DE102005012310B3

DE102005012310B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere Karosserieblech

Info

Publication number: DE102005012310B3
Application number: DE200510012310
Authority: DE
Inventors: Andreas Baglyas
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, das einen aufstehenden Flansch (2; 62) aufweist, mit mindestens einem Falzwerkzeug (9; 31, 32), das an einem frei programmierbaren Handhabungsgerät (30), insbesondere an einem Roboterarm, angebracht ist und ein erstes Falzrad (4; 37) mit einer ersten Falzfläche (6; 39) aufweist, die beim Falzen an dem Flansch (2; 62) zur Anlage kommt, wobei mindestens ein weiteres Falzwerkzeug (32) an dem frei programmierbaren Handhabungsgerät (30), insbesondere an dem Roboterarm, angebracht ist und wenigstens ein weiteres Falzrad (44) mit einer weiteren Falzfläche (46) aufweist, die in Bearbeitungsrichtung zu der ersten Falzfläche (39) benachbart und in einem Winkel so zu der ersten Falzfläche (39) geneigt ist, dass die beiden Falzflächen (39, 46) in einem Bearbeitungsschritt an dem Flansch (62) zur Anlage kommen, wenn die Vorrichtung mithilfe des Handhabungsgeräts (30) auf einer vorgegebenen Bahn an dem Flansch oder der Flansch an der Vorrichtung entlang bewegt wird. DOLLAR A Hierbei ist vorgesehen, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge (31, 32) zwischen einer Falzstellung, in der die Falzflächen (39, 46) des zugehörigen Falzrades (37, 44) an dem Flansch (62) zur Anlage kommen, und einer Ruhestellung schwenkbar ist, in der die Falzflächen (39, 46) des zugehörigen Falzrades von dem Flansch (62) beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentspruchs 6.

Eine derartige Vorrichtung bzw. Verfahren ist aus der DE 20 114 310 U1 bekannt.

Aus der deutschen Patentschrift DE 100 12 277 C1 ist eine Vorrichtung zum Falzen von Blech, insbesondere Karosserieblech, mit einem Falzwerkzeug bekannt, wobei ein Innenblech zumindest im Randbereich auf einem Außenblech liegt und das Außenblech einen aufstehenden Flansch aufweist, und wobei das Außenblech auf einem Falzbett angeordnet ist. Um ein schnelles, kostengünstiges und variables Falzen mit einer sehr hohen Maßgenauigkeit zu ermöglichen, ist das Falzwerkzeug an einem frei programmierbaren Handhabungsgerät angeordnet und weist wenigstens ein Falzrad und eine Gegenhalterolle auf, wobei das Falzrad an dem Flansch und die Gegenhalterolle an der von dem Flansch abgewandten Seite des Falzbetts angeordnet ist, und wobei das Falzwerkzeug eine Wechseleinrichtung für verschiedene Falzräder aufweist. Das bekannte Falzwerkzeug kann individuell für alle zu falzenden Bleche eingesetzt werden. Um verschiedene Konturen beziehungsweise Bleche falzen zu können, muss lediglich das Programm des Falzwerkzeugs entsprechend angepasst werden. Je nach Ausgestaltung der zu falzenden Bleche kann auch ein Kombi-Falzrad eingesetzt werden, das ein Vorfalzen und Fertigfalzen in einem Arbeitsschritt beziehungsweise ohne einen Wechsel des Falzrades ermöglicht. Aus der deutschen Patentschrift DE 100 12 274 C1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Abkantungen an den Randbereichen eines Blechs, insbesondere eines Blechs von Kraftfahrzeugen, bekannt, bei der ein Blech auf einem Formbett aufliegt. Der Randbereich des Blechs wird durch ein an einem dreidimensional beweglichen Bewegungsmittel angeordnetes Abkantglied hochgebogen. Zum allgemeinen Stand der Technik wird auf die DE 198 44 248 A1 , die DE 202 80 246 U1 sowie die DE 102 12 788 C1 verweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche die Falzbearbeitung beschleunigt werden kann.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Flansch in einem Bearbeitungsschritt nacheinander um zwei Biegewinkel umgebogen werden. Die beiden Biegewinkel können gleich oder unterschiedlich groß sein. Somit ist es möglich, mindestens eine Bahn bei der Falzbearbeitung einzusparen. Dadurch kann die Produktionszeit erheblich verkürzt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen der ersten und der weiteren Falzfläche zwischen 10 und 30 Grad beträgt. Bei größeren Neigungswinkeln besteht die Gefahr, dass der Flansch beim Umbiegen beschädigt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Falzräder jeweils um eine Drehachse drehbar so an dem jeweils zugehörigen Falzwerkzeug gelagert sind, dass die Drehachsen in einem Winkel zueinander geneigt sind. Ein erster Neigungswinkel ist vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, die sich senkrecht zu dem Blech beziehungsweise dem Flansch erstreckt. Ein weiterer Neigungswinkel kann in einer Ebene angeordnet sein, die sich parallel zu dem Blech beziehungsweise dem Flansch erstreckt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge zwischen mindestens zwei verschiedenen Falzstellungen schwenkbar ist, in denen die Falzfläche des zugehörigen Falzrades in unterschiedlichen Winkeln zu dem Flansch angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, mit einer Falzfläche verschiedene Biegewinkel zu erzeugen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Falzwerkzeuge in einer Falzwerkzeugeinrichtung zusammengefasst sind, die sowohl das erste Falzrad als auch das weitere Falzrad umfasst. Dadurch wird der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht. Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass mindestens zwei Falzräder an einem einzigen Handhabungsgerät, insbesondere an einem einzigen Roboterarm, angebracht sind.

Die Aufgabe ist auch bei einem Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge aus einer ersten Falzstellung in eine weitere Falzstellung verschwenkt wird, bevor die Vorrichtung beziehungsweise der Flansch auf einer weiteren Bahn an dem Flansch beziehungsweise der Vorrichtung entlang bewegt wird. Dadurch ist es möglich, den Flansch mit dem gleichen Werkzeug in einer nächsten Bahn um einen weiteren Biegewinkel umzubiegen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Falzwerkzeuge jeweils aus einer ersten Falzstellung in eine weitere Falzstellung verschwenkt werden, bevor die Vorrichtung beziehungsweise der Flansch auf einer weiteren Bahn an dem Flansch beziehungsweise der Vorrichtung entlang bewegt wird. Dadurch ist es möglich, den Flansch mit dem gleichen Werkzeug in einer nächsten Bahn um zwei weitere Biegewinkel umzubiegen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung zum Falzen eines Blechs, das einen aufstehenden Flansch aufweist, mit einem Falzwerkzeug, an dem ein Falzrad angebracht ist;
2 die Vorrichtung aus 1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen ersten Biegewinkel;
3 die Vorrichtung aus 1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen zweiten Biegewinkel;
4 die Vorrichtung aus 1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen dritten Biegewinkel;
5 den gleichen Zustand des Flanschs wie in 4, wobei das Umbiegen um den dritten Biegewinkel durch ein weiteres Falzwerkzeug erfolgt ist, an der ein weiteres Falzrad mit einer weiteren Falzfläche angebracht ist;
6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht und
7 die Vorrichtung aus 6 in einer Seitenansicht.
In 1 ist der Rand eines Blechs 1 schematisch dargestellt, das einen um 90 Grad nach oben abgewinkelten Flansch 2 aufweist. Oberhalb des Flanschs 2 ist ein Falzrad 4 angeordnet, das eine Falzfläche 6 aufweist. Das Falzrad 4 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kegelstumpfs von einem senkrechten Kreiskegel.
Das Falzrad 4 ist mit Hilfe einer Achse 8 drehbar an einem Werkzeug 9 gelagert, das wiederum an einem Roboterarm angebracht ist. Der Roboterarm wiederum gehört zu einem Roboter, mit Hilfe dessen das Falzrad 4 mit der Falzfläche 6 beliebig im Raum zu dem Flansch 2 positionierbar ist. Das Blech 1 liegt in einem (nicht dargestellten) Falzbett. Das Falzbett mit dem Blech 1 ist relativ zu dem Falzrad 4 bewegbar.
Zur Bearbeitung des Blechs 1 wird das Falzrad 4 mit Hilfe des Werkzeugs 9 beziehungsweise des Roboterarms oberhalb des Flanschs 2 positioniert. Dann wird das Falzrad 4 mit Hilfe des Roboterarms auf das Blech 1 zu bewegt, wobei der Flansch 2 des Blechs 1 mit Hilfe des Falzbetts an der Falzfläche 6 des Falzrades 4 entlang bewegt wird. Es ist auch möglich, das Falzrad 4 an dem Flansch 2 des Blechs 1 entlang zu bewegen.
Das Falzrad 4 ist durch die Achse 8 um eine Drehachse 10 drehbar an dem Falzwerkzeug 9 gelagert. Wenn der Flansch 2 an der Falzfläche 6 entlang bewegt wird, dann wird das Falzrad 4 in Drehung versetzt.
In 2 ist der Zustand dargestellt, den der Flansch 2 einnimmt, nachdem der Flansch 2 entlang einer ersten Bahn an der Falzfläche 6 des Falzrades 4 entlang bewegt worden ist.
In 3 ist ein Zustand dargestellt, in dem der Flansch 2 um einen weiteren Biegewinkel umgebogen worden ist. Zu diesem Zweck wird das Falzrad 4 mit Hilfe des Falzwerkzeugs 9 beziehungsweise mit Hilfe des Roboterarms um den entsprechenden Biegewinkel gekippt, wie man an der Stellung der Drehachse 10 des Falzrades 4 sieht.
In 4 wurde das Falzrad 4 um einen weiteren Biegewinkel geneigt, um den Flansch 2 des Blechs 1 vollständig umzubiegen, so dass er an dem Blech 1 anliegt. Um die in den 2 bis 4 dargestellten Biegezustände zu erreichen, muss der Flansch 2 jeweils um eine Bahn an dem Falzrad 4 entlang bewegt werden. Es ist auch möglich, das Falzrad 4 an dem Flansch 2 entlang zu bewegen. Beim Falzen mit nur einem Falzrad ergibt es sich, dass der Flansch zum Falzen zum Beispiel in drei oder vier Bahnen vorgestellt und in einem weiteren Schritt fertig gefalzt werden muss.
In 5 ist angedeutet, dass der in 4 dargestellte Bearbeitungsschritt auch mit einem weiteren Falzrad 14 durchgeführt werden kann, das eine Falzfläche 16 aufweist. Das Falzrad 14 ist mit Hilfe einer Achse 18 um eine Drehachse 20 drehbar an dem Falzwerkzeug 9 beziehungsweise dem gleichen Roboterarm angebracht, an dem auch das Falzrad 4 angebracht ist. Durch ein Falzwerkzeug mit zwei unterschiedlichen Falz rädern 4, 14, die in Bearbeitungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, können zwei Bearbeitungsschritte in einem Arbeitsgang erledigt werden. Dadurch kann, im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen, auch ein eventuell notwendiger Werkzeugwechsel gespart werden.
In 6 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch in der Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung ist am Ende eines Roboterarms 30 dargestellt, der frei im Raum bewegbar ist. An dem Roboterarm 30 sind zwei Falzwerkzeuge 31, 32 befestigt. An dem Falzwerkzeug 31 ist mit Hilfe einer Achse 35 ein Falzrad 37 drehbar gelagert. An dem Falzrad 37 ist eine Falzfläche 39 vorgesehen. Das Falzrad 37 mit der Falzfläche 39 hat die Gestalt eines Kegelstumpfs eines senkrechten Kreiszylinders, der sich von dem Falzwerkzeug 31 weg verjüngt. Das Falzrad 37 ist um eine Drehachse 41 drehbar.
An dem Falzwerkzeug 32 ist mit Hilfe einer Achse 42 ein Falzrad 44 drehbar gelagert. Das Falzrad 44 weist eine Falzfläche 46 auf, welche die Gestalt eines Kegelstumpfs eines senkrechten Kreiszylinders aufweist, der sich zu dem Falzwerkzeug 32 hin verjüngt. Vorzugsweise wird die Falzfläche bei diesem und bei den anderen Ausführungsbeispielen nicht von dem kompletten Kegelstumpf, sondern nur von der Kegelstumpfmantelfläche gebildet. Das Falzrad 44 ist um eine Drehachse 48 drehbar. Durch einen Abschnitt 50 eines Kreisbogens ist der Radius eines Werkstücks angedeutet. Bei dem Werkstück handelt es sich zum Beispiel um eine Motorhaube.
Die in 6 dargestellte Vorrichtung umfasst zwei Falzräder 37, 44, deren Drehachsen 41 und 48 in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind. Der spitze Winkel ist an den Radius des Kreisbogenabschnitts 50 des Werkstücks angepasst. Das Falzrad 37 dient dazu, einen an dem Werkstück ausgebildeten Flansch um einen ersten Biegewinkel umzubiegen. Dieser Vorgang wird auch als Ankippen bezeichnet. Das zweite Falzrad 44 dient dazu, den Flansch des Werkstücks um einen zweiten Biegewinkel umzubiegen, das heißt weiter anzukippen. Die beiden Biegevorgänge können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, das heißt, wenn der Flansch des Werkstücks auf einer Bahn an den beiden Falzrädern 37, 44 entlang bewegt wird.
In 7 ist die Vorrichtung aus 6 in der Seitenansicht dargestellt. In der Seitenansicht sieht man, dass die Drehachsen 41, 48 in unterschiedlichen Winkeln relativ zu einem Blech 61 geneigt sind, das einen Flansch 62 aufweist. An dem Flansch 62 liegt die Falzfläche 39 des Falzrades 37 an. Mit 64 ist der Flansch bezeichnet, nachdem die Falzfläche 46 des Falzrades 44 an dem Flansch zur Anlage gekommen ist. Aus einer Zusammenschau der 6 und 7 erkennt man, dass der Flansch 62 zunächst aus einer rechtwinklig abgewinkelten Stellung mit Hilfe des ersten Falzrades 37 um einen ersten Biegewinkel umgebogen wird. Anschließend wird der Flansch 62 mit Hilfe des in Bearbeitungsrichtung benachbart angeordneten Falzrades 44, das auch als zweites Falzrad bezeichnet wird, um einen weiteren Biegewinkel umgebogen, wie bei 64 angedeutet ist.

Claims

Vorrichtung zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, das einen aufstehenden Flansch (2; 62) aufweist, mit mindestens einem Falzwerkzeug (9; 31, 32), das an einem frei programmierbaren Handhabungsgerät (30), insbesondere an einem Roboterarm, angebracht ist und ein erstes Falzrad (4; 37) mit einer ersten Falzfläche (6; 39) aufweist, die beim Falzen an dem Flansch (2; 62) zur Anlage kommt, wobei mindestens ein weiteres Falzwerkzeug (32) an dem frei programmierbaren Handhabungsgerät (30), insbesondere an dem Roboterarm, angebracht ist und wenigstens ein weiteres Falzrad (44) mit einer weiteren Falzfläche (46) aufweist, die in Bearbeitungsrichtung zu der ersten Falzfläche (39) benachbart und in einem Winkel so zu der ersten Falzfläche (39) geneigt ist, dass die beiden Falzflächen (39, 46) in einem Bearbeitungsschritt an dem Flansch (62) zur Anlage kommen, wenn die Vorrichtung mit Hilfe des Handhabungsgeräts (30) auf einer vorgegebenen Bahn an dem Flansch oder der Flansch an der Vorrichtung entlang bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge (31, 32) zwischen einer Falzstellung, in der die Falzfläche (39, 46) des zugehörigen Falzrades (37, 44) an dem Flansch (62) zur Anlage kommen, und einer Ruhestellung schwenkbar ist, in der die Falzfläche (39, 46) des zugehörigen Falzrades von dem Flansch (62) beabstandet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen der ersten und der weiteren Falzfläche (39, 46) zwischen 10 und 30 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzräder (37, 44) jeweils um eine Drehachse (41, 48) drehbar so an dem jeweils zugehörigen Falzwerkzeug (31, 32) gelagert sind, dass die Drehachsen (41, 48) in einem Winkel zueinander geneigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge (31, 32) zwischen mindestens zwei verschiedenen Falzstellungen schwenkbar ist, in denen die Falzfläche (39, 46) des zugehörigen Falzrades in unterschiedlichen Winkeln zu dem Flansch (62) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Falzwerkzeuge (31, 32) in einer Falzwerkzeugeinrichtung zusammengefasst sind, die sowohl das erste Falzrad als auch das weitere Falzrad aufweist.
Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere von Karosserieblech, das einen aufstehenden Flansch (62) aufweist, mit einem Falzwerkzeug (31, 32), das an einem frei programmierbaren Handhabungsgerät (30), insbesondere an einem Roboterarm, angebracht ist und ein erstes Falzrad (37) mit einer ersten Falzfläche (39) aufweist, die beim Falzen an dem Flansch (62) zur Anlage kommt, wobei das Falzrad (37) mit Hilfe des Handhabungsgeräts (30) auf einer vorgegebenen Bahn an dem Flansch (62) oder der Flansch (62) an dem Falzrad (37) entlang bewegt wird, wobei eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Hilfe des Handhabungsgeräts (30) oder der Flansch (62) so auf der vorgegebenen Bahn bewegt wird, dass der Flansch (62) zunächst durch die erste Falzfläche (39) an dem ersten Falzrad (37) um einen ersten Biegewinkel und dann (64) durch die weitere Falzfläche (46) an dem weiteren Falzrad (44) um einen weiteren Biegewinkel umgebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge (31, 32) aus der Falzstellung in die Ruhestellung verschwenkt wird, bevor die Vorrichtung beziehungsweise der Flansch (62) auf einer weiteren Bahn an dem Flansch (62) beziehungsweise der Vorrichtung entlang bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Falzwerkzeuge (31, 32) aus einer ersten Falzstellung in eine weitere Falzstellung verschwenkt wird, bevor die Vorrichtung beziehungsweise der Flansch auf einer weiteren Bahn an dem Flansch beziehungsweise der Vorrichtung entlang bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Falzwerkzeuge (31, 32) jeweils aus einer ersten Falzstellung in eine weitere Falzstellung verschwenkt werden, bevor die Vorrichtung beziehungsweise der Flansch auf einer weiteren Bahn an dem Flansch beziehungsweise der Vorrichtung entlang bewegt wird.