WO2013127628A1 - Rollfalzkopf, anlage und verfahren zum rollfalzen mit einem tandemrollensatz - Google Patents

Rollfalzkopf, anlage und verfahren zum rollfalzen mit einem tandemrollensatz Download PDF

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WO2013127628A1
WO2013127628A1 PCT/EP2013/052828 EP2013052828W WO2013127628A1 WO 2013127628 A1 WO2013127628 A1 WO 2013127628A1 EP 2013052828 W EP2013052828 W EP 2013052828W WO 2013127628 A1 WO2013127628 A1 WO 2013127628A1
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WO
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folding
roll
work
rollfalzkopf
roller
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Application number
PCT/EP2013/052828
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Inventor
Martina Meyer
Christian Padel
Jan Kretschmer
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B21D39/023—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors using rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder

Definitions

  • the invention relates to a Rollfalzkopf for Rollfalzen a Falzrands on a resting on a folding table sheet metal component, with an attachable to a robot arm
  • Main body to which a first work roll and a second work roll are attached, which can be brought for the gradual folding of the seam edge during a Rollfalzvorgangs simultaneously with the seam to be folded edge into contact.
  • the invention further relates to a system and a method for roll-folding.
  • a Rollfalzkopf the type in question is known from DE 10 2005 004 474 B3.
  • the roll-folding is intended in particular for the joining of two
  • the work rolls for the bending of the seaming edge are fastened to a so-called roll-folding head, which can be connected directly or indirectly to the robotic arm of a robot (or to a portal arm or the like) and thus freely moved by the robot.
  • a so-called roll-folding head which can be connected directly or indirectly to the robotic arm of a robot (or to a portal arm or the like) and thus freely moved by the robot.
  • the fold edge is to be bent, positioned in a component holder, the so-called folding table or folding bed, aligned and fixed, so that the Rollfalzkopf with high Workers can work against this folding table. Counter rolls on Rollfalzkopf are not required here.
  • the object of the invention is to provide a Rollfalzkopf of the type mentioned, which is simple and which, especially in spatially curved fold lines or folding paths, a fast and reliable Rollfalzen allows high folding quality.
  • the roll-forming head according to the invention for roll-folding a folded edge on a metal sheet component lying on a folding table, and in particular for joining two sheet-metal components has a main body which can be attached to a robot arm (or portal arm) on which a first work roll and a second work roll are arranged or fastened which can be brought into contact or at the same time with the seaming edge to be folded during a Rollfalzvorgangs or for a gradual folding (or roll-folding, folding or bending) of the seaming
  • the first work roll and the second work roll form a tandem roll set, for which purpose these work rolls are fastened fixedly and closely adjacent to one another on the base body, so that both work rolls during a
  • Rollfalzvorgangs only by changing the spatial position or by changing the employment of the body (relative to the sheet metal component to be folded) simultaneously with the seaming edge in contact or can be brought or brought and / or that during a Rollfalzvorgangs only by changing the Spatial position or
  • the work rolls on the roll seam head according to the invention are preferably a first prefolding roll and a second prefolding roll. Because of the fold against a folding table are on the Rollfalzkopf invention no counter-rollers for the work rolls or
  • a "stationary" arrangement or positioning of the work rolls is understood in particular to mean that the position, position and / or orientation of the two work rolls with respect to the supporting body can not be changed without assembly work Actuators are thus not provided on the roller folding head according to the invention, and a supply of media (electrics, hydraulics and / or pneumatics) is therefore also not required, so that the
  • Rollfalzkopf invention is relatively light, and wear-free and low maintenance.
  • the two work rolls are close to each other and preferably not over corner and in particular in a common plan outer surface portion of the body are arranged, the axial distance preferably less than the diameter of the smaller work roll, more preferably less than is half the diameter of the smaller work roll, and in particular less than a quarter of the diameter of the smaller work roll is particularly preferably provided that the two
  • the stationary and closely spaced arrangement of the two work rolls or prefolding rolls which can be labeled as a tandem roll set, permits two roll folding operations, in particular two, despite the simple construction of the roll seam head
  • Vorfalzvorlandais acts can be summarized in a folding pass.
  • the first work roll and the second work roll are preferably arranged or fastened on the main body of the roll seam head according to the invention such that their axes are parallel to each other in space. Furthermore, it is preferably provided that the first and / or the second work roll is designed as a truncated cone roller / n or as a trapezoidal roller / n, wherein it is particularly preferred that the first work roller and the second work roller are designed as identical trapezoidal rollers.
  • both the first work roll and the second work roll are formed as trapezoidal rollers and preferably as identical trapezoidal rollers and arranged with opposite orientation to the main body of the invention Rollfalzkopfs. It is preferably provided that the two as trapezoidal rollers and in particular as identical trapezoidal rollers
  • Rollfalzkopfs are arranged.
  • the system according to the invention for roll-folding a seam edge on a sheet-metal component comprises a folding table for laying and optionally fixing the (to be folded) sheet metal component, a robot (or possibly also a portal) and a
  • this Rollfalzkopf is attached to a robot arm of the robot (or portal arm or portal gripper) and can be moved freely in space by means of the robot. Otherwise, the preceding and / or following explanations apply analogously.
  • the method according to the invention for roll-folding a seam edge on a sheet-metal component comprises at least the following steps:
  • the Rollfalzkopf invention is guided by the robot such that the pivoting movements of the Rollfalzkopfs in his Movement guide along the folding path substantially in the sheet metal plane of the (to be folded) sheet metal component or in the table level of the folding table.
  • the first work roll is first brought into contact with the seam edge of the sheet metal component to be folded and only then, in particular after the roll seam head has already traveled a path along the seam path, through a (from Robot or portal executed)
  • Tilting movement which is in particular a tilting movement about a tilting axis lying in the plane of the table or sheet plane, the roller folding head, the second work roll is brought into contact with the seaming edge.
  • Fig. 1 shows schematically in several fields a Rollfalzvorgang.
  • Fig. 2 shows schematically in two partial images, the operation of a
  • Fig. 3 shows an embodiment for a Rollfalzkopf invention.
  • Fig. 4 shows a Rollfalzvorgang with the Rollfalzkopf of FIG. 3rd
  • Fig. 5 shows in several fields the work rolls of Rollfalzkopfs of Fig. 3 and
  • the first sheet-metal component 10 has a raised fold edge or flanged edge 1 1 (see FIG. 1 a), which in three steps by approximately 30 ° is bent over. In this case, a folding pocket is formed on the first sheet metal component 10, in which the second sheet metal component 20 is held in a form-fitting manner (see FIG. 1 d).
  • the folding or bending of the seaming edge 1 1 takes place successively in three steps I, II and III.
  • the folded edge 1 1 raised by about 90 ° relative to the adjacent sheet plane is bent by about 30 ° by means of a first work roll 130 (see FIG. 1 b).
  • the already folded fold edge 1 1 is bent by a second work roll 140 by a further 30 ° (see Fig. 1 c).
  • the steps I and II performed with the first work roll 130 and the second work roll 140 may be referred to as pre-folds, wherein the fold edge 1 1 is bent by about 60 ° with respect to its original vertical orientation.
  • the folding step III performed with the work roll 150 may be referred to as finish folding.
  • the first work roll 130 and the second work roll 140 may be referred to as pre-folds, wherein the fold edge 1 1 is bent by about 60 ° with respect to its original vertical orientation.
  • Work roller 130 and the second work roll 140 are as a truncated cone or as
  • Trapezoidal rollers formed and have mutually spatially parallel rotation or rotation axes D1 and D2.
  • Work roll 150 for finish folding is a cylindrical roll.
  • the two prefolding steps I and II according to the subfigures b and c are executed simultaneously in a roll-folding operation or in a folding pass, so that only two fold passes are required, including the Fertigfalzvorgangs.
  • the first work roll 130 and the second work roll 140 are closely juxtaposed and fixedly arranged on a base body 1 10 of a Rollfalzkopfs 100, as shown in Fig. 2a. (The distance between the two work rolls 130 and 140 is in practice lower than shown in Fig. 2a).
  • this can be successively bent or pre-folded in two steps I and II, as illustrated in FIG. 2b.
  • Fig. 3 shows an embodiment for a Rollfalzkopf invention 100.
  • the Rollfalzkopf 100 has a base body 1 10 which can be attached via a flange 1 15 to a robot arm, not shown, of a robot. At the end facing away from the flange 1 15, the first work roll 130 and the second work roll 140 fixed to the base body 1 10 are arranged.
  • the two work rolls 130 and 140 are identical as Kunststoffstumprolls or
  • the first work roll 130 is arranged on the base body 1 10 such that the larger diameter is located on the inside, ie facing the base body 110 (see also FIG. 2 b).
  • the second work roll 140 is arranged on the base body 1 10, that the larger diameter outside, ie away from the base body 1 10 is located (see also Fig. 2b).
  • the two work rolls 130 and 140 are arranged on a flat outer side of the main body 1 10, wherein the two axes of rotation D1 and D2 are aligned parallel to each other space (see also Fig. 2b). Furthermore, the two work rolls 130 and 140 due to their trapezoidal
  • Work rolls 130 and 140 in the same surface portion of the main body 1 10 may also be referred to as a tandem roll set, twin roll set or twin roll set.
  • Fig. 4 shows a Rollfalzvorgang for pre-folding with the Rollfalzkopf 100 of Fig. 3.
  • the means to be joined by means of folding connection sheet metal components 10 and 20 are positioned on a folding table or flanging bed 200 and, for example, with a non-illustrated
  • the Rollfalzkopf 100 is moved in the direction indicated by M, wherein the raised fold edge 1 1 of the first sheet metal part 10 in two steps initially with the first work roll 130 and subsequently with the second work roll 140 folded or bent, but not yet geligzt.
  • the Fertigfalzen takes place in a separate Rollfalzvorgang or operation.
  • the two work rolls 130 and 140 are brought into contact or engaged simultaneously with the fold edge 11 to be folded over or folded over.
  • the simultaneous engagement of the two work rolls 130 and 140 is accomplished by the movement of the Rollfalzkopfs 100 by means of the robot to the robot arm of the Rollfalzkopf 100 is connected.
  • the Rollfalzkopf 100 must be guided by the robot and pressed against the folding table 200, that despite the spatially curved fold path or fold line (which in particular also has a changing curvature), a simultaneous contact of both work rolls 130 and 140 is guaranteed.
  • the Rollfalzkopf 100 performs this with the flange 1 15 shown in dashed lines and designated S spatial trajectory, the work rolls 130 and 140 corresponding to this trajectory S a lying substantially in the plane of the table or in the sheet metal plane of the first sheet metal part to be folded 10 fold line or fold path.
  • the movement of the Rollfalzkopfs 100 is carried out during the Vorfalzvorgangs such that the second work roll 140 serves as a reference role (or master role or leadership, which is set with respect to their trajectory to ideal folding), so that the first work roll 130 of the second work roll 140 runs ahead , Because of the tight
  • Trajectory S to be made pivoting movements of Rollfalzkopfs 100 are carried out so that the respective pivot axis is in the table level or in the plane of one of the sheet metal components to be joined 10 or 20. This can be ensured by appropriate motion control on the part of the robot.
  • the roller-folding head 100 performs a tilting movement at the beginning of the roller-folding operation, such that the robot first contacts the first working roller 130 in engagement with the folded seam edge 1 1 brings and performs a Rollfalzvorgang by a few millimeters (depending on the distance between the two roller axes), before then the second work roll 140 by a corresponding tilting movement of the Rollfalzkopfs 100 with the already from the first work roll 130 partially folded or ., Turned folded edge 1 1 is brought into contact or engaged. This tilting movement is illustrated with a bow arrow K. At the end of the Rollfalzvorgangs the two
  • first or the second work roll 130 or 140 are not brought into contact with the seam edge 11 in a roll-folding operation, this can be done by controlling the Robot be accomplished, with only the
  • Fig. 5 shows the two identically designed work rolls 130 and 140.
  • the work rolls 130 and 140 are by means of bolts 132 and 142 on the main body 1 10th
  • Roller body 130 or 140 on the bolts 132 and 142 is effected by retaining rings (see reference numeral 141 in Fig. 5a).
  • the orientation of a rolling body 130 or 140 on a bolt 132 or 142 is variable, including the rolling body after removal removed from the locking ring and can be plugged with the reverse orientation on the bolt. Since both the rolling elements 130 and 140, and the retaining rings and the bolts are formed identical, the

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rollfalzkopf (100) zum Rollfalzen eines Falzrands (11) an einem auf einem Falztisch (200) aufliegenden Blechbauteil (10), mit einem an einen Roboterarm anbindbaren Grundkörper (110) an dem eine erste Arbeitsrolle (130) und eine zweite Arbeitsrolle (140) befestigt sind, die für das schrittweise Falzen des Falzrands (11) während eines Rollfalzvorgangs gleichzeitig mit diesem Falzrand (11) in Kontakt gebracht werden können. Es ist vorgesehen, dass die erste Arbeitsrolle (130) und die zweite Arbeitsrolle (140) einen Tandemrollensatz ausbilden, wozu diese Arbeitsrollen (130, 140) ortsfest und eng nebeneinanderliegend am Grundkörper (110) befestigt sind, so dass beide Arbeitsrollen (130, 140) während eines Rollfalzvorgangs lediglich durch Verändern der Raumlage des Grundkörpers (110) gleichzeitig mit dem Falzrand (110) in Kontakt gebracht werden können. Die Erfindung betrifft ferner auch eine Anlage und ein Verfahren zum Rollfalzen eines Falzrands (11) mit einem solchen Rollfalzkopf (100).

Description

Beschreibung
Rollfalzkopf, Anlage und Verfahren zum Rollfalzen mit einem Tandemrollensatz
Die Erfindung betrifft einen Rollfalzkopf zum Rollfalzen eines Falzrands an einem auf einem Falztisch aufliegenden Blechbauteil, mit einem an einen Roboterarm anbindbaren
Grundkörper an dem eine erste Arbeitsrolle und eine zweite Arbeitsrolle befestigt sind, die für das schrittweise Falzen des Falzrands während eines Rollfalzvorgangs gleichzeitig mit dem zu falzenden Falzrand in Kontakt gebracht werden können.
Die Erfindung betrifft ferner auch eine Anlage und ein Verfahren zum Rollfalzen.
Ein Rollfalzkopf der betreffenden Art ist aus der DE 10 2005 004 474 B3 bekannt.
Unter Rollfalzen wird vorrangig ein Umformverfahren verstanden, bei dem der hochgestellte bzw. abgewinkelte Falzrand oder Falzrandabschnitt eines insbesondere räumlich geformten Blechbauteils sukzessive, d. h. in mehreren Schritten bzw. Stufen, falzartig umgelegt bzw. umgebogen wird, was durch Arbeitsrollen bzw. Arbeitswalzen bewerkstelligt wird, die kraftbeaufschlagt auf dem betreffendem Falzrand abgerollt werden.
Im Rahmen der Erfindung soll das Rollfalzen insbesondere zum Fügen von zwei
Blechbauteilen dienen, wobei durch das Umlegen eines Falzrands am ersten Blechbauteil eine so genannte Falztasche für eine formschlüssige Falzverbindung mit dem zweiten Blechbauteil, das mit seinem Rand in diese Falztasche hineinragt, gebildet wird. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Falzverbindungsarten bekannt. Das Fügen zweier Blechbauteile durch Erzeugen einer Falzverbindung wird zuweilen auch als Fügen durch Bördeln oder als Verbördeln bezeichnet.
Im Rahmen der Erfindung sind die Arbeitsrollen für das Umbiegen des Falzrands an einem so genannten Rollfalzkopf befestigt, der direkt oder indirekt am Roboterarm eines Roboters (oder an einem Portalarm oder dergleichen) angebunden und somit vom Roboter frei bewegt werden kann. Während des Rollfalzvorgangs wird das betreffende Blechbauteil, dessen Falzrand umgebogen werden soll, in einer Bauteilaufnahme, dem so genannten Falztisch bzw. Falzbett positioniert, ausgerichtet und fixiert, so dass der Rollfalzkopf mit hohen Arbeitskräften gegen diesen Falztisch arbeiten kann. Gegenrollen am Rollfalzkopf sind hierbei nicht erforderlich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rollfalzkopf der eingangs genannten Art anzugeben, der einfach aufgebaut ist und der, insbesondere auch bei räumlich gekrümmten Falzlinien bzw. Falzbahnen, ein schnelles und zuverlässiges Rollfalzen mit hoher Falzqualität ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein erfindungsgemäßer Rollfalzkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Mit einem ersten nebengeordneten Anspruch erstreckt sich die Lösung der Aufgabe auch auf eine erfindungsgemäße Anlage zum Rollfalzen. Mit zwei weiteren nebengeordneten Ansprüchen erstreckt sich die Lösung der Aufgabe auch auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Rollfalzen. Bevorzugte Weiterbildungen und
Ausgestaltungen ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Ansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
Der erfindungsgemäße Rollfalzkopf zum Rollfalzen eines Falzrands an einem auf einem Falztisch aufliegenden Blechbauteil, und insbesondere zum Fügen von zwei Blechbauteilen, weist einen an einen Roboterarm (oder Portalarm) anbindbaren Grundkörper auf, an dem eine erste Arbeitsrolle und eine zweite Arbeitsrolle angeordnet bzw. befestigt sind, die für das schrittweise Falzen (bzw. Rollfalzen, Umlegen oder Umbiegen) des Falzrands während eines Rollfalzvorgangs bzw. während eines Arbeitsdurchlaufs gleichzeitig mit dem zu falzenden Falzrand in Kontakt gebracht bzw. in Eingriff gebracht werden können bzw.
bringbar sind, um den Falzrand bei einem Falzdurchlauf schrittweise umzulegen bzw.
umzubiegen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Arbeitsrolle und die zweite Arbeitsrolle einen Tandemrollensatz ausbilden, wozu diese Arbeitsrollen ortsfest und eng nebeneinander liegend am Grundkörper befestigt sind, so dass beide Arbeitsrollen während eines
Rollfalzvorgangs lediglich durch Verändern der Raumlage bzw. durch Verändern der Anstellung des Grundkörpers (relativ zu dem zu falzenden Blechbauteil) gleichzeitig mit dem Falzrand in Kontakt bzw. in Eingriff gebracht werden können bzw. bringbar sind und/oder dass während eines Rollfalzvorgangs lediglich durch Verändern der Raumlage bzw.
Anstellung des Grundkörpers der Kontakt bzw. Eingriff beider Arbeitsrollen mit dem Falzrand bzw. Falzflansch aufrecht erhalten werden kann. Bei den Arbeitsrollen am erfindungsgemäßen Rollfalzkopf handelt es sich bevorzugt um eine erste Vorfalzrolle und um eine zweite Vorfalzrolle. Wegen des Falzens gegen einen Falztisch sind am erfindungsgemäßen Rollfalzkopf keine Gegenrollen für die Arbeitsrollen bzw.
Arbeitswalzen vorgesehen.
Unter einer„ortsfesten" Anordnung bzw. Positionierung der Arbeitsrollen wird insbesondere verstanden, dass die Position, Lage und/oder Ausrichtung der beiden Arbeitsrollen bezüglich des tragenden Grundkörpers ohne Montagearbeiten nicht verändert werden kann. Auf die erste und/oder die zweite Arbeitsrolle einwirkende Stelleinrichtungen bzw. Aktuatoren sind somit am erfindungsgemäßen Rollfalzkopf nicht vorgesehen. Auch eine Medienversorgung (Elektrik, Hydraulik und/oder Pneumatik) ist somit nicht erforderlich, so dass der
erfindungsgemäße Rollfalzkopf verhältnismäßig leicht, sowie verschleißfrei und wartungsarm ist.
Unter„eng nebeneinanderliegenden" Arbeitsrollen wird insbesondere verstanden, dass die beiden Arbeitsrollen eng beieinander liegen und vorzugsweise nicht über Eck und insbesondere in einem gemeinsamen planen Außenflächenabschnitt des Grundkörpers angeordnet sind, wobei der Achsabstand bevorzugt weniger als der Durchmesser der kleineren Arbeitsrolle, besonderes bevorzugt weniger als die Hälfte des Durchmessers der kleineren Arbeitsrolle und insbesondere weniger als ein Vierteil des Durchmessers der kleineren Arbeitsrolle beträgt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die beiden
Arbeitsrollen mit kleinstmöglichem Achsabstand zueinander positioniert werden. Durch die eng nebeneinanderliegende Positionierung der beiden Arbeitsrollen (d. h. der ersten Arbeitsrolle und der zweiten Arbeitsrolle) wird, insbesondere auch bei räumlich gekrümmten Falzlinien bzw. Falzbahnen, ein gleichzeitiges In-Kontakt-Bringen bzw. In-Eingriff-Bringen beider Arbeitsrollen mit dem Falzrand ermöglicht.
Die als Tandemrollensatz bezeichenbare ortsfeste und eng beieinanderliegende Anordnung der beiden Arbeitsrollen bzw. Vorfalzrollen ermöglicht, dass trotz eines einfachen Aufbaus des Rollfalzkopfs zwei Rollfalzvorgänge, wobei es sich insbesondere um zwei
Vorfalzvorgänge handelt, in einem Falzdurchlauf zusammengefasst werden können.
Dadurch wird ein schnelles und zuverlässiges Falzen mit hoher Falzqualität ermöglicht. Ein eventuell erforderliches Fertigfalzen kann z. B. beim Rückläufen des erfindungsgemäßen Rollfalzkopfs mittels einer weiteren am erfindungsgemäßen Rollfalzkopf vorgesehenen Arbeitsrolle durchgeführt werden. Die erste Arbeitsrolle und die zweite Arbeitsrolle sind bevorzugt derart am Grundkörper des erfindungsgemäßen Rollfalzkopfs angeordnet bzw. befestigt, dass deren Achsen zueinander raumparallel sind. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Arbeitsrolle als Kegelstumpfrolle/n bzw. als Trapezrolle/n ausgebildet ist/sind, wobei besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass die erste Arbeitsrolle und die zweite Arbeitsrolle als identische Trapezrollen ausgebildet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass sowohl die erste Arbeitsrolle als auch die zweite Arbeitsrolle als Trapezrollen und vorzugsweise als identische Trapezrollen ausgebildet und mit entgegengesetzter Orientierung am Grundkörper des erfindungsgemäßen Rollfalzkopfs angeordnet sind. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden als Trapezrollen und insbesondere als identische Trapezrollen
ausgebildeten Arbeitsrollen bezüglich einer axialen Draufsicht sich überschneidend und somit besonders eng beieinanderliegend am Grundkörper des erfindungsgemäßen
Rollfalzkopfs angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anlage zum Rollfalzen eines Falzrands an einem Blechbauteil umfasst einen Falztisch zum Auflegen und gegebenenfalls Fixieren des (zu falzenden) Blechbauteils, einen Roboter (oder gegebenenfalls auch ein Portal) und einen
erfindungsgemäßen Rollfalzkopf, wobei dieser Rollfalzkopf an einem Roboterarm des Roboters (bzw. Portalarm oder Portalgreifer) befestigt ist und mittels des Roboters frei im Raum bewegt werden kann. Im Übrigen gelten analog die vorausgehenden und/oder nachfolgenden Erläuterungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Rollfalzen eines Falzrands an einem Blechbauteil umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Anlage;
- Positionieren und gegebenenfalls Fixieren des (zu falzenden) Blechbauteils auf dem Falztisch der Anlage; und
- Bewegen des Rollfalzkopfs entlang einer definierten räumlichen Falzlinie bzw. Falzbahn mittels des Roboters, wobei die beiden Arbeitsrollen am erfindungsgemäßen Rollfalzkopf gleichzeitig mit dem Falzrand (am zu falzenden Blechbauteil) im Kontakt bzw. im Eingriff sind und wobei die zweite Arbeitsrolle als Referenzrolle für die Bewegungsführung (des
Rollfalzkopfs) entlang der Falzbahn dient, so dass die erste Arbeitsrolle der zweiten
Arbeitsrolle vorauseilt bzw. vorausläuft.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Rollfalzkopf mittels des Roboters derart geführt wird, dass die Schwenkbewegungen des Rollfalzkopfs bei seiner Bewegungsführung entlang der Falzbahn im Wesentlichen in der Blechebene des (zu falzenden) Blechbauteils oder in der Tischebene des Falztischs liegen.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass zu Beginn eines Rollfalzvorgangs zuerst die erste Arbeitsrolle mit dem Falzrand des (zu falzenden) Blechbauteils in Kontakt gebracht wird und dass erst danach, insbesondere nach dem der Rollfalzkopf bereits einen Weg entlang der Falzbahn zurückgelegt hat, durch eine (vom Roboter bzw. Portal ausgeführte)
Kippbewegung, wobei es sich insbesondere um eine Kippbewegung um eine in der Tischebene oder Blechebene liegende Kippachse handelt, des Rollfalzkopfs die zweite Arbeitsrolle mit dem Falzrand in Kontakt gebracht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft und nicht einschränkender Weise näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, zugleich allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Fig. 1 zeigt schematisch in mehreren Teilbildern einen Rollfalzvorgang.
Fig. 2 zeigt schematisch in zwei Teilbildern die Arbeitsweise eines
erfindungsgemäßen Rollfalzkopfs.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit für einen erfindungsgemäßen Rollfalzkopf.
Fig. 4 zeigt einen Rollfalzvorgang mit dem Rollfalzkopf aus Fig. 3.
Fig. 5 zeigt in mehreren Teilbildern die Arbeitsrollen des Rollfalzkopfs aus Fig. 3 und
Fig. 4.
Fig. 1 zeigt in mehreren Teilbildern das Herstellen einer Falzverbindung zwischen zwei Blechbauteilen 10 und 20. Das erste Blechbauteil 10 weist einen hochgestellten Falzrand bzw. Bördelrand 1 1 auf (siehe Fig. 1 a), der in drei Schritten um jeweils ca. 30° umgebogen wird. Dabei wird am ersten Blechbauteil 10 eine Falztasche ausgebildet, in der das zweite Blechbauteil 20 formschlüssig festgehalten wird (siehe Fig. 1 d).
Das Umlegen bzw. Umbiegen des Falzrands 1 1 erfolgt sukzessive in drei Schritten I, II und III. Zunächst wird der um ca. 90° gegenüber der angrenzenden Blechebene hochgestellte Falzrand 1 1 mittels einer ersten Arbeitsrolle 130 um ca. 30° umgebogen (siehe Fig. 1 b). Anschließend wird der bereits umgebogene Falzrand 1 1 mittels einer zweiten Arbeitsrolle 140 um weitere 30° umgebogen (siehe Fig. 1 c). Schließlich wird der bereits stark umgebogene Falzrand 1 1 mittels einer weiteren Arbeitsrolle 150 zugedrückt (siehe Fig. 1 d). Die mit der ersten Arbeitsrolle 130 und der zweiten Arbeitsrolle 140 durchgeführten Schritte I und II können als Vorfalzen bezeichnet werden, wobei der Falzrand 1 1 bezüglich seiner ursprünglich senkrechten Ausrichtung um ca. 60° umgebogen wird. Der mit der Arbeitsrolle 150 durchgeführte Falzschritt III kann als Fertigfalzen bezeichnet werden. Die erste
Arbeitsrolle 130 und die zweite Arbeitsrolle 140 sind als Kegelstumpfrollen bzw. als
Trapezrollen ausgebildet und weisen zueinander raumparallel ausgerichtete Dreh- bzw. Rotationsachsen D1 und D2 auf. Bei der Arbeitsrolle 150 zum Fertigfalzen handelt es sich um eine Zylinderrolle.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Vorfalzschritte I und II gemäß den Teilfiguren b und c gleichzeitig in einem Rollfalzvorgang bzw. bei einem Falzdurchlauf ausgeführt werden, so dass einschließlich des Fertigfalzvorgangs nur zwei Falzdurchläufe erforderlich sind. Hierzu sind die erste Arbeitsrolle 130 und die zweite Arbeitsrolle 140 eng nebeneinanderliegend und ortsfest an einem Grundkörper 1 10 eines Rollfalzkopfs 100 angeordnet, wie in Fig. 2a gezeigt. (Der Abstand zwischen den beiden Arbeitsrollen 130 und 140 ist in der Praxis geringer als in Fig. 2a dargestellt). Durch den gleichzeitigen Kontakt bzw. Eingriff der ersten Arbeitsrolle 130 und der zweiten Arbeitsrolle 140 mit dem Falzrand 1 1 am ersten Blechbauteil 10 kann dieser sukzessive in zwei Schritten I und II umgebogen bzw. vorgefalzt werden, wie in Fig. 2b veranschaulicht.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit für einen erfindungsgemäßen Rollfalzkopf 100. Der Rollfalzkopf 100 weist einen Grundkörper 1 10 auf, der über einen Flansch 1 15 an einem nicht dargestellten Roboterarm eines Roboters befestigt werden kann. An dem vom Flansch 1 15 wegweisenden Ende sind die erste Arbeitsrolle 130 und die zweite Arbeitsrolle 140 ortsfest am Grundkörper 1 10 angeordnet.
Die beiden Arbeitsrollen 130 und 140 sind als identische Kegelstumpfrollen bzw.
Trapezrollen ausgebildet, wie nachfolgend noch näher erläutert. Die erste Arbeitsrolle 130 ist derart am Grundkörper 1 10 angeordnet, dass sich der größere Durchmesser innenliegend, d.h. dem Grundkörper 1 10 zugewandt, befindet (siehe auch Fig. 2b). Die zweite Arbeitsrolle 140 ist derart am Grundkörper 1 10 angeordnet, dass sich der größere Durchmesser außenliegend, d. h. vom Grundkörper 1 10 abgewandt, befindet (siehe auch Fig. 2b). Die beiden Arbeitsrollen 130 und 140 sind an einer ebenen Außenseite des Grundkörpers 1 10 angeordnet, wobei die beiden Drehachsen D1 und D2 raumparallel zueinander ausgerichtet sind (siehe auch Fig. 2b). Ferner können die beiden Arbeitsrollen 130 und 140 aufgrund ihrer trapezförmigen
Ausgestaltung derart eng beieinander positioniert werden, dass sich diese in der in Fig. 3 gezeigten Seitenansicht überschneiden bzw. überdecken können. Am Rollfalzkopf 100 bzw. am Grundkörper 1 10 können weitere Arbeitsrollen (beispielsweise eine Arbeitsrolle 150 zum Fertigfalzen) angeordnet sein. Die eng beieinanderliegende Anordnung der beiden
Arbeitsrollen 130 und 140 im selben Flächenabschnitt des Grundkörpers 1 10 kann auch als Tandemrollensatz, Doppelrollensatz oder Zwillingsrollensatz bezeichnet werden.
Fig. 4 zeigt einen Rollfalzvorgang zum Vorfalzen mit dem Rollfalzkopf 100 aus Fig. 3. Die mittels Falzverbindung zu verbindenden Blechbauteile 10 und 20 sind auf einem Falztisch bzw. Bördelbett 200 positioniert und beispielsweise mit einem nicht dargestellten
Niederhalter fixiert. Der Rollfalzkopf 100 wird in der mit M angegebenen Richtung bewegt, wobei der hochgestellte Falzrand 1 1 des ersten Blechbauteils 10 in zwei Schritten zunächst mit der ersten Arbeitsrolle 130 und nachfolgend mit der zweiten Arbeitsrolle 140 umgelegt bzw. umgebogen, jedoch noch nicht fertiggefalzt wird. Das Fertigfalzen erfolgt in einem separaten Rollfalzvorgang bzw. Arbeitsgang.
Für das Vorfalzen werden die beiden Arbeitsrollen 130 und 140 gleichzeitig mit dem umzulegenden bzw. umzubiegenden Falzrand 1 1 in Kontakt bzw. in Eingriff gebracht. Der gleichzeitige Eingriff der beiden Arbeitsrollen 130 und 140 wird durch die Bewegung des Rollfalzkopfs 100 mittels des Roboters, an dessen Roboterarm der Rollfalzkopf 100 angebunden ist, bewerkstelligt. Der Rollfalzkopf 100 muss durch den Roboter derart geführt und gegen den Falztisch 200 gedrückt werden, dass trotz der räumlich gekrümmt verlaufenden Falzbahn bzw. Falzlinie (die insbesondere auch einen sich verändernden Krümmungsverlauf aufweist) ein gleichzeitiger Kontakt beider Arbeitsrollen 130 und 140 gewährleistet ist. Der Rollfalzkopf 100 führt hierbei mit dem Flansch 1 15 die gestrichelt dargestellte und mit S bezeichnete räumliche Bewegungsbahn aus, wobei die Arbeitsrollen 130 und 140 korrespondierend zu dieser Bewegungsbahn S eine im Wesentlichen in der Tischebene oder in der Blechebene des zu falzenden ersten Blechbauteils 10 liegende Falzlinie bzw. Falzbahn abfahren.
Die Bewegung des Rollfalzkopfs 100 wird während des Vorfalzvorgangs derart ausgeführt, dass die zweite Arbeitsrolle 140 als Referenzrolle (bzw. Masterrolle oder Führungsrolle, die hinsichtlich ihrer Bewegungsbahn auf ideales Falzen eingestellt wird) dient, so dass die erste Arbeitsrolle 130 der zweiten Arbeitsrolle 140 quasi vorausläuft. Wegen der eng
beieinanderliegenden Anordnung der beiden Arbeitsrollen 130 und 140 ist der hierbei auftretende Falzfehler an der ersten Arbeitsrolle 130 relativ gering, wobei ein eventuell an der ersten Arbeitsrolle 130 auftretender Falzfehler durch die genau bzw. exakt geführte zweite Arbeitsrolle 140, die auf das Falzergebnis bzw. die Falzqualität einen höheren
Einfluss als die erste Arbeitsrolle 130 hat, kompensiert wird. Sämtliche entlang der
Bewegungsbahn S vorzunehmenden Schwenkbewegungen des Rollfalzkopfs 100 werden so ausgeführt, dass sich die jeweilige Schwenkachse in der Tischebene oder in der Ebene eines der miteinander zu verbindenden Blechbauteile 10 oder 20 befindet. Dies kann durch entsprechende Bewegungsführung seitens des Roboters gewährleistet werden.
Wie ferner an der in Fig. 4 dargestellten Bewegungsbahn S für den Rollfalzkopf 100 (bzw. dessen Flansch 1 15) ersichtlich, führt der Rollfalzkopf 100 zu Beginn des Rollfalzvorgangs eine Kippbewegung aus, derart, dass der Roboter zuerst die erste Arbeitsrolle 130 in Kontakt bzw. in Eingriff mit dem umzulegenden Falzrand 1 1 bringt und einen Rollfalzvorgang um wenige Millimeter durchführt (abhängig vom Abstand der beiden Rollenachsen), bevor dann die zweite Arbeitsrolle 140 durch eine entsprechende Kippbewegung des Rollfalzkopfs 100 mit dem bereits von der ersten Arbeitsrolle 130 teilweise umgelegten bzw. umgebogenen Falzrand 1 1 in Kontakt bzw. in Eingriff gebracht wird. Diese Kippbewegung ist mit einem Bogenpfeil K veranschaulicht. Am Ende des Rollfalzvorgangs werden die beiden
Arbeitsrollen 130 und 140 in entgegengesetzter Weise außer Kontakt bzw. außer Eingriff gebracht.
Die gesamte Bewegungsführung des Rollfalzkopfs 100 sowie das Aufbringen der
erforderlichen Falz- bzw. Biegekräfte wird lediglich von dem Roboter, mit dessen Roboterarm der Rollfalzkopf 100 verbunden ist, bewerkstelligt. (Wozu ein entsprechendes
Roboterprogramm mit Anstellwinkeln, Fahrwegen, Fahrgeschwindigkeiten, Anpresskräften und dergleichen hinterlegt ist.) Soll die erste oder die zweite Arbeitsrolle 130 bzw. 140 bei einem Rollfalzvorgang nicht mit dem Falzrand 1 1 in Kontakt bzw. in Eingriff gebracht werden, so kann dies durch Steuerung des Roboters bewerkstelligt werden, wobei nur der
Anstellwinkel des Rollfalzkopfs 1 10 entsprechend eingestellt wird.
Fig. 5 zeigt die beiden identisch ausgebildeten Arbeitsrollen 130 und 140. Die Arbeitsrollen 130 und 140 werden mittels Schraubbolzen 132 bzw. 142 am Grundkörper 1 10
festgeschraubt und können somit einfach ausgetauscht werden. Die Befestigung der
Rollkörper 130 bzw. 140 auf den Schraubbolzen 132 bzw. 142 erfolgt durch Sicherungsringe (siehe Bezugszeichen 141 in Fig. 5a). Die Orientierung eines Rollkörpers 130 bzw. 140 auf einem Schraubbolzen 132 bzw. 142 ist veränderbar, wozu der Rollkörper nach Entfernen des Sicherungsrings abgenommen und mit umgekehrter Orientierung wieder auf den Schraubbolzen aufgesteckt werden kann. Da sowohl die Rollkörper 130 bzw. 140, als auch die Sicherungsringe und die Schraubbolzen identisch ausgebildet sind, wird der
Bereitstellungs- und Lageraufwand gering gehalten.
Durch Vorsehen anderer Arbeitsrollen 130 und 140, die im Übrigen auch unterschiedlich, d. h. nicht identisch, ausgebildet sein können, sind andere Falzformen, wie bspw. ein Schlaufenfalz herstellbar.
Bezugszeichenliste
10 erstes Blechbauteil
1 1 Falzrand
20 zweites Blechbauteil
100 Rollfalzkopf
1 10 Grundkörper
1 15 Flansch
130 erste Arbeitsrolle / Rollkörper (erste Vorfalzrolle)
132 Schraubbolzen
140 zweite Arbeitsrolle / Rollkörper (zweite Vorfalzrolle)
141 Sicherungsring
142 Schraubbolzen
150 dritte Arbeitsrolle (Fertigfalzrolle)
200 Falztisch
D1 Drehachse (erste Arbeitsrolle)
D2 Drehachse (zweite Arbeitsrolle)
M Bewegungsrichtung
S Bewegungsbahn (Rollfalzkopf)
K Kippbewegung
I erster Falzschritt (Vorfalzen)
II zweiter Falzschritt (Vorfalzen)
111 dritter Falzschritt (Fertigfalzen)

Claims

Patentansprüche
Rollfalzkopf (100) zum Rollfalzen eines Falzrands (1 1 ) an einem auf einem Falztisch (200) aufliegenden Blechbauteil (10), mit einem an einen Roboterarm anbindbaren Grundkörper (1 10) an dem eine erste Arbeitsrolle (130) und eine zweite Arbeitsrolle (140) befestigt sind, die für das schrittweise Falzen des Falzrands (1 1 ) während eines Rollfalzvorgangs gleichzeitig mit diesem Falzrand (1 1 ) in Kontakt gebracht werden können,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Arbeitsrolle (130) und die zweite Arbeitsrolle (140) einen Tandemrollensatz ausbilden, wozu diese Arbeitsrollen (130, 140) ortsfest und eng
nebeneinanderliegend am Grundkörper (1 10) befestigt sind, so dass beide
Arbeitsrollen (130, 140) während eines Rollfalzvorgangs lediglich durch Verändern der Raumlage des Grundkörpers (1 10) gleichzeitig mit dem Falzrand (1 10) in Kontakt gebracht werden können.
Rollfalzkopf (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Achsen (D1 , D2) der beiden Arbeitsrollen (130, 140) zueinander raumparallel sind.
Rollfalzkopf (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
beide Arbeitsrollen (130, 140) als Trapezrollen ausgebildet sind.
Rollfalzkopf (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
beide Trapezrollen (130, 140) identisch ausgebildet sind.
5. Rollfalzkopf (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Trapezrollen (130, 140) mit entgegengesetzter Orientierung am
Grundkörper (1 10) angeordnet sind.
6. Rollfalzkopf (100) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Trapezrollen (130, 140) bezüglich einer axialen Draufsicht sich überschneidend am Grundkörper (1 10) angeordnet sind.
7. Anlage zum Rollfalzen eines Falzrands (1 1 ) an einem Blechbauteil (10), umfassend einen Falztisch (200) zum Auflegen des Blechbauteils (10), einen Roboter und einen Rollfalzkopf (100) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei dieser Rollfalzkopf (100) an einem Roboterarm des Roboters befestigt ist.
8. Verfahren zum Rollfalzen eines Falzrands (1 1 ) an einem Blechbauteil (10),
umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer Anlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7;
- Positionieren des Blechbauteils (10) auf dem Falztisch (200); und
- Bewegen des Rollfalzkopfs (100) entlang einer definierten räumlichen Falzbahn mittels des Roboters, wobei die beiden Arbeitsrollen (130, 140) am Rollfalzkopf (100) gleichzeitig mit dem Falzrand (1 1 ) im Kontakt sind und die zweite Arbeitsrolle (140) als Referenzrolle für die Bewegungsführung entlang der Falzbahn dient.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rollfalzkopf (100) mittels des Roboters derart geführt wird, dass die
Schwenkbewegungen des Rollfalzkopfs (100) bei der Bewegungsführung (S) entlang der Falzbahn im Wesentlichen in der Blechebene des Blechbauteils (10) liegen.
10. Verfahren zum Rollfalzen eines Falzrands (1 1 ) an einem Blechbauteil (10),
insbesondere nach Anspruch 8 oder 9, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer Anlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7;
- Positionieren des Blechbauteils (10) auf dem Falztisch (200); und
- In-Kontakt-Bringen des Rollfalzkopfs (100) mit dem zu falzenden Falzrand (1 1 ), wobei zuerst die erste Arbeitsrolle (130) mit dem Falzrand (1 1 ) in Kontakt gebracht wird und danach durch eine Kippbewegung (K) des Rollfalzkopfs (100) die zweite Arbeitsrolle (140) mit dem Falzrand (1 1 ) in Kontakt gebracht wird.
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