を調整する監視ユニット（７）が設けられている
   ことを特徴とする孔打ち抜き−リベット締結装置（８）。

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