DE60300614T2 - Roll-flanging tool and flanging method - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bördelwerkzeug vom Rollentyp und auf ein Verfahren zum Durchführen eines Bördel- bzw. Falzvorgangs mit der Hilfe dieses Werkzeugs. Die Erfindung ist insbesondere auf ein Bördelwerkzeug für einen industriellen Roboter gerichtet, aufweisend einen Träger zum Verbinden mit einem Robotergelenk und mindestens einer Bördelrolle, die drehbar, entweder direkt oder indirekt, an diesen Träger befestigt ist.The The present invention relates to a roller type crimping tool and to a method of performing a flanging or folding with the help of this tool. The invention is in particular to a hemming tool for one directed to an industrial robot, comprising a carrier for Connecting with a robot joint and at least one crimping roller, the rotatable, either directly or indirectly, attached to this carrier is.
Bördelwerkzeuge des vorstehend angegebenen Typs sind z. B. in den Dokumenten JP-A-42 53 524, JP-A-21 97 331, JP-A-612 62 432 und EP-B-0 525 759 offenbart. Diese Werkzeuge werden dazu verwendet, Bördelvorgänge an Blechmetallteilen, wie beispielsweise Metallblechplatten, die die Struktur eines Fahrzeugkarosserieteils oder einer Teilanordnung davon bilden, z. B. die Struktur einer Fahrzeugtür, durchzuführen. Die zwei Blechplatten, die eine Struktur dieses Typs bilden, werden durch einen Bördelvorgang miteinander verbunden, der entlang des Umfangs der Struktur oder zumindest entlang von Teilen davon durchgeführt wird. Entsprechend einem typischen Aufbau wird ein Umfangskantenbereich einer der zwei Blechplatten zu Anfang um 90° gebogen und der entsprechende Kantenbereich der anderen Platte wird flach angeordnet und auf die andere Platte unmittelbar angrenzend an den Kantenbereich, der um 90° gebogen ist, gelegt. Der Bördelvorgang wird typischerweise in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt. In einer ersten Stufe wird der 90°-Bereich zu Anfang zu der anderen Platte hin um ungefähr 45° gebogen. In einer zweiten Stufe wird der um 45° gebogene Bereich weiter mit einem anderen Winkel von ungefähr 45° so gebogen, um flach gegen die andere Platte gedrückt zu werden. Entsprechend den bekannten Lösungen, die in den vorstehend angegebenen Dokumenten offenbart sind, wird ein Werkzeug mit mindestens einer drehbaren Bördelrolle an dem Gelenk eines Industrieroboters montiert. Der Roboter bewegt die Rolle entlang der Umfangskante der Teile, die umgebördelt werden sollen, entlang und drückt sie dagegen. In allen vorstehend angegebenen Dokumenten werden die zwei Stufen des Bördelvorgangs mit zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen der Bördelrolle oder der -Rollen ent lang des Umfangs der Struktur, die gebördelt werden soll, durchgeführt. In einem ersten Durchgang wird die 45°-Biegung durchgeführt und in einem zweiten, darauffolgenden Durchgang wird der Bördelvorgang mit einem Schritt einer weiteren Biegung um 45° abgeschlossen.Crimping Tools of the above type are z. In documents JP-A-42 53,524, JP-A-21 97 331, JP-A-612 62 432 and EP-B-0 525 759. These tools are used to crimp on sheet metal parts, such as Sheet metal plates forming the structure of a vehicle body part or a subset thereof, e.g. B. the structure of a Vehicle door, perform. The two sheet metal plates forming a structure of this type become by a crimping process connected to each other along the perimeter of the structure or at least along parts thereof. According to a typical Construction becomes a peripheral edge region of one of the two sheet metal plates bent 90 ° at the beginning and the corresponding edge region of the other plate is arranged flat and on the other plate immediately adjacent to the edge region, the bent by 90 ° is laid. The flanging process is typically performed in two consecutive stages. In a first stage becomes the 90 ° range bent at the beginning to the other plate by about 45 °. In a second stage is bent by 45 ° Area further bent at a different angle of about 45 °, to be pressed flat against the other plate. Corresponding the known solutions, which are disclosed in the above-referenced documents a tool with at least one rotatable crimping roller on the hinge of a Industrial robot mounted. The robot moves along the roll the peripheral edge of the parts to be flanged along and pushes against it. In all documents mentioned above are the two stages of crimping with two successive passes of the crimping roller or rollers along the circumference of the structure to be crimped. In a first pass, the 45 ° bend is performed and in a second, subsequent passage, the crimping process completed with a step of another 45 ° bend.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zwei Bördelrollen, angrenzend aneinander, gleichzeitig entlang des Umfangs der Struktur, die gebördelt werden soll, zu bewegen, so dass eine Rolle die erste Biegung mit 45° durchführt und die zweite Rolle, die hinter der ersten einen in Bezug auf die Bewegungsrichtung angeordnet worden ist, die zweite, abschließende Biegung durchführt. Auf diese Art und Weise können beide Stufen in einem einzelnen Durchgang der zwei Rollen entlang des Umfangs der Struktur, die gebördelt werden soll, durchgeführt werden. Diese Lösung ist in der WO-A-0 013 816 und der äquivalenten EP-A-1 097 759 offenbart. Diese Dokumente zeigen zwei Rollen, die an zwei unabhängig steuerbaren Roboterarmen befestigt sind, so dass beide gleichzeitig rollend entlang eines Bereichs, der bearbeitet werden soll, gedrückt werden. Die Beschreibung der EP-A-1 097 759 verdeutlicht auch, dass, in einer Alternativen zu der Verwendung von zwei gesonderten, mehrgelenkigen Roboterarmen, auch ein einzelner, mehrgelenkiger Roboter, versehen mit zwei Armen, die zwei Rollen tragen, verwendet werden kann.It has already been proposed, two crimping rollers, adjacent to each other, simultaneously along the perimeter of the structure being crimped is supposed to move, so that a roller performs the first bend with 45 ° and the second role, behind the first one in terms of the direction of movement The second, final bend is performed. On this way you can both steps in a single pass along the two rollers the extent of the structure to be crimped. This solution is disclosed in WO-A-0 013 816 and equivalent EP-A-1 097 759 disclosed. These documents show two roles linked to two independently controllable Robot arms are fixed so that both roll at the same time along an area to be edited. The description of EP-A-1 097 759 also illustrates that, in one Alternatives to the use of two separate, multi-jointed Robot arms, also a single, multi-jointed robot provided can be used with two arms carrying two wheels.
Allerdings besitzen alle der vorstehend angegebenen, bekannten Lösungen einen gemeinsamen Nachteil, unabhängig davon, ob sie einen einzelnen Durchgang oder einen doppelten Durchgang einsetzen, um den zweistufigen Bördelvorgang durchzuführen. Dieser Nachteil liegt darin, dass, um den Bördelvorgang durchzuführen, die Bördelrollen gegen die Kantenbereiche, die deformiert werden sollen, gedrückt werden müssen. Da die Bördelrollen durch das Gelenk eines Industrieroboters getragen sind, muss dieses Gelenk und/oder die Struktur des Roboters so ausgelegt und aufgebaut sein, um in der Lage zu sein, den Belastungen, die auf die Rollen aufgebracht werden müssen, um den Bördelvorgang durchzuführen, Stand zu halten.Indeed All of the above-mentioned known solutions have one common disadvantage, independent whether they use a single pass or a double pass, to perform the two-stage flanging process. This Disadvantage lies in that, in order to perform the crimping, the Crimping rollers against the edge areas that are to be deformed are pressed have to. Since the crimping rolls through The joint of an industrial robot must be worn, this joint and / or the structure of the robot be designed and constructed to be able to withstand the stresses imposed on the rollers Need to become, to perform the crimping, stand to keep.
Ein Bördelwerkzeug, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist, ist aus der JP-A-2000 24 6351 bekannt. Ähnliche Vorrichtungen, bei denen die Belastung an dem Robotergelenk verringert ist, sind aus der JP-A-2001062530 und der JP-A-07060370 bekannt.One Flaring, As indicated in the preamble of claim 1, is out JP-A-2000 24 6351 is known. Similar Devices in which the load on the robot joint is reduced are known from JP-A-2001062530 and JP-A-07060370.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bördelwerkzeug und ein Verfahren zu schaffen, mit denen der vorstehend angegebene Nachteil beseitigt werden kann.The The main object of the present invention is to provide a crimping tool and to provide a method with which the above drawback can be eliminated.
Im Hinblick darauf, diese Aufgabe zu lösen, schafft die Erfindung ein Bördelwerkzeug, insbesondere für einen Industrieroboter, mit den Merkmalen des Anspruchs 1.in the With a view to achieving this object, the invention provides a crimping tool, especially for an industrial robot, having the features of claim 1.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Durchführen eines Bördelvorgangs mit den Merkmalen des Anspruchs 13.The The invention also provides a method of performing a crimping operation with the features of claim 13.
Wenn ein Bördelvorgang mit der Hilfe des Bördelwerkzeugs gemäss der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird die Struktur, die gebördelt werden soll, auf einem Tragegestell oder einer Platte angeordnet, woraufhin der Roboter, der das Bördelwerkzeug prägt, so gesteuert wird, dass sich dieses Werkzeug relativ zu dem Bereich der Struktur, die bearbeitet werden soll, bewegt. Dieser Vorgang wird durch „Klemmen" der Platte, entlang der die Struktur angeordnet ist, zwischen der Bördelrolle und der Führungsrolle durchgeführt. Die Bördelrolle wird gegen den Bereich, der gebogen werden soll, gedrückt, während die Führungsrolle in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Fläche der Platte gehalten wird. Demzufolge wird die Belastung, die auf die Struktur aufgebracht werden muss, um den Biegevorgang durchzuführen, durch die vorstehend erwähnte, klammerähnliche Rollentrageeinrichtung absorbiert und wird nicht auf das Gelenk und die Struktur des Roboters übertragen.When a crimping operation is performed with the aid of the crimping tool according to the present invention, the structure to be crimped on a support frame or a Plate, whereupon the robot embossing the crimping tool is controlled to move that tool relative to the area of the structure to be processed. This operation is carried out by "clamping" the plate along which the structure is arranged between the crimping roller and the guide roller The crimping roller is pressed against the portion to be bent while the guide roller is in contact with an opposite surface of the plate Accordingly, the load to be applied to the structure to perform the bending operation is absorbed by the above-mentioned staple-like roller support means and is not transmitted to the joint and the structure of the robot.
In dem Werkzeug gemäss der Erfindung umfasst die vorstehend erwähnte, klammerähnliche Rollentrageeinrichtung einen ersten Arm und einen zweiten Arm, relativ zueinander schwenkbar befestigt, wobei zumindest entweder die Bördelrolle oder die Führungsrolle durch entweder den ersten oder den zweiten Arm getragen ist. Die klammerähnliche Trageeinrichtung umfasst weiterhin einen Aktuator, der zwischen dem ersten und dem zweiten Arm zwischengefügt ist, um die relative Position davon zu steuern. Während des Bördelvorgangs ist es dieser Aktuator, der die Last, die für den Bördelvorgang notwendig ist, durch „schließen" der Klemmeinrichtung auf der Struktur, die gebördelt werden soll, aufbringt, wobei die Bördelrolle in Kontakt gegen eine Oberfläche der Struktur, die gebördelt werden soll, gedrückt wird, und die Führungsrolle gegen eine gegenüberliegende Fläche der Platte, auf der die Struktur, die gebördelt werden soll, gehalten ist, gedrückt wird.In according to the tool The invention includes the above-mentioned clip-like ones Roller carrying means a first arm and a second arm, relative attached pivotally to each other, wherein at least either the crimping roller or the leadership is carried by either the first or the second arm. The brace-like carrying device further comprises an actuator disposed between the first and the second arm interposed is to control the relative position thereof. During the curling it is this actuator that the load that is necessary for the crimping process, by "closing" the clamping device the structure that is beaded is to be applied, with the crimping roller in contact against a surface the structure that is beaded should be pressed, and the leadership against an opposite one area the plate on which the structure to be flanged is held is, pressed becomes.
Auch liegt in dem Fall der Erfindung ein weiteres, wichtiges Merkmal des Werkzeugs der Erfindung darin, dass die klammerähnliche Rollentrageeinrichtung, als eine gesamte Einheit, schwenkbar um eine erste Achse relativ zu dem Träger angeordnet ist.Also is another important feature in the case of the invention the tool of the invention in that the clip-like Roll carrying device, as an entire unit, pivotable around a first axis is arranged relative to the carrier.
Aufgrund dieses Merkmals bildet die klammerähnliche Rollentrageeinrichtung eine Art eines „Wagens", der in der Lage ist, automatisch den Höhenänderungen des Profils der Struktur, die gebördelt werden soll, durch oszillieren um die vorstehend erwähnte erste Achse herum zu folgen, während das Bördelwerkzeug relativ zu dem Bereich, der gebördelt werden soll, bewegt wird.by virtue of This feature forms the staple-like roller carrying device a kind of a "car" that is capable is automatically the altitude changes of the profile of the structure to be flattened by oscillating to the aforementioned to follow around the first axis while the crimping tool relative to the area that is beaded is to be moved.
In einem Beispiel ist der vorstehend erwähnte erste Arm der klammerähnlichen Rollentrageeinrichtung schwenkbar an dem Träger um die vorstehend erwähnte erste Achse herum (um die die gesamte Einheit oszillieren kann) befestigt, und der zweite Arm ist schwenkbar an dem ersten Arm um eine zweite Achse, parallel zu der ersten Achse, herum befestigt. In diesem Beispiel ist die Führungsrolle drehbar an dem zweiten Arm befestigt, während die Bördelrolle drehbar an entweder dem Träger oder dem ersten Arm befestigt ist. Vorzugsweise ist die Bördelrolle drehbar an dem Träger befestigt und besitzt eine Achse, die mit der ersten Achse, um die die gesamte Einheit oszillieren kann, übereinstimmt.In an example is the above-mentioned first arm of the staple-like Roller carrying means pivotally mounted on the carrier to the first mentioned above Axis around (around which the entire unit can oscillate) attached, and the second arm is pivotally attached to the first arm by a second Axle, parallel to the first axis, attached around. In this For example, the guide roller is rotatable attached to the second arm while the crimping roller rotatable on either the carrier or the first arm is attached. Preferably, the crimping roller rotatable on the carrier attached and has an axis with the first axis to the the entire unit can oscillate, matches.
Wiederum, unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, liegt ein anderes, wichtiges und bevorzugtes Merkmal der Erfindung darin, dass das Bördelwerkzeug weiterhin eine zweite Bördelrolle, benachbart der vorstehend erwähnten ersten Bördelrolle, aufweist.In turn, with reference to the preferred embodiment of the invention another, important and preferred feature of the invention therein, that the hemming tool furthermore a second crimping roller, adjacent to those mentioned above first crimping roller, having.
Aufgrund dieses Merkmals können die zwei Bördelrollen so geformt und angeordnet werden, dass sie in der Lage sind, den ersten Biegevorgang mit 45° und den zweiten, abschließenden Biegevorgang während eines einzelnen Durchgangs des Werkzeugs entlang des Bereichs, der bearbeitet werden soll, durchzuführen.by virtue of this feature can the two crimping rollers be shaped and arranged so that they are able to first bending process with 45 ° and the second, final one Bending process during a single pass of the tool along the area, the to be processed.
Zum Beispiel ist, wiederum unter Bezugnahme auf die Ausführungsform, die vorstehend erwähnt ist, die erste Bördelrolle, die den ersten Biegevorgang mit 45° durchführt, drehbar an dem Träger befestigt, wobei dessen Achse mit der ersten Achse (um die die gesamte, klammerähnliche Einheit in der Lage ist, zu oszillieren) übereinstimmt, wogegen die zweite Bördelrolle, die den Endbiegevorgang durchführen soll, durch den vorstehend erwähnten ersten Arm der klammerähnlichen Trageeinrichtung getragen ist. Wenn das Werkzeug entlang des Bereichs, der bearbeitet werden soll, bewegt wird, führt die erste Bördelrolle die erste Biegung um 45° durch, während sie entlang des Bereichs fortschreitet, während die zweite Bördelrolle, die unmittelbar hinter der ersten Bördelrolle in Bezug auf die Bewegungsrichtung angeordnet ist, die zweite und abschließende Biegung durchführt, unmittelbar nachdem die erste Biegung durch die erste Rolle ausgeführt ist. Wiederum folgt, während die zwei Bördelrollen dem Bereich, der bearbeitet werden soll, folgen, die Führungsrolle einer gegenüberliegenden Fläche der Platte, auf der die Struktur, die gebördelt werden soll, angeordnet ist.To the Example, again with reference to the embodiment, which is mentioned above, the first crimping roller, which performs the first bending operation at 45 °, rotatably attached to the carrier, the axis of which is aligned with the first axis (around which the entire, clip-like Unit is able to oscillate) matches, whereas the second flanging, which perform the final bending process should, by the aforementioned first arm of the staple-like Carrying device is worn. When the tool is along the area, the to be processed, moves the first flanging roller the first bend through 45 °, while it progresses along the area while the second crimping roll, immediately behind the first crimping roller in relation to the Movement direction is arranged, the second and final bend performs, immediately after the first bend is made through the first roll. Again, while the two crimping rollers the area to be edited will follow the lead role an opposite one area the plate on which the structure to be crimped is arranged.
Der Aktuator, der die relative Position des ersten und des zweiten Arms steuert, kann ein Fluidzylinder sein, der zwischen diesen Armen zwischengefügt ist. Vorzugsweise ist der Aktuator ein pneumatischer Zylinder, der eine Eigenelastizität besitzt, die die begrenzte, relative Bewegungen des ersten und des zweiten Arms der klammerähnlichen Vorrichtung aufgrund von Variationen des Profils der Struktur, die bearbeitet werden soll, die vorgefunden werden, während die Rollen entlang dieser Struktur fortschreiten, ermöglicht.Of the Actuator, the relative position of the first and second arm controls, can be a fluid cylinder between these arms interposed is. Preferably, the actuator is a pneumatic cylinder, the an inherent elasticity possesses the limited, relative movements of the first and the second arm of the staple-like Device due to variations in the profile of the structure being worked on which should be found while rolling along this Structure progress allows.
Wie vorstehend angegeben ist, ist die Erfindung auch auf das Bördelverfahren gerichtet, das unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Bördelwerkzeugs durchgeführt wird.As As stated above, the invention is also applicable to the crimping process directed, using the crimping tool described above carried out becomes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden, die nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, vorgenommen wird, in denen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description can be seen only by way of non-limiting Example, with reference to the accompanying drawings made becomes, in which:
Die
zwei Platten, die die Türstruktur
bilden, werden durch einen Bördelvorgang
miteinander verbunden, der mit der Hilfe eines Bördelwerkzeugs
Wie
die
Eine
zweite Bördelrolle
Der
vorstehend beschriebene erste Arm
Die
klammerähnliche
Einheit
Demzufolge
bilden die zwei Arme
Als
ein Ergebnis der vorstehend beschriebenen Anordnung bewirkt eine
Aktivierung des Zylinders
Weiterhin
ist, da der Arm
Schließlich ist,
wie in den
Wie
bereits angegeben ist, wird der Bördelvorgang durch Steuern des
Roboters
Wie
deutlich in
Aufgrund
dieser Anordnung wird die Last, die auf die Platten aufgebracht
werden muss, um den Bördelvorgang
durchzuführen,
durch die Struktur der klammerähnlichen Einheit
Weiterhin
ist, da die gesamte, klammerähnliche
Einheit
Wie bereits angegeben ist, ist in der spezifischen Ausführungsform, die hier dargestellt ist, das Bördelwerkzeug mit einer Gruppe von drei Rollen an beiden Seiten versehen, so dass es auf den Rollen ruhend verwendet werden kann, die an einer Seite oder an der anderen vorgesehen sind, um so eine hohe Flexibilität bei der Anwendung der Vorrichtung zu erhalten.As already stated, in the specific embodiment, which is shown here, the crimping tool provided with a group of three rollers on both sides, so that It can be used resting on the rollers, on one side or provided on the other, so as to be highly flexible in the Application of the device to get.
Es
ist offensichtlich, dass der Vorteil eines Abgebens der Lasten auf
die Klemmeinheit
Natürlich können die Rollen, vorgesehen an beiden Seiten des Bördelwerkzeugs, Dimensionen haben, die an unterschiedliche Aufgaben angepaßt sind. Demzufolge gestaltet das zweiseitige Design des Bördelwerkzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dieses Werkzeug multifunktional.Of course they can Rollers provided on both sides of the crimping tool have dimensions, which are adapted to different tasks. Accordingly designed the two-sided design of the crimping tool according to the preferred embodiment the invention of this tool multifunctional.
Die
Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung können
die Rollen an dem Bördelwerkzeug
gegen Rollen einer unterschiedlichen Größe und Form ausgetauscht werden, wie
beispielsweise Rollen
Es ist deutlich anhand der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass das Bördelwerkzeug gemäss der Erfindung eine Struktur besitzt, die kostengünstig ist, hoch flexibel in der Benutzung ist und die Kombination der extremen Fähigkeiten von Robotern mit Bördelanforderungen, ohne irgendeinen Kompromiß in Bezug auf die Qualität einzugehen, ermöglicht.It is clearly apparent from the foregoing description that the crimping tool according to the invention has a structure that is inexpensive, highly flexible in the use is and the combination of the extreme abilities of robots with crimping requirements, without any compromise in Terms of quality to enter.
Natürlich können, während das Prinzip der Erfindung dasselbe verbleibt, die Ausführungsformen und die Details des Aufbaus umfangreich in Bezug auf dasjenige, was hier nur anhand eines Beispiels beschrieben worden ist, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, variieren.Of course, while that Principle of the invention remains the same, the embodiments and the details of the construction extensive in terms of what, what here has been described by way of example only, within the scope of the present invention as defined in the claims is, vary.
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