DE20114310U1

DE20114310U1 - Falzeinrichtung für Roboter

Info

Publication number: DE20114310U1
Application number: DE20114310U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2011-09-01

Description

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ABl DE-G-201 14 310.0

BESCHREIBUNG

Falzeinrichtung für Roboter 5

Die Erfindung betrifft eine Falzeinrichtung für Roboter mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Falzeinrichtung ist aus der DE-299 14 967 U bekannt. Die Falzeinrichtung besteht aus einem mit der Roboterhand über einen geeigneten Anschluss verbundenen Falzwerkzeug, welches ein Gestell mit einer frei drehbaren Bördelrolle aufweist, die zum Falzen eines hochstehenden Flansches am Werkstück dient. Das Werkstück ist auf einer Unterlage, z.B. einem in der Form angepassten Bördelbett oder Falzbett angeordnet. Die zum Bördeln oder Falzen des Werkstückflansches erforderliche Druckkraft wird vom Roboter aufgebracht. Die bekannte Falzeinrichtung eignet sich für einfachere Falzaufgaben, bei denen der Werkstückflansch um ca. 90° gebogen wird. Für größere Biegewinkel von z.B. 180° ist sie nicht konzipiert.

Zum Falzen von Flanschen um ca. 180° ist eine stationäre Falzeinrichtung aus der DE-A 196 20 267 bekannt. Sie arbeitet mit mehreren angetriebenen Schiebern, die in mehreren Schritten abwechselnd bewegt werden. Hierbei werden z.B. die Ränder eines Dachausschnittes von Schiebedächern von Kfz-Karosserien um umstehende Flansche eines Verstärkungsrahmens gefalzt. Die stationäre Anlagentechnik lässt sich auf Roboter nicht übertragen.

Die JP-08197149A befasst sich mit einer Spanneinrichtung zum Festhalten von Blechen, die gebördelt werden sollen. Diese Spanneinrichtung ist stationär am Maschinenbett angeordnet und wird in eine weitere zurückgeschwenkte Rückzugsposition gebracht, wenn die Roboterhand mit der

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Falzrolle in die Nähe kommt. Die Falzrolle drückt das Blech gegen das Maschinenbett und stützt sich partiell ebenfalls am Maschinenbett ab.

Eine ähnliche Spanneinrichtung in der Art eines sogenannten Spannklaviers ist auch aus der JP-06297046A bekannt. Die Spanneinrichtung ist hier ebenfalls stationär am Maschinenbett angeordnet und wird lediglich vom Roboter über einen Mitnehmer betätigt, wobei sie zur Durchführung der Falzoperation jeweils in die Ruhestellung zurück geschwenkt wird.

Die JP-06210358A zeigt eine Spanneinrichtung, die nur maximal ein 90° Falzen mit dem Roboter zeigt. Hierbei sollen zwei Rollen gemeinsam und gleichzeitig auf den gleichen Flansch einwirken und diesen durch eine entsprechende Fahrbewegung der Roboterhand umbiegen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Falzeinrichtung für Roboter mit einem größeren Einsatzbereich aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die erfindungsgemäße Falzeinrichtung hat den Vorteil, dass sie sich dank der Spanneinrichtung und der Formeinrichtung für unterschiedlichste Falzaufgaben einsetzen lässt. Mit der Spanneinrichtung können die zu bearbeitenden Werkstückbereiche festgehalten und in der gewünschten Position fixiert werden, wobei mit der Formeinrichtung die jeweils gewünschte Falzbiegung erzeugt wird. Die Form- und Falzkräfte werden vorzugsweise durch eine entsprechende Anstellkraft vom Roboter aufgebracht. Die Spannkräfte können am Falzwerkzeug selbst durch einen entsprechenden Antrieb erzeugt werden. Die Spann- und Formeinrichtungen sind zumindest mit Teilen ihrer Spann- und Formelemente relativ beweglich zueinander am Gestell des Falzwerkzeugs gelagert und angetrieben.

Zur Erzeugung größerer Falzwinkel kann die Falzeinrichtung aus mehreren austauschbaren Falzwerkzeugen mit entsprechender Gestaltung der Form- und Spanneinrichtung gebildet werden, wobei die Werkzeuge von Robotern nach Erfüllung der einzelnen Falzteilaufgaben selbsttätig gewechselt werden.

Die erfindungsgemäße Falzeinrichtung bzw. die einzelnen Falzwerkzeuge sind durch entsprechende Gestaltung der Spann- und Formelemente in der Lage, auch kompliziertere räumliche Verläufe des Falzes am Werkstück zu bearbeiten. Hierfür ist es günstig, wenn die Spann- und Formelemente im gleichen Bereich und in etwa punktuell am Falz angreifen.

Zur Erzielung der erforderlichen Spannkräfte und ggf. auch Formkräfte ist es günstig, das Falzwerkzeug als Falzzange mit mindestens zwei Zangenarmen und einem Zangenantrieb auszubilden, der vorzugsweise in Schließstellung der Zange selbsthemmend oder selbstverriegelnd ist und damit hohe

- 3 Gegenkräfte aufnehmen und abstützen kann.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. 5

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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1: eine Roboterfalzstation mit einem Roboter,

einer vom Roboter mitgeführten Roboterfalzeinrichtung und einem Werkstück,

Figur 2: ein Falzwerkzeug der

Roboterfalzeinrichtung in Seitenansicht und Öffnungsstellung,

Figur 3: eine Seitenansicht des Falzwerkzeugs von Figur 2 in Schließstellung und

Figur 4 bis 7: weitere Varianten des Falzwerkzeugs von

Figur 2 und 3 mit unterschiedlicher Formgebung und jeweils in Schließstellung. 20

Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Roboterfalzstation (1) mit einem mehrachsigen Roboter (2), der z.B. als sechsachsiger Gelenkarmroboter ausgebildet ist. Er trägt an seiner Roboterhand (3) eine Roboterfalzeinrichtung (11) und bearbeitet damit ein z.B. zweiteiliges Werkstück (4,5), welches auf einer Werkstückaufnahme (9), hier einem an die Werkstückform angepassten Falzbett angeordnet ist. Das Werkstück (4,5) wird durch Niederhalter (10) Spanner oder dgl. in der Bearbeitungsstellung auf dem Falzbett (9) gehalten.

Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Werkstück (4) um ein Dachteil einer Kraftfahrzeugrohkarosserie mit einem Dachausschnitt für . ein Schiebedach. Das Dachteil (4) wird durch das zweite Werkstück in Form eines Verstärkungsrahmens stabilisiert.

Beide Werkstücke (4,5) haben dabei randseitig vom Falzbett parallel hochstehende und aneinander liegende Werkstückflansche (6,7). Der außenliegende Werkstückflansch (6) des Dachteils ist hierbei länger als der Werkstückflansch (7) des Verstärkungsrahmens (5) und bildet den Falz (8), der im gezeigten Ausführungsbeispiel in mehreren Biegeschritten um 180° umgebogen werden soll. Figur 2 bis 7 zeigen diese Werkstückgeometrie und die einzelnen Biegeschritte für den überstehenden Falz (8) im Einzelnen.

Die Roboterfalzeinrichtung (11) ist für die vorbeschriebene umfangreiche Falzaufgabe mehrteilig ausgebildet und besteht aus mehreren Falzwerkzeugen (12,13,14,15,16), die vom Roboter automatisch bei Bedarf gewechselt werden. Die Falzwerkzeuge sind in Figur 2 bis näher dargestellt.

Die Falzwerkzeuge (12,13,14,15,16) sind in der Grundform ähnlich aufgebaut. Sie besitzen jeweils eine Formeinrichtung (21) mit mindestens einem geeigneten Formelement (33), welches in den gezeigten Ausführungsformen jeweils als drehbar gelagerte Formrolle ausgebildet ist. Die Formrolle (33) wirkt auf den Falz (8) ein und biegt ihn um den gewünschten Winkel.

Alternativ können auch mehrere Formelemente (33) in Bearbeitungsrichtung bzw. Längserstreckung des Falzes oder der Bearbeitungsbahn hintereinander angeordnet sein und dabei verschiedene Biegewinkel in einem Durchgang nacheinander am Falz (8) erzeugen. Diese Anordnung ist für einfachere Falzgeometrien ohne starke Krümmungen geeignet.

Die Falzwerkzeuge (12,13,14,15,16) besitzen ferner eine mitgeführte Spanneinrichtung (20) mit jeweils ein oder mehreren Spannelementen (28,30,31). Die Spanneinrichtung (20) und die Formeinrichtung (21) sind dabei relativ

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beweglich zueinander an einem gemeinsamen Gestell (17) gelagert und werden durch einen Antrieb (26) in der Relativbewegung angetrieben. Die Zustellbewegung des Falzwerkzeugs (12,13,14,15,16) gegenüber dem oder den Werkstücken (4,5) wird vom Roboter (2) aufgeführt. Der Roboter (2) erzeugt auch die zu Biegen des Falzes (8) erforderlichen Andrückkräfte, die über das Formelement (33) eingeleitet werden.

in der bevorzugten Ausführungsform ist das Falzwerkzeug (12,13,14,15,16) als Falzzange (22) mit zwei Zangenarmen (23,24) ausgebildet, die gelenkig aneinander gelagert sind und von einem Zangenantrieb (26) betätigt werden. Die Falzzange (22) ist an einem Gestell (17) angeordnet, welches einen Anschluss (18) für die Roboterhand (3) und einen Ausleger (19) für die gelenkige Lagerung des Zangenantriebs (26) aufweist. Der Anschluss (18) ist vorzugsweise als Teil einer automatischen Wechselkupplung ausgebildet, die es dem Roboter (2) ermöglicht, die einzelnen Falzwerkzeuge (12,13,14,15,16) bei Bedarf selbsttätig zu tauschen. Hierfür ist ein entsprechendes Magazin vorgesehen (nicht dargestellt).

Die Falzzange (22) besitzt jeweils einen stationär am Gestell (17) angeordneten Zangenarm (23), der sich quer zum Anschluss (18) und längs der üblichen Drehachse VI, d.h. der Abtriebsachse (42) der Roboterhand (3) erstreckt. Der bewegliche Zangenarm (24) ist im Wesentlichen parallel zum stationären Zangenarm (23) ausgerichtet. Die länglichen und vom Gestell (17) abstehenden Zangenarme (23,24) sind entsprechend der Zugänglichkeit der Bearbeitungsstelle an dem oder den Werkstücken (4,5) gestaltet und geformt. Durch diese Formgebung werden die vom Roboter ausgeübten Zustell- und Falzkräfte in Richtung der Abtriebsachse (42) bzw. in Längsrichtung der Zangenarme (23,24) aufgebracht.

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Der bewegliche Zangenarm (24) ist drehbar über ein Schwenklager (25) am stationären Zangenarm (23) gelagert. Die Lagerstelle kann bei einer anderen Zangengeometrie alternativ auch am Gestell (17) an geeigneter Stelle angeordnet sein. Bei der gezeigten Ausführungsform befindet sich das Schwenklager (25) mit etwas Abstand unterhalb des rückwärtigen Endes (34) des beweglichen Zangenarms (24). Der Zangenarm (24) kann ansonsten am vorderen Ende (35) eine nach außen gerichtete Abkröpfung

(36) aufweisen, um Platz für ein am vorderen Ende (35) angeordnetes Spannelement (30) zu schaffen. Der stationäre Zangenarm (23) kann bei einzelnen Ausführungsformen, z.B. der Falzwerkzeuge (14,15) von Figur 5 und 6 ebenfalls eine Abkröpfung (36) am vorderen Ende (35) aufweisen. Die beiden Abkröpfungen (36) sind dabei vorzugsweise parallel ausgerichtet.

Der Zangenantrieb (26) ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als steuerbarer pneumatischer oder hydraulischer Zylinder mit Proportionalventilen ausgebildet. Er ist schwenkbar am Ausleger (19) gelagert und wirkt mit seiner Kolbenstange mittels einer zwischengeschalteten Übersetzung (27) auf den beweglichen Zangenarm (24) ein. Die Übersetzung (27) ist in geeigneter Weise selbsthemmend ausgebildet und hat hierfür z.B. eine Totpunktstellung, mit der die vom Roboter eingeleiteten Zustell- und Verformungskräfte unter Entlastung des Zangenantriebs (26) aufgenommen werden.

im gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Übersetzung (27) als Lenkergetriebe nach Art eines Kniehebelgetriebes ausgebildet. Figur 2 zeigt das Falzwerkzeug (12) mit dem Lenkergetriebe (27) in Öffnungsstellung. Figur 3 zeigt die zugehörige Schließstellung oder Arbeitsstellung.

Das Lenkergetriebe (27) besteht aus einem geraden Lenker (39), der an geeigneter Stelle unter Bildung einer Übersetzung mit unterschiedlich langen Hebelarmen über ein Lenkerlager (40) am stationären Zangenarm (23) frei drehbar gelagert ist. Der Lenker ist am einen längeren Ende über ein entsprechendes Lagerauge mit einem Anschluss (41) am vorderen Ende der Kolbenstange verbunden. Am anderen kürzeren Ende des Lenkers (39) ist ein drittes Lagerauge angeordnet, welches die Verbindung zu einem geraden Lenker (38) herstellt, der mit seinem anderen Lagerauge mit dem rückwärtigen Ende (34) des beweglichen Zangenarms (24) drehbar verbunden ist. Dieses Lagerauge liegt oberhalb des Schwenklagers (25).

Zum Öffnen der Falzzange (22) fährt die Kolbenstange mit dem Anschluss (41) ein und schwenkt über das Lenkergetriebe (27) das vordere Ende (35) des beweglichen Zangenarms (24) in die in Figur 2 gezeigte Öffnungsstellung. Hierbei nehmen die Lenker (38,39) eine Knickstellung ein. In dieser Position kann die offene Falzzange (22) über den Falz (8) und die Werkstückflansche (6,7) von oben her zugestellt werden. Zum Schließen der Falzzange (22) schiebt der Zylinder (26) die Kolbenstange wieder aus, so dass der bewegliche Zangenarm (24) zu den Werkstückflanschen (6,7) in die in Figur 3 gezeigte Schließstellung hinbewegt wird. In diese Schließstellung erstrecken sich die Lenker (38,39) in liegender Position fluchtend hintereinander quer zu den Zangenarmen (23,24) und der Abtriebsachse (42) der Roboterhand (3). In dieser Stellung liegen alle vier Lageraugen des Lenkergetriebes (27) fluchtend hintereinander. In der Schließstellung besteht eine Totpunktstellung oder Selbsthemmung des Lenkergetriebes (27).

Die Spanneinrichtung (20) hat bei den verschiedenen Ausführungsformen der Falzwerkzeuge (12,13,14,15,16) jeweils ein oder mehrere Spannelemente (28,30,31), die am

beweglichen Zangenarm (24) und z.T. auch am stationären Zangenarm (23) angeordnet sind.

In allen gezeigten Ausführungsformen befindet sich am vorderen abgekröpften Ende (35) des beweglichen Zangenarms (24) ein Spannelement (30), welches vorzugsweise als frei drehbare, auf einem Ausleger (37) gelagerte Andrückrolle (30) ausgebildet ist. Die Drehachse der Andrückrolle (30) ist in Schließstellung parallel zur Abtriebsachse (42) des Roboters bzw. parallel zur Längserstreckung der Werkstückflansche (6,7) ausgerichtet. Die Andrückrolle (30) hat in der gezeigten Ausführungsform eine zylindrische Form mit einem ebenen Rollenmantel. Sie kann alternativ aber auch je nach Flanschform einen profilierten Mantel haben.

Die Andrückrolle (30) ist vorzugsweise mit einer Zustellvorrichtung (32) versehen, die in der gezeigten Ausführungsform als Federantrieb ausgebildet ist. Hierzu ist der Ausleger (37) mittels einer Schiebeführung im vorderen Zangenarmende (35) gelagert und wird durch eine Druckfeder rückseitig beaufschlagt. Die Zustellvorrichtung (32) schiebt die Andrückrolle (30) nach außen vom beweglichen Zangenarm (24) weg. Hierdurch kommt die Andrückrolle (30) frühzeitig in Kontakt mit dem außenliegenden Werkstückflansch (6). Beim Schließen der Falzzange (22) wrid die Zustellvorrichtung (32) zurückbewegt bzw. die Druckfeder wieder gespannt.

in der in Figur 2, 3 und 4 dargestellten Variante besitzen die Falzwerkzeuge (12,13) ein stationäres Spannelement (28) in Form eines am stationären Zangenarm (23) gelagerten Gegenhalters, der z.B. am freien vorderen Ende abgewinkelt ist. Über eine Verstelleinrichtung (29), z.B.

in Form von ein oder mehreren Passplatten oder sogenannten Shims kann die seitliche Position des Gegenhalters (28) exakt eingestellt werden. Er wird z.B. über querliegende

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Schrauben am vorderen Ende (35) des stationären Zangenarms (23) befestigt.

Als drittes Spannelement (31) kann in der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform eine frei drehbare Stützrolle am beweglichen Zangenarm (24) angeordnet sein. Die Stützrolle (31) besitzt eine querliegende Drehachse und ist knapp oberhalb der quer dazu angeordneten Andrückrolle (30) angeordnet. In der Ausführungsform von Figur 7 drückt die Stützrolle (31) von oben auf die Biegung des Falzes (8). In dieser Variante ist die Kröpfung (36) etwas anders ausgebildet und besitzt einen entsprechenden Lageransatz für die Stützrolle (31). Der stationäre Zangenarm (23) hat in diesem Bereich eine Ausklinkung für die Stützrolle (31).

In der gezeigten Ausführungsform sind die Formelemente (33) und die Spannelemente (28,30,31) derart an den Zangenarmen (23,24) angeordnet, dass sie im gleichen Bereich an den Werkstückflanschen (6,7) und am Falz (8) angreifen. Der Gegenhalter (28) und die Andrückrolle (30) sind hierbei einander genau gegenüberliegend angeordnet und spannen in Schließstellung der Falzzange (22) die Flansche (6,7) zwischen sich ein. Die Formrollen (33) sind hierbei mit ihrem Wirkbereich genau oberhalb dieser Spannstelle angeordnet. Sie können alternativ aber auch ein kleines Stück in Längserstreckung des Falzes (8) gegenüber der Spannstelle vor- oder zurückversetzt sein.

Die Formelemente (33) bzw. die Formrollen (33) sind mit dem für die jeweilige Biegeaufgabe geeigneten unterschiedlichen Winkeln an der Falzzange (22) angeordnet. Bei den Falzwerkzeugen (12,13) befindet sich die Formrolle (33) am beweglichen Zangenarm (24) und ist hierbei über einen Ausleger (37) an dessen Innenseite im Bereich der Kröpfung (36) angeordnet. Die Rollenunterkante endet knapp oberhalb der Andrückrolle (30). Bei den

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Falzwerkzeugen (14,15,16) ist die Formrolle (33) jeweils am vorderen Ende (35) des stationären Zangenarms (23) angeordnet. Bei den Falzwerkzeugen (14,15) von Figur 5 und 6 sind die Formrollen (33) schräg gestellt, wobei der stationäre Zangenarm (23) eine entsprechend abgewinkelte Kröpfung (36) aufweist. Beim Falzwerkzeug (16) von Figur 7 ist die Formrolle (33) quer ausgerichtet und dabei genau gegenüber der Andrückrolle (30) angeordnet.

in der gezeigten Ausführungsform soll der nach oben vorstehende Falz (8) um 180° um den innenliegenden Werkstückflansch (7) des im Querschnitt abgewinkelten Verstärkungsrahmens (5) herumgefalzt werden. Dieser Biegevorgang findet in mehreren Schritten und im Folgeeinsatz der Falzwerkzeuge (12,13,14,15,16) statt.

Zu Beginn des Prozesses wird die Falzzange (22) gemäß Figur 2 über den Werkstückflanschen (6,7) und dem Falz (8) positioniert. Hierbei greift der abgewinkelte Gegenhalter

(28) in die vom Verstärkungsrahmen (5) gebildete Rinne und wird mit dem oberen Endbereich des zugehörigen Werkstückflansches (7) in Kontakt gebracht. Beim Schließen der Falzzange (22) wird die Andrückrolle (30) an den außenliegenden Werkstückflansch (6) des Dachteils (4) angelegt und angepresst, wobei das Druckstück des Gegenhalters (28) und die Andrückrolle (30) in etwa in gleicher Höhe liegen und die Werkstückflansche (6,7) zwischen sich einspannen. Beim Schließen der Falzzange (22) wird zugleich die schrägliegende Formrolle (33) gegen den überstehenden Falz (8) gepresst und drückt diesen in Schließrichtung zur Seite und zum Gegenhalter (28) hin.

Mit dem Falzwerkzeug (12) kann der Falz (8) aus seiner in Figur 2 gezeigten Ausgangsstellung und seinem Ausgangswinkel von 180° auf den in Figur 3 gezeigten Falzwinkel von 135° gebogen werden. Beim Schließen der Falzzange (22) wird der Falz (8) dabei an der punktuellen

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Spannstelle zunächst ebenfalls punktuell verformt. Aus dieser in Figur 3 gezeigten Ausgangsstellung bewegt anschließend der Roboter (2) das Falzwerkzeug (12) entlang der Werkstückflansche (6,7) und des Falzes (8) rund um den Dachausschnitt herum. Die frei drehbare Formrolle (33) biegt hierbei den Falz (8) fortlaufend um. Die Werkstückflansche (6,7) werden dabei an dieser Biegestelle und in dem darunter liegenden Bereich vom Gegenhalter (28) und der Andrückrolle (30) festgehalten und gegen die Biegekräfte stabilisiert, so dass sie ihre aufrechte Sollposition und Ausgangsstellung behalten.

Nach dem ersten Biegeschritt und dem Umlaufen des Dachausschnitts wird die Falzzange (22) geöffnet und anschließend das Falzwerkzeug (12) gegen das nächste Falzwerkzeug (13) gewechselt.

Das in Figur 4 dargestellte Falzwerkzeug (13) sorgt für eine weitere Biegung des Falzes von 135° auf 90°. Hierfür ist die Formrolle (33) an der Innenseite des beweglichen Zangenarms (24) angeordnet und befindet sich in Schließstellung der Falzzange (22) zwischen den Zangenarmen (23,24). Bei der Schließbewegung der positionierten Falzzange (22) drückt die Formrolle (33) den Falz (8) zunächst punktuell in die in Figur 4 gezeigte Lage. Anschließend findet wiederum eine Umlaufbewegung des Falzwerkzeugs (13) mittels Roboter (2) um den Dachausschnitt herum statt.

Anschließend wird das Falzwerkzeug (13) gegen das in Figur 5 dargestellte Falzwerkzeug (14) gewechselt. Mit diesem findet eine weitere Biegung des Falzes (8) von 90° auf 60° statt. Bei dieser Variante werden die Form- und Biegekräfte vom Dachausschnitt her schräg nach außen gegen den Falz (8) und die beiden Flansche (6,7) gerichtet. Bei dieser Ausführung bedarf es keiner beidseitigen Einspannung der Werkstückflansche (6,7) mehr. Es genügt

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außenseitig abstützende Andrückrolle (30).

Nach dem Wechsel kommt das in Figur 6 dargestellte Falzwerkzeug (15) zum Einsatz, welches ähnlich wie das Falzwerkzeug (14) von Figur 5 ausgebildet ist und eine weitere Biegung des Falzes (8) von 60° auf 30° bewirkt. Die Andrückrolle (30) ist beim Falzwerkzeug (15) in entsprechend steilerer Neigung angestellt. Auch hier genügt eine außenseitige Andrückrolle (30).

Nach diesem Durchlauf wird anschließend das in Figur 7 gezeigte letzte Falzwerkzeug (16) eingesetzt, welches eine Biegung des Falzes von 30° auf 0° bewirkt. Bei den vorbeschriebenen Varianten von Figur 5 und 6 wird die Biegekraft durch die Zustellbewegung des Roboters in Richtung der Abtriebsachse (42) erzeugt, wobei eine Öffnungs- und Schließbewegung der Falzzange (22) nicht unbedingt erforderlich ist. Im letzten Biegeschritt von Figur 7 mit dem Falzwerkzeug (16) ist eine solche Schließbewegung der Falzzange (22) wieder nützlich, wobei der nun in einem Gesamtwinkel von 180° um den innenliegenden Werkstückflansch (7) herumgebogene Falz (8) zwischen der Formrolle (33) und der auf gleicher Höhe liegenden Andrückrolle (30) eingespannt wird.

Die von oben auf die Falzbiegung einwirkende Stützrolle (31) stabilisiert die Falzbiegung und verhindert bei der anschließenden Fahrbewegung des Falzwerkzeugs (16) entlang der Flansche (6,7) ein Hochziehen und Aufspringen des Falzes (8) .

Bei der in Figur 2 bis 7 dargestellten Ausführungsform ist die Formrolle (33) wie die Andrückrolle (30) zylindrisch ausgebildet. Je nach erforderliche Falz- und Flanschgeometrie kann die Formrolle (33) ebenfalls einen profilierten Mantel aufweisen.

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In Variation der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es möglich, für die ersten beiden Biegeschritte von 180° auf 90° ein einziges Falzwerkzeug einzusetzen, welches mit zwei in Umlaufrichtung hintereinander angeordneten Formrollen mit unterschiedlichen Anstellwinkel ausgerichtet ist. Die in Bewegungsrichtung vorn liegende Formrolle bewirkt den ersten Biegeschritt von 180° auf 135° entsprechend Figur 2 und 3. Die in Bewegungsrichtung hinten liegende Formrolle bewirkt anschließend den zweiten Biegeschritt von 135° auf 90°. Die beiden Formrollen (33) sind mit möglichst engem Abstand angeordnet, um wenigstens eine gewisse Kurvengängigkeit an den Eckbereichen der Flansche (6,7) am Dachausschnitt zu haben.

in ähnlicher Weise können auch die folgenden Biegeschritte von 90° auf 60° und weiter auf 30° entsprechend Figur 5 und 6 mit zwei hintereinander angeordneten Formrollen (33) und mit entsprechenden Anstellwinkeln durchgeführt werden. Hierdurch lässt sich die Zahl der eingesetzten Falzwerkzeuge reduzieren.

In weiterer Variation können auch die Art und Formgebung der Spann- und Formelemente geändert werden. Statt frei drehbarer Rollen können auch geneigte Andrückkufen oder dergleichen andere Formmittel zum Einsatz kommen. Sie wirken dann gleitend am Falz (8) bzw. den Flanschen (6,7) ein. Sie sind hierzu entsprechend gleitfähig bzw. reibungsarm ausgestaltet und mit entsprechenden Oberflächen oder Materalien ausgerüstet. Diese Gestaltung kommt auch beim gezeigten stationären Gegenhalter (28) zum Einsatz.

Die gezeigte Roboterfalzeinrichtung (11) lässt sich auch für andere Zwecke, z.B. zum Abkanten von Blechrändern oder dergleichen einsetzen. In diesem Fall kann die Roboterfalzeinrichtung (11) eine kleinere Zahl von Falzwerkzeugen und ggf. nur ein einzelnes Falzwerkzeug

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umfassen. Entsprechend der jeweiligen Falz- und Biegeaufgaben können auch die Form- und Spannelemente entsprechend anders angeordnet und ausgerichtet sein.

Variabel ist ferner die Zangenform der Falzwerkzeuge. Gleiches gilt für Ausbildung und Anordnung des Zangenantriebs (26). Statt des in den Ausführungsbeispielen gezeigten eigenständigen Antriebs, der mit einer eigenen Betriebsmittelversorgung ausgerüstet ist und der vorzugsweise von der Robotersteuerung gesteuert wird, kann auch ein abgeleiteter Zangenantrieb eingesetzt werden, der z.B. durch die Zustellbewegung des Roboters (2) über einen entsprechenden Anschlag und ein Umlenkgetriebe realisiert wird, welches durch Anlage am Falzbett (9) die Zangenarme (23,24) gegen die Kraft einer rückstellenden Feder schließt.

Je nach Flansch- und Falzgeometrie kann auch die Ausrichtung der Zangenarme (23,24) variieren. Sie können z.B. eine abgewinkelte Form haben und im 90"-Winkel oder in einem anderen Winkel quer oder schräg zur Abtriebsachse (42) des Roboters (2) ausgerichtet sein. Im Betrieb kann die Abtriebsachse (42) sich dann auch quer oder schräg zu den Werkstückflanschen (6,7) erstrecken.

- 16 BEZUGSZEICHENLISTE

1 Roboterfalzstation

2 Roboter

3 Roboterhand

4 Werkstück, Dachteil

5 Werkstück, Verstärkungsrahmen

6 Werkstückflansch Dachteil

7 Werkstückflansch Verstärkungsrahmen 8 Falz

9 Werkstückaufnahme, Falzbett

10 Niederhalter

11 Roboterfalzeinrichtung

12 Falzwerkzeug, 180° auf 135° 13 Falzwerkzeug, 135° auf 90°

14 Falzwerkzeug, 90° auf 60°

15 Falzwerkzeug, 60° auf 30°

16 Falzwerkzeug, 30° auf 0°

17 Gestell

18 Anschluss Roboterhand

19 Ausleger

20 Spanneinrichtung

21 Formeinrichtung

22 Falzzange

23 Zangenarm, stationär

24 Zangenarm, beweglich

25 Schwenklager, Zangenarmlager

26 Zangenantrieb, Zylinder

27 Übersetzung, Lenkergetriebe 28 Spannelement, Gegenhalter

29 Verstelleinrichtung, Passplatten

30 Spannelement, Andrückrolle

31 Spannelement, Stützrolle

32 Zustellvorrichtung, Federantrieb 33 Formelement, Formrolle

34 rückwärtiges Ende Zangenarm

35 vorderes Ende Zangenarm

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36 Kröpfung

37 Ausleger

38 Lenker

39 Lenker

40 Lenkerlager

41 Anschluss Kolbenstange

42 Abtriebsachse, 6. Roboterachse

Claims

1. Falzeinrichtung für Roboter, bestehend aus mindestens einem Falzwerkzeug (12, 13, 14, 15, 16) mit einem Gestell (17) mit einem Anschluss (18) zur Verbindung mit der Roboterhand (3) und mit einer Formeinrichtung (21) zum Falzen von ein oder mehreren Werkstücken (4, 5) auf einer Werkstückaufnahme (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (12, 13, 14, 15, 16) eine mitgeführte Spanneinrichtung (20) mit ein oder mehreren Spannelementen (28, 30,31) aufweist, wobei die Spanneinrichtung (20) und die Formeinrichtung (21) relativ beweglich zueinander am Gestell (17) gelagert und angetrieben sind.

2. Roboterfalzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzeinrichtung (11) mehrere austauschbare Falzwerkzeuge (12, 13, 14, 15, 16) mit unterschiedlichen Spann- und Formeinrichtungen (20, 21) aufweist.

3. Roboterfalzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) und die Formeinrichtung (21) des einzelnen Falzwerkzeugs (12, 13, 14, 15, 16) derart angeordnet sind, dass sie mit ihren Spann- und Formelementen (28, 30, 31, 33) im gleichen Bereich an dem oder den Werkstück(en) (4, 5) angreifen.

4. Roboterfalzeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (12, 13, 14, 15, 16) als Falzzange (22) mit mindestens zwei Zangenarmen (23, 24) und einem Zangenantrieb (26) ausgebildet ist.

5. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzzange (22) einen stationär am Gestell (17) angeordneten, abstehenden Zangenarm (23) und einen im wesentlichen parallel dazu ausgerichteten beweglichen Zangenarm (24) aufweist, welcher drehbar (25) am stationären Zangenarm (23) oder am Gestell (17) gelagert ist.

6. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zangenantrieb (26) als steuerbarer pneumatischer oder hydraulischer Zylinder ausgebildet und schwenkbar am Gestell (17) gelagert ist.

7. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zangenantrieb (26) eine Übersetzung (27), vorzugsweise ein mehrteiliges und in Schließstellung der Falzzange (22) selbsthemmendes Lenkergetriebe aufweist.

8. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkergetriebe (27) zwischen dem Zangenantrieb (26) und dem rückwärtigen Ende (34) des beweglichen Zangenarms (24) angeordnet ist.

9. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Zangenarm (24) am vorderen Ende (35) eine Abkröpfung aufweist.

10. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) zwei Spannelemente (28, 30) aufweist, die jeweils einem der Zangenarme (23, 24) zugeordnet sind und die in Schließstellung der Falzzange (26) einander gegenüberliegen und ein oder mehrere Werkstückflansche (5, 6) zwischen sich einspannen.

11. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Spannelement (28) als vorzugsweise verstellbar gelagerter, stationärer, abgewinkelter Gegenhalter ausgebildet ist.

12. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Spannelement (30) als vorzugsweise zustellbar geführte und frei drehbar gelagerte Andrückrolle ausgebildet ist.

13. Roboterfalzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) eine einzelne frei drehbare Andrückrolle (30) in Alleinstellung oder in Kombination mit einer im Winkel dazu angeordneten Stützrolle (31) aufweist.

14. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückrolle (30) und ggf. die Stützrolle (31) am beweglichen Zangenarm (24) im Bereich der Kröpfung (36) angeordnet sind.

15. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinrichtung (21) ein oder mehrere entsprechend dem gewünschten Flanschwinkel geneigte Formelemente (33), vorzugsweise frei drehbare Formrollen, aufweist.

16. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine schräg oder vertikal ausgerichtete Formrolle (33) oberhalb des Gegenhalters (28) und der Andrückrolle (30) am beweglichen Zangenarm (24) angeordnet ist.

17. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine schräge Formrolle (33) oberhalb der einzelnen Andrückrolle (30) am stationären Zangenarm (23) und vorzugsweise an einer Kröpfung (36) an dessen vorderem Ende (35) angeordnet ist.

18. Roboterfalzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine quer gerichtete Formrolle (33) in Höhe der einzelnen Andrückrolle (30) und unterhalb der Stützrolle (31) am vorderen Ende (35) des stationären Zangenarms (23) angeordnet ist.