DE102005012310B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere Karosserieblech - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Falzen von Blech, insbesondere Karosserieblech Download PDFInfo
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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 PatentschriftDE 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 dieDE 198 44 248 A1 , dieDE 202 80 246 U1 sowie dieDE 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 aus1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen ersten Biegewinkel; -
3 die Vorrichtung aus1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen zweiten Biegewinkel; -
4 die Vorrichtung aus1 nach dem Umbiegen des Flanschs um einen dritten Biegewinkel; -
5 den gleichen Zustand des Flanschs wie in4 , 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 aus6 in einer Seitenansicht. - In
1 ist der Rand eines Blechs1 schematisch dargestellt, das einen um 90 Grad nach oben abgewinkelten Flansch2 aufweist. Oberhalb des Flanschs2 ist ein Falzrad4 angeordnet, das eine Falzfläche6 aufweist. Das Falzrad4 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kegelstumpfs von einem senkrechten Kreiskegel. - Das Falzrad
4 ist mit Hilfe einer Achse8 drehbar an einem Werkzeug9 gelagert, das wiederum an einem Roboterarm angebracht ist. Der Roboterarm wiederum gehört zu einem Roboter, mit Hilfe dessen das Falzrad4 mit der Falzfläche6 beliebig im Raum zu dem Flansch2 positionierbar ist. Das Blech1 liegt in einem (nicht dargestellten) Falzbett. Das Falzbett mit dem Blech1 ist relativ zu dem Falzrad4 bewegbar. - Zur Bearbeitung des Blechs
1 wird das Falzrad4 mit Hilfe des Werkzeugs9 beziehungsweise des Roboterarms oberhalb des Flanschs2 positioniert. Dann wird das Falzrad4 mit Hilfe des Roboterarms auf das Blech1 zu bewegt, wobei der Flansch2 des Blechs1 mit Hilfe des Falzbetts an der Falzfläche6 des Falzrades4 entlang bewegt wird. Es ist auch möglich, das Falzrad4 an dem Flansch2 des Blechs1 entlang zu bewegen. - Das Falzrad
4 ist durch die Achse8 um eine Drehachse10 drehbar an dem Falzwerkzeug9 gelagert. Wenn der Flansch2 an der Falzfläche6 entlang bewegt wird, dann wird das Falzrad4 in Drehung versetzt. - In
2 ist der Zustand dargestellt, den der Flansch2 einnimmt, nachdem der Flansch2 entlang einer ersten Bahn an der Falzfläche6 des Falzrades4 entlang bewegt worden ist. - In
3 ist ein Zustand dargestellt, in dem der Flansch2 um einen weiteren Biegewinkel umgebogen worden ist. Zu diesem Zweck wird das Falzrad4 mit Hilfe des Falzwerkzeugs9 beziehungsweise mit Hilfe des Roboterarms um den entsprechenden Biegewinkel gekippt, wie man an der Stellung der Drehachse10 des Falzrades4 sieht. - In
4 wurde das Falzrad4 um einen weiteren Biegewinkel geneigt, um den Flansch2 des Blechs1 vollständig umzubiegen, so dass er an dem Blech1 anliegt. Um die in den2 bis4 dargestellten Biegezustände zu erreichen, muss der Flansch2 jeweils um eine Bahn an dem Falzrad4 entlang bewegt werden. Es ist auch möglich, das Falzrad4 an dem Flansch2 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 in4 dargestellte Bearbeitungsschritt auch mit einem weiteren Falzrad14 durchgeführt werden kann, das eine Falzfläche16 aufweist. Das Falzrad14 ist mit Hilfe einer Achse18 um eine Drehachse20 drehbar an dem Falzwerkzeug9 beziehungsweise dem gleichen Roboterarm angebracht, an dem auch das Falzrad4 angebracht ist. Durch ein Falzwerkzeug mit zwei unterschiedlichen Falz rädern4 ,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 Roboterarms30 dargestellt, der frei im Raum bewegbar ist. An dem Roboterarm30 sind zwei Falzwerkzeuge31 ,32 befestigt. An dem Falzwerkzeug31 ist mit Hilfe einer Achse35 ein Falzrad37 drehbar gelagert. An dem Falzrad37 ist eine Falzfläche39 vorgesehen. Das Falzrad37 mit der Falzfläche39 hat die Gestalt eines Kegelstumpfs eines senkrechten Kreiszylinders, der sich von dem Falzwerkzeug31 weg verjüngt. Das Falzrad37 ist um eine Drehachse41 drehbar. - An dem Falzwerkzeug
32 ist mit Hilfe einer Achse42 ein Falzrad44 drehbar gelagert. Das Falzrad44 weist eine Falzfläche46 auf, welche die Gestalt eines Kegelstumpfs eines senkrechten Kreiszylinders aufweist, der sich zu dem Falzwerkzeug32 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 Falzrad44 ist um eine Drehachse48 drehbar. Durch einen Abschnitt50 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 Falzräder37 ,44 , deren Drehachsen41 und48 in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind. Der spitze Winkel ist an den Radius des Kreisbogenabschnitts50 des Werkstücks angepasst. Das Falzrad37 dient dazu, einen an dem Werkstück ausgebildeten Flansch um einen ersten Biegewinkel umzubiegen. Dieser Vorgang wird auch als Ankippen bezeichnet. Das zweite Falzrad44 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 Falzrädern37 ,44 entlang bewegt wird. - In
7 ist die Vorrichtung aus6 in der Seitenansicht dargestellt. In der Seitenansicht sieht man, dass die Drehachsen41 ,48 in unterschiedlichen Winkeln relativ zu einem Blech61 geneigt sind, das einen Flansch62 aufweist. An dem Flansch62 liegt die Falzfläche39 des Falzrades37 an. Mit64 ist der Flansch bezeichnet, nachdem die Falzfläche46 des Falzrades44 an dem Flansch zur Anlage gekommen ist. Aus einer Zusammenschau der6 und7 erkennt man, dass der Flansch62 zunächst aus einer rechtwinklig abgewinkelten Stellung mit Hilfe des ersten Falzrades37 um einen ersten Biegewinkel umgebogen wird. Anschließend wird der Flansch62 mit Hilfe des in Bearbeitungsrichtung benachbart angeordneten Falzrades44 , das auch als zweites Falzrad bezeichnet wird, um einen weiteren Biegewinkel umgebogen, wie bei64 angedeutet ist.
Claims (8)
- 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.
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