DE202009006053U1

DE202009006053U1 - folding device

Info

Publication number: DE202009006053U1
Application number: DE202009006053U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Systems GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2019-04-28

Abstract

Falzeinrichtung mit mindestens einem mehrachsigen Manipulator (3), der ein Falzgerät (2) relativ zu einem Werkstück (8) bewegt, wobei das Falzgerät (2) mindestens ein Eckenfalzwerkzeug (17) und mindestens ein Kantenfalzwerkzeug (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzgerät (2) zur Bearbeitung von Eckenbereichen (12) an einem Werkstück (8) temporär an einem Abstützpunkt (15) abgestützt und geführt ist.Folding device with at least one multi-axis manipulator (3), which moves a folding device (2) relative to a workpiece (8), wherein the folding device (2) at least one Eckfalzwerkzeug (17) and at least one Kantenfalzwerkzeug (18), characterized in that the folding device (2) is temporarily supported and guided at a support point (15) for machining corner areas (12) on a workpiece (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Falzeinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention relates to a folding device with the features in the preamble of the main claim.

Aus der Praxis sind Falzeinrichtungen bekannt, bei denen ein robotergeführtes Falzgerät zum Kanten- und Eckenfalzen an Werkstücken mit geringer Blechdicke eingesetzt wird. Die Kanten des Werkstückes werden mit Falzrollen, die Eckbereiche mit Falzrollen und gegebenenfalls mit Falzfingern bearbeitet. Diese Falzeinrichtungen sind auf die Genauigkeit und die Zustellkraft des Roboters beschränkt, was häufig zu Ungenauigkeiten beim Eckenfalzen oder sogar zu einem Abgleiten des Falzfingers führt. Hierdurch kann ein unter dem Werkstück befindliches Falzbett beschädigt werden, was hohe Reparaturkosten und einen längeren Ausfall der Falzeinrichtung hervorruft.Out In practice, folding devices are known in which a robot-guided Folding device for edge and corner folds on workpieces is used with a small sheet thickness. The edges of the workpiece be used with folding rollers, the corner areas with folding rollers and if necessary edited with folding fingers. These folding devices are on the Accuracy and the delivery force of the robot limits what often to inaccuracies when Eckenfalzen or even too slipping the Falzfingers leads. This can be a Damaged under the workpiece folding bed damaged what high repair costs and a longer failure causes the folding device.

Ferner sind in der Praxis Falzeinrichtungen mit separaten Eckenfalzvorrichtungen bekannt. Die Kantenbereiche eines Werkstücks werden auch hier mit einem robotergeführten Falzwerkzeug bearbeitet. Die Eckenfalzvorrichtungen sind jedoch als separate Vorrichtungen ausgeführt und fest am Falzbett positioniert. Sie greifen zwischen den Bearbeitungsschritten der Kantenfalzung an vordefinierten Punkten in den Bearbeitungsprozess ein. Die Eckenbearbeitung erfolgt hier in nur einem Schritt, wobei ein Falzfinger durch einen in der Eckenfalzvorrichtung angeordneten Antrieb an das Werkstück angestellt wird und die Eckenfalzung vornimmt. Derartige Falzvorrichtungen sind wenig flexibel und erfordern eine komplexe Steuerung. Die Abstimmung von Kantenfalzung und Eckenfalzung erfordert ferner hohe Genauigkeit und erfolgt in einem iterativen auf aufwändigen Optimierungsprozess.Further are in practice folding devices with separate Eckenfalzvorrichtungen known. The edge areas of a workpiece will also machined here with a robot-guided folding tool. The However, corner folding devices are designed as separate devices and firmly positioned on the folding bed. They access between the processing steps edge folding at predefined points in the machining process one. The corner processing takes place here in just one step, where a folding finger arranged by a in the Eckenfalzvorrichtung Drive is made to the workpiece and the Eckfalzung performs. Such folding devices are less flexible and require a complex control. The coordination of edge folding and corner folding also requires high accuracy and is done in an iterative on elaborate optimization process.

Die DE 299 14 967 U1 zeigt eine Roboterfalzeinrichtung mit einem Roll- oder Kantenfalzkopf und separaten, stationär am Falzbett angeordneten Eckenschiebern, die vom Roboter betätigt werden.The DE 299 14 967 U1 shows a Roboterfalzeinrichtung with a roll or Kantenfalzkopf and separate stationary on the folding bed arranged corner slides, which are operated by the robot.

Beim Rollfalzen mit Robotern sind ferner Roll- bzw. Kantenfalzwerkzeuge bekannt, die eine Falzrolle und eine an einem Falzbett oder am Werkstück abgestützte Gegenrolle haben, z. B. gemäß DE 10 12 277 C1 , DE 103 92 607 T5 und DE 101 11 374 A1 .When rolling with robots roll or Kantenfalzwerkzeuge are also known, which have a folding roller and a counter-roll supported on a folding bed or on the workpiece, for. B. according to DE 10 12 277 C1 . DE 103 92 607 T5 and DE 101 11 374 A1 ,

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Falzeinrichtung aufzuzeigen.It Object of the present invention, a better folding device show.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The Invention solves this problem with the features in the main claim.

Die kombinierte Anordnung von Eckenfalzwerkzeug und Kantenfalzwerkzeug an nur einem Falzgerät, welches von einem mehrachsigen Manipulator geführt wird, ermöglicht eine flexible Bearbeitung von einfachen und auch komplizierten Werkstückgeometrien. Steuerung und Programmierung der Falzeinrichtung können durch Teaching des Manipulators erfolgen, was eine schnelle und einfache Produktionsvorbereitung ermöglicht. Weitere Vorteile liegen im geringen Bauraum und den niedrigen Kosten der Falzeinrichtung.The combined arrangement of Eckfalzwerkzeug and Kantenfalzwerkzeug on only one folding device, which of a multi-axis Manipulator is guided, allows a flexible Machining of simple and complicated workpiece geometries. Control and programming of the folding device can done by teaching the manipulator what a fast and simple production preparation possible. Other advantages are in the small space and the low cost of the folding device.

Die Toleranzen und Elastizitäten eines Manipulators, insbesondere eines mehrachsigen Industrieroboters, sind richtungsabhängig und unterscheiden sich je nach Raumposition der Manipulatorhand erheblich. Insbesondere bei Manipulatoren mit sieben oder mehr Raumachsen kann ein- und dieselbe Bearbeitungsposition und Werkzeugorientierung durch eine Vielzahl von Stellungen der Manipulatorachsen und -gelenke erreicht werden. Dies führt wiederum dazu, dass für eine bestimmte Bearbeitungsposition keine exakten Toleranzen oder Elastizitäten voraus berechnet werden können, sondern nur ein Toleranz- und Elastizitätsbereich abgeschätzt werden kann. Das Falzen von Eckbereichen an Werkstücken erfordert jedoch eine sehr hohe Genauigkeit und eine kontrollierte Krafteinleitung.The Tolerances and elasticities of a manipulator, in particular a multi-axis industrial robot, are directional and differ significantly depending on the spatial position of the manipulator hand. Especially with manipulators with seven or more spatial axes can one and the same machining position and tool orientation a variety of positions of the manipulator axes and joints be achieved. This in turn causes that for a certain machining position no exact tolerances or elasticities can be calculated in advance, but only a tolerance and elasticity range can be estimated. However, the folding of corner areas on workpieces requires a very high accuracy and a controlled application of force.

Für eine Eckenfalzung wird das beanspruchte Falzgerät temporär an Abstützpunkten angesetzt und abgestützt. Dies ermöglicht eine exakte Führung des Falzgerätes auf einer vorgegebenen Bahn um den Abstützpunkt. Es entsteht dabei eine Hebelwirkung zwischen der Krafteinleitung an der Manipulatorhand und dem Werkzeugeingriff. Ein Großteil der Bearbeitungskräfte wird über den Abstützpunkt aufgenommen und muss nicht von der Manipulatorhand aufgebracht werden. Hierdurch wird der Manipulator entlastet bzw. können höhere maximale Bearbeitungskräfte erreicht werden.For a Eckenfalzung the claimed folding device is temporary attached to support points and supported. This allows exact guidance of the folding device on a given path around the support point. It arises doing a leverage between the application of force to the manipulator hand and the tool intervention. Much of the editing staff is taken over the support point and must not be applied by the manipulator hand. This will the manipulator relieves or can higher maximum Machining forces are achieved.

Wird das Falzgerät mit der daran befindlichen Stützaufnahme an einem Abstützpunkt angelehnt, so bilden der Abstützpunkt und die Stützaufnahme gemeinsam ein temporäres Lager für das Falzgerät. Über dieses Lager kann ein exakter räumlicher Bezug zwischen dem zu bearbeitenden Eckbereich des Werkstücks und dem Eckenfalzwerkzeug hergestellt werden, der nur in sehr geringem Maße von den Toleranzen und den Elastizitäten der Manipulatorhand in der jeweiligen Bearbeitungsposition abhängig ist. Dies ermöglicht eine exakte und kontrollierte Führung des Eckenfalzwerkzeuges.Becomes the folding device with the support receptacle located thereon leaning against a support point, so form the support point and the support receptacle together a temporary one Bearing for the folding device. About this Stock can be an exact spatial relationship between the machining corner region of the workpiece and the Eckfalzwerkzeug made which are only very slightly off the tolerances and the elasticities of the manipulator hand in the respective Machining position is dependent. this makes possible an exact and controlled guidance of the corner folding tool.

An einer Werkstückecke können mehrere Abstützpunkte angeordnet sein, die jeweils mit mehreren Stützaufnahmen und Eckenfalzwerkzeugen am Falzgerät korrespondieren. Somit kann für jedes Eckenfalzwerkzeug eine definierte Führung geschaffen werden. Dies ermöglicht eine Bearbeitung des Eckbereichs in mehreren Schritten, was zu einer höheren Flexibilität und Fertigungsgenauigkeit führt.At a workpiece corner can have multiple support points be arranged, each with multiple support receptacles and Eckfalzwerkzeugen correspond to the folding device. Consequently can for each Eckfalzwerkzeug a defined leadership be created. This allows processing of the corner area in several steps, resulting in greater flexibility and manufacturing accuracy leads.

Jeder Abstützpunkt kann beispielsweise mittels Distanzscheiben separat justiert werden. Die Justierung kann in mehreren Achsen getrennt erfolgen. Somit kann für jeden zu bearbeitenden Eckbereich eines Werkstückes eine separate Einstellung des Werkzeugeingriffes erfolgen. Die Exaktheit einer solchen mechanischen Justierung ist insbesondere im Rahmen der Wiederholgenauigkeit einer vorprogrammierten Roboterbahn bei weitem überlegen. Einem toleranzbedingten Abgleiten des Eckenfalzwerkzeuges und einer Beschädigung des Falzbettes kann sicher vorgebeugt werden. Die Ausfallsicherheit wird erhöht und die Instandhaltungskosten werden gesenkt. Die eingestellte Justierung kann für jeden Abstützpunkt und für jeden zu bearbeitenden Eckbereich eines Werkstücks separat dokumentiert werden und unterstützt damit Qualitätssicherung.Everyone Abstützpunkt can for example by means of spacers be adjusted separately. The adjustment can be in several axes done separately. Thus, can be edited for each Corner of a workpiece a separate adjustment of the Tool intervention done. The exactness of such a mechanical Adjustment is especially in the context of repeatability of a preprogrammed robotic track far superior. a tolerance-induced slippage of the Eckfalzwerkzeuges and damage The folding bed can be safely prevented. The reliability is increased and the maintenance costs are lowered. The Adjusted adjustment can be made for each support point and for each corner area of a workpiece to be machined be documented separately and thus supports quality assurance.

Das Anfahren eines Abstützpunktes mit dem Falzwerkzeug kann sehr schnell erfolgen, da für das reine Ansetzen des Falzgerätes an einem Abstützpunkt eine grobe Bahnprogrammierung ausreichen kann. Auch die Kippbewegung des Falzwerkzeuges kann durch die Abstützung und Führung am temporären Lager von einem Manipulator schneller ausgeführt werden als eine frei programmierte Bewegung, was die Taktzeit eines Eckfalzungsschrittes zusätzlich verkürzt.The Approaching a support point with the folding tool can done very quickly, as for the pure attachment of the folding device at a support point a rough path programming may be sufficient. Also, the tilting movement of the folding tool can by the support and guide at the temporary warehouse of a manipulator be executed faster than a freely programmed one Movement, what the tact time of a Eckfalzungsschritt in addition shortened.

Mit der beanspruchten Falzeinrichtung kann das Falzen von Ecken und Kantenbereichen in einem durchgehenden Prozess durchgeführt werden, wobei für das Umsetzen des Falzgerätes zwischen einem Kantenfalz- und einem Eckenfalzschritt nur sehr kurze Wege nötig sind. Dies vereint die Vorteile einer schnellen und flexiblen Produktionsvorbereitung mit einer hohen Fertigungsgenauigkeit und schafft somit Kosten- und Qualitätsvorteile.With the claimed folding device, the folding of corners and Edge areas performed in a continuous process be, where for the implementation of the folding device between a Kantenfalz- and a Eckenfalzschritt only very short Paths are needed. This combines the advantages of a fast and flexible production preparation with high manufacturing accuracy and thus creates cost and quality advantages.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:The The invention is for example and schematically in the drawings shown. In detail show:

1: eine Falzeinrichtung mit einem vom Manipulator geführten Falzgerät sowie ein Werkstück in Seitenansicht, 1 a folding device with a folding device guided by the manipulator and a workpiece in side view,

2 und 3: eine geschnittene Seitenansicht auf ein Falzgerät, welches auf einem Abstützpunkt gelagert ist, jeweils vor und während des Werkzeugeingriffs bei einer Eckenfalzung, 2 and 3 FIG. 2: a sectional side view of a folding device, which is mounted on a support point, in each case before and during tool engagement in a corner fold, FIG.

4: eine Draufsicht auf ein Werkstück mit an den Eckenbereichen angeordneten Abstützpunkten, 4 FIG. 2: a plan view of a workpiece with support points arranged at the corner regions, FIG.

5: eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Falzgerätes, 5 a side view of a preferred embodiment of a folding device,

6: eine geschnittene Seitenansicht von Abstützpunkten mit Justageelementen, 6 a sectional side view of support points with adjustment elements,

7: eine schematische Darstellung von zwei Abstützpunkten und den für das Falzgerät ermöglichten Dreh- oder Kippbewegungen 7 : A schematic representation of two support points and the folding or tilting enabled for the folding device

8: eine Schrägansicht eines Abstützpunktes. 8th : an oblique view of a support point.

Die Falzeinrichtung (1) weist gemäß 1 mindestens ein Falzgerät (2) auf, welches an einem mehrachsigen Manipulator (3) über eine Flanschplatte (19) an der Manipulatorhand (5) befestigt ist. Das Falzgerät (2) wird vom Manipulator (3) relativ zu einem Werkstück (8) bewegt. Die Falzeinrichtung (1) weist eine Steuerung (4) auf, durch die die Bewegungen des Falzwerkzeuges (2) vorgegeben und ausgelöst werden. Das Werkstück (8) besteht aus zwei oder mehreren Werkstückteilen (9, 10), welche mittels ein oder mehreren Spannvorrichtungen (11) relativ zueinander und auf einem Falzbett (6) fixiert sind. Das Falzbett (6) ist auf einem Trägergestell (7) angeordnet.The folding device ( 1 ) according to 1 at least one folding device ( 2 ), which on a multi-axis manipulator ( 3 ) via a flange plate ( 19 ) on the manipulator hand ( 5 ) is attached. The folding device ( 2 ) is handled by the manipulator ( 3 ) relative to a workpiece ( 8th ) emotional. The folding device ( 1 ) has a controller ( 4 ), through which the movements of the folding tool ( 2 ) and triggered. The workpiece ( 8th ) consists of two or more workpiece parts ( 9 . 10 ), which by means of one or more tensioning devices ( 11 ) relative to each other and on a folding bed ( 6 ) are fixed. The folding bed ( 6 ) is on a support frame ( 7 ) arranged.

An den Eckbereichen des Werkstückes (8) sind jeweils ein oder mehrere Abstützpunkte (15) fest angeordnet und beispielsweise mit den Trägergestell (7) oder direkt mit dem Falzbett (6) verbunden. Das Trägergestell kann samt Werkstück (8) über eine Fördereinrichtung (14) von einer anderen Bearbeitungsstation her zum Manipulator (3) und zum Falzgerät (2) bewegt und für den Falzprozess an einem Gestell (13) fixiert sein. Alternativ kann das Trägergestell (7) stationär in der Falzeinrichtung (1) angeordnet sein, wobei das Werkstück (8) beispielsweise von einer Handhabungseinrichtung (nicht dargestellt) zu- und abgeführt wird. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich das Werkstück während einer Falzbearbeitung bevorzugt in Ruhe.At the corners of the workpiece ( 8th ) are each one or more support points ( 15 ) and, for example, with the support frame ( 7 ) or directly with the folding bed ( 6 ) connected. The support frame can, together with workpiece ( 8th ) via a conveyor ( 14 ) from another processing station to the manipulator ( 3 ) and to the folding device ( 2 ) and for the folding process on a frame ( 13 ) be fixed. Alternatively, the support frame ( 7 ) stationary in the folding device ( 1 ), wherein the workpiece ( 8th ), for example, by a handling device (not shown) and is discharged. In the illustrated embodiment, the workpiece is preferably at rest during a folding operation.

Wie in 5 dargestellt, weist das Falzgerät (2) bevorzugt ein oder mehrere Kantenfalzwerkzeuge, beispielsweise in Form von Falzrollen (18, 18') und ein oder mehrere Eckenfalzwerkzeuge, beispielsweise in Form von Falzfingern (17, 17', 17''), auf. Die Falzfinger (17, 17', 17'') sind bevorzugt am Schaft (20) des Falzgerätes (2) befestigt. Das Falzgerät (2) weist bevorzugt im unteren Bereich ein oder mehrere Stützaufnahmen (16, 16', 16'') auf, die in ihrer Form mit den Abstützpunkten (15) korrespondieren. Das Falzgerät (2) weist ferner eine Flanschplatte (19) zur Befestigung an einer Manipulatorhand auf. Zum Positionieren des Falzgerätes, zum Teachen oder zum manuellen Vorprogrammieren kann am Falzgerät (2) ein Messdorn oder eine Messspitze (21) angebracht werden. Die Messspitze (21) kann auch zum Anfahren oder Abtasten von Referenzmarken (nicht dargestellt) am Werkstück verwendet werden. Über diese Referenzmarken kann die exakte Lage eines Werkstückbereiches erfasst und beispielsweise zur Korrektur einer Bewegung des Falzgerätes (2) berücksichtigt werden.As in 5 shown, the folding device ( 2 ) preferably one or more edge folding tools, for example in the form of folding rollers ( 18 . 18 ' ) and one or more corner folding tools, for example in the form of folding fingers ( 17 . 17 ' . 17 '' ), on. The folding fingers ( 17 . 17 ' . 17 '' ) are preferably on the shaft ( 20 ) of the folding device ( 2 ) attached. The folding device ( 2 ) preferably has one or more support receptacles in the lower region ( 16 . 16 ' . 16 '' ) in shape with the support points ( 15 ) correspond. The folding device ( 2 ) further comprises a flange plate ( 19 ) for attachment to a manipulator hand. For positioning the folding device, for teaching or for manual pre-programming, it is possible to 2 ) a measuring mandrel or a measuring tip ( 21 ). The measuring tip ( 21 ) can also be used for starting or scanning reference marks (not shown) on the workpiece. About these reference marks the exact position of a workpiece area can be detected and, for example for correcting a movement of the folding device ( 2 ).

Mittels der Falzrollen (18, 18') können die Kantenbereiche eines Werkstückes (8) in einer aus dem Stand der Technik bekannten Art in einem ein- oder mehrstufigen Prozess gefalzt werden. Zum Falzen der Eckbereiche (12) des Werkstücks (8) kann das Falzgerät (2) zuerst mit einer Stützaufnahme (16) an einem Abstützpunkt (15) angelegt werden. Dies ist in 2 dargestellt. Der Abstützpunkt (15) bildet zusammen mit der Stützaufnahme (16) ein temporäres Drehlager für das Falzgerät (2). Das Falzgerät (2) kann in einer kontrollierten Bewegung um die Drehachse (22) dieses temporären Lagers gekippt werden.By means of the folding rollers ( 18 . 18 ' ), the edge areas of a workpiece ( 8th ) are folded in a manner known from the prior art in a single or multi-stage process. For folding the corner areas ( 12 ) of the workpiece ( 8th ), the folding device ( 2 ) first with a support receptacle ( 16 ) at a support point ( 15 ). This is in 2 shown. The support point ( 15 ) forms together with the support receptacle ( 16 ) a temporary pivot bearing for the folding device ( 2 ). The folding device ( 2 ) can move in a controlled movement around the axis of rotation ( 22 ) of this temporary warehouse.

Der geometrische Bezug zwischen der Wirkfläche des Falzfingers (17) und der Drehachse (22) ist in vorbestimmter Weise festgelegt und korrespondiert mit dem geometrischen Bezug des zu falzenden Eckbereiches (12) des Werkstückes (8) mit dem Abstützpunkt (15). Für eine exakte Einstellung des Werkzeugeingriffs kann jeder Abstützpunkt (15) über ein oder mehrere Justageelemente wie beispielsweise Distanzscheiben (24) verfügen. Jeder Abstützpunkt (15) ist somit bevorzugt in ein oder mehreren Achsen separat justierbar. Somit kann für jedes Eckenfalzwerkzeug (17, 17', 17'') an jedem Eckbereich (12) des Werkstücks (8) eine separate Einstellung des Werkzeugeingriffs erfolgen, indem die Raumposition des jeweiligen Abstützpunktes (15) justiert wird. Hierdurch ist eine hohe Wiederholgenauigkeit der Bearbeitung an jedem Eckenbereich erreichbar und zwar unabhängig von der momentanen Stellung und Orientierung der Manipulatorachsen und -gelenke.The geometric relationship between the effective surface of the folding finger ( 17 ) and the axis of rotation ( 22 ) is determined in a predetermined manner and corresponds to the geometric reference of the corner region to be folded ( 12 ) of the workpiece ( 8th ) with the support point ( 15 ). For exact adjustment of the tool engagement, each support point ( 15 ) via one or more adjustment elements such as spacers ( 24 ) feature. Each support point ( 15 ) is thus preferably separately adjustable in one or more axes. Thus, for each Eckfalzwerkzeug ( 17 . 17 ' . 17 '' ) at each corner area ( 12 ) of the workpiece ( 8th ) a separate adjustment of the tool engagement done by the spatial position of the respective support point ( 15 ) is adjusted. As a result, a high repeatability of the machining can be achieved at each corner region, regardless of the current position and orientation of the manipulator axes and joints.

Um kurze Prozesszeiten und gleichzeitig hohe Fertigungsgenauigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Bearbeitungsprozess in einem kontinuierlichen Bewegungsablauf und unter Minimierung von Bewegungen ohne Werkzeugeingriff durchzuführen. Mit der erfindungsgemäßen Falzeinrichtung (1) kann dies beispielsweise durch eine mehrstufige Umrundung eines Werkstücks (8) unter sukzessiver Bearbeitung der Kanten- und Eckbereiche erfolgen.In order to achieve short process times and at the same time high production accuracy, it is advantageous to carry out the machining process in a continuous movement sequence and with the minimization of movements without tool intervention. With the folding device according to the invention ( 1 ), this can be achieved, for example, by a multi-level orbit of a workpiece ( 8th ) under successive processing of the edge and corner areas.

Gemäß 4 kann beispielsweise durch das Falzgerät (2) zuerst ein Vorfalzen des Kantenbereichs A mit einer Falzrolle (18) erfolgen. Anschließend wird das Falzgerät (2) auf dem dem Eckbereich B zugeordneten Abstützpunkt (15) angesetzt. In einer geführten Kippbewegung um die Drehachse (22) des Abstützpunktes (15) wird mittels eines Eckenfalzwerkzeuges (17) eine Vorfalzung des Eckbereichs B durchgeführt. Das Falzgerät (2) wird sodann wieder vom Abstützpunkt (15) entfernt und mit einem Kantenfalzwerkzeug (18) an den Kantenbereich C angesetzt, woraufhin der Kantenbereich C vorgefalzt wird. In dieser Art umrundet das vom Manipulator (3) geführte Falzgerät (2) einmal den Außenbereich des Werkstücks (8). Anschließend erfolgt in gleicher Bearbeitungs- und Bewegungsfolge, allerdings mit anderen Eckenfalzwerkzeugen (17', 17'') und Kantenfalzwerkzeugen (18'), das Fertigfalzen der jeweiligen Kanten- und Eckbereiche. Es ist hierbei möglich, dass im Eckbereich des Werkstücks (8) zusätzliche Abstützpunkte (15) angeordnet sind, die jeweils mit unterschiedlichen Eckenfalzwerkzeugen (17', 17'') korrespondieren. Diese zusätzlichen Abstützpunkte (15) sind in 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.According to 4 For example, by the folding device ( 2 ) first a pre-folding of the edge portion A with a folding roller ( 18 ) respectively. Subsequently, the folding device ( 2 ) on the corner point B associated Abstützpunkt ( 15 ). In a guided tilting movement about the axis of rotation ( 22 ) of the support point ( 15 ) is by means of a Eckfalzwerkzeuges ( 17 ) a Vorfalzung the corner B performed. The folding device ( 2 ) is then returned from the support point ( 15 ) and with a Kantenfalzwerkzeug ( 18 ) is applied to the edge region C, whereupon the edge region C is prefolded. In this way, this is surrounded by the manipulator ( 3 ) guided folding device ( 2 ) once the outside of the workpiece ( 8th ). Subsequently, in the same sequence of processing and movement, but with other Eckfalzwerkzeugen ( 17 ' . 17 '' ) and edge folding tools ( 18 ' ), the Fertigfalzen the respective edge and corner areas. It is possible that in the corner region of the workpiece ( 8th ) additional support points ( 15 ) are arranged, each with different Eckfalzwerkzeugen ( 17 ' . 17 '' ) correspond. These additional support points ( 15 ) are in 4 not shown for reasons of clarity.

Gemäß 8 weist ein Abstützpunkt (15) bevorzugt einen zylindrischen Führungsbereich (25) und daneben angeordnete Anlageflächen (26) auf. Das Falzwerkzeug (2) kann mit einer Stützaufnahme (16, 16', 16'') über den zylindrischen Bereich (25) eines Abstützpunktes (15) gleiten und somit um die gemeinsame Drehachse (22) in einer geführten Kreisbewegung kippen. Ein seitliches Abgleiten oder Verdrehen des Falzwerkzeuges (2) werden durch die Abstützung am zylindrischen Führungsbereich (25) und an den Anlageflächen (26) verhindert.According to 8th has a support point ( 15 ) preferably a cylindrical guide region ( 25 ) and adjacent contact surfaces ( 26 ) on. The folding tool ( 2 ) can with a support receptacle ( 16 . 16 ' . 16 '' ) over the cylindrical area ( 25 ) of a support point ( 15 ) and thus about the common axis of rotation ( 22 ) tilt in a guided circular motion. A lateral sliding or twisting of the folding tool ( 2 ) are supported by the support on the cylindrical guide area ( 25 ) and at the contact surfaces ( 26 ) prevented.

Bei der Programmierung des Anfahrens eines Abstützpunktes (15) durch das Falzgerät (2) mittels Teachen kann das Falzgerät (2) von einem Bediener manuell auf einen Abstützpunkt (15) aufgesetzt und exakt positioniert werden. Das Falzgerät (2) hat in dieser Lage bevorzugt geringes Spiel zu den Anlageflächen (26). Die so ermittelte Raumposition kann direkt in die Steuerung (4) der Falzeinrichtung (1) übernommen werden. Auf die gleiche Weise kann ein Teachen der Falzbewegungen erfolgen. Die Bewegungen des Falzgerätes (2) können jedoch auch manuell oder auf andere Weise programmiert werden. Sie können auch beispielsweise von einer externen Schnittstelle aus einem CAD-Programm oder einer Robotersimulation übertragen werden.When programming the start-up of a support point ( 15 ) by the folding device ( 2 ) by teaching the folding device ( 2 ) from an operator manually to a support point ( 15 ) and positioned exactly. The folding device ( 2 ) has in this situation preferably low clearance to the contact surfaces ( 26 ). The determined spatial position can be directly into the controller ( 4 ) of the folding device ( 1 ). In the same way a teaching of the folding movements can take place. The movements of the folding device ( 2 ) can also be programmed manually or otherwise. They can also be transmitted, for example, from an external interface from a CAD program or a robot simulation.

Wie in 7 schematisch dargestellt, kann ein Abstützpunkt (15) bevorzugt als Drehlager mit einer einzelnen Drehachse (22) oder auch als Kugellager mit einem Drehpunkt (23) ausgebildet sein. Die Stützaufnahmen (16, 16', 16'') des Falzgerätes (2) sind korrespondierend geformt.As in 7 shown schematically, a support point ( 15 ) preferably as a pivot bearing with a single axis of rotation ( 22 ) or as a ball bearing with a pivot point ( 23 ) be formed. The support mounts ( 16 . 16 ' . 16 '' ) of the folding device ( 2 ) are correspondingly shaped.

Je nach Beabstandung der Eckenfalzvorrichtungen (17, 17', 17'') von einer jeweiligen Stützaufnahme (16, 16', 16'') in Kombination mit der Beabstandung der Flanschplatte (19) von einer Stützaufnahme (16, 16', 16'') sind unterschiedliche Hebelübersetzungen erreichbar. Hierdurch kann das Verhältnis zwischen aufzubringender Bearbeitungskraft am Werkzeugeingriff und den vom Manipulator an der Flanschplatte (19) abzustützenden Reaktionskräften beeinflusst werden. Die vom Manipulator aufzubringenden Kräfte sind bevorzugt wesentlich kleiner als die im Werkzeugeingriff auftretenden Bearbeitungskräfte. Ein Großteil der Bearbeitungskräfte wird über das temporäre Lager am Abstützpunkt (15) aufgenommen. Diese Kräfteübersetzung ermöglicht einerseits eine Entlastung des Manipulators oder andererseits die Bearbeitung von Eckenbereichen an Werkstücken mit hohen Blechdicken, wie dies bisher mit manipulatorgeführten Eckenfalzvorrichtungen nicht möglich war. Da das Falzwerkzeug (2) stets in einer kontrollierten Bewegung um den Abstützpunkt (15) geführt ist, übertragen sich die Positionier- und Bewegungstoleranzen sowie die Ungenauigkeiten des Manipulators nicht auf den Werkzeugeingriff. Ein durch die von Bearbeitungsrichtung und Stellung des Manipulators abhängigen Elastizitäten hervorgerufenes Abgleiten des Eckenfalzwerkzeuges (17, 17', 17'') und eine hierdurch hervorgerufene Beschädigung des Falzbettes (6) werden verhindert.Depending on the spacing of the corner folding devices ( 17 . 17 ' . 17 '' ) of a respective support receptacle ( 16 . 16 ' . 16 '' ) in combination with the spacing of the flange plate ( 19 ) of a support receptacle ( 16 . 16 ' . 16 '' ) different leverage ratios can be achieved. As a result, the ratio between the applied machining force on the tool engagement and the manipulator on the flange ( 19 ) to be supported reaction forces. The forces to be applied by the manipulator are preferably substantially small ner than the machining forces occurring in the tool engagement. Much of the machining power is transmitted via the temporary bearing at the support point ( 15 ). This force transmission allows on the one hand a discharge of the manipulator or on the other hand, the processing of corner areas on workpieces with high sheet thicknesses, as was previously not possible with manipulator Eckenfalzvorrichtungen. Since the folding tool ( 2 ) always in a controlled movement around the support point ( 15 ), the positioning and movement tolerances as well as the inaccuracies of the manipulator are not transferred to the tool engagement. A sliding caused by the dependent of the processing direction and position of the manipulator elastics sliding the Eckenfalzwerkzeuges ( 17 . 17 ' . 17 '' ) and thereby causing damage to the folding bed ( 6 ) are prevented.

Mit der beanspruchten Falzeinrichtung (1) ist es auch möglich, sogenannte Designkanten oder Charakterlinien mit nur einem Falzgerät (2) zu bearbeiten. Kennzeichen solcher Designkanten oder Charakterlinien ist, dass zwei aufeinander folgende Falzkanten an einem Werkstück (8) nicht in einer gemeinsamen Ebene oder Linie liegen, so dass der dazwischen befindliche Eckenbereich (12) besonders stark oder in ungünstiger Weise durch die Vorfalzung der Kantenbereiche vorbelastet ist. Die Bearbeitung solcher Eckenbereiche erfordert eine besonders hohe Präzision in der Werkzeugführung. Durch eine geeignete Anbringung von ein oder mehreren Abstützpunkten (15), die ein oder mehreren Eckenfalzwerkzeugen (17, 17', 17'') zugeordnet sind, können solche Eckenbereiche (12) an Designkanten beispielsweise in einem mehrstufigen Bearbeitungsprozess mit einer besonders hohen Fertigungsgenauigkeit gefalzt werden.With the claimed folding device ( 1 ), it is also possible, so-called design edges or character lines with only one folding device ( 2 ) to edit. Characteristic of such design edges or character lines is that two successive folded edges on a workpiece ( 8th ) are not in a common plane or line, so that the intervening corner region ( 12 ) is particularly heavily or unfavorably pre-loaded by the prefolding of the edge portions. The processing of such corner areas requires a particularly high precision in the tool guide. By suitable attachment of one or more support points ( 15 ) containing one or more corner folding tools ( 17 . 17 ' . 17 '' ), such corner areas ( 12 ) are folded at design edges, for example, in a multi-stage machining process with a particularly high manufacturing accuracy.

Je nach Ausführungsform des Falzgerätes (2) sind durch die Falzeinrichtung (1) Eckenfalzungen in einem einzigen oder in mehreren, aufeinander folgenden Bearbeitungsschritten möglich. Eine einstufige Falzbearbeitung, wie sie in den 2 und 3 dargestellt ist, eignet sich insbesondere bei einem zulässigen Restöffnungswinkel im Eckbereich von mehr als 30°. Bei einem kleineren Restöffnungswinkel eignet sich bevorzugt eine mehrstufige Bearbeitung durch Vorfalzen und Fertigfalzen.Depending on the embodiment of the folding device ( 2 ) are by the folding device ( 1 ) Corner folds in a single or in several consecutive processing steps possible. A one - step folding machine, as used in the 2 and 3 is shown, is particularly suitable for a permissible residual opening angle in the corner of more than 30 °. At a smaller residual opening angle is preferably a multi-stage processing by pre-folding and Fertigfalzen.

Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Einzelmerkmale der gezeigten Vorrichtungsteile beliebig miteinander kombiniert und vertauscht werden. Ferner sind beliebige konstruktive Varianten des Falzgerätes (2) und der Ecken- und Kantenfalzwerkzeuge (17, 17', 17'', 18, 18') möglich. Die Eckenfalzwerkzeuge (17, 17', 17'') können beispielsweise mit einer Schnellspannvorrichtung am Falzgerät (2) oder direkt an der Flanschplatte (19) angebracht sein. Die Kantenfalzwerkzeuge (18, 18') können in anderer Form ausgeführt sein und über einen Antrieb verfügen. Ebenso können die Eckenfalzwerkzeuge (17, 17', 17'') in anderer Form ausgeführt sein.Modifications of the embodiments shown are possible in various ways. In particular, the individual features of the device parts shown can be arbitrarily combined with one another and exchanged. Furthermore, any constructive variants of the folding device ( 2 ) and the corner and edge folding tools ( 17 . 17 ' . 17 '' . 18 . 18 ' ) possible. The corner folding tools ( 17 . 17 ' . 17 '' ) can, for example, with a quick release on the folding device ( 2 ) or directly on the flange plate ( 19 ) to be appropriate. The edge folding tools ( 18 . 18 ' ) can be designed in another form and have a drive. Likewise, the corner folding tools ( 17 . 17 ' . 17 '' ) be executed in a different form.

11: Falzeinrichtungfolding device
22: Falzgerätfolding equipment
33: Manipulator/RoboterManipulator / robot
44: Steuerungcontrol
55: Handhand
66: Falzbettfolding bed
77: Trägergestellsupport frame
88th: Werkstückworkpiece
99: Werkstückteil AWorkpiece part A
1010: Werkstückteil BWorkpiece part B
1111: Spannvorrichtungjig
1212: Eckenbereichcorner area
1313: Gestellframe
1414: FördereinrichtungConveyor
1515: Abstützpunktsupport point
1616: Stützaufnahmesupport recording
1717: Falzfinger/EckenfalzwerkzeugFalzfinger / Eckenfalzwerkzeug
1818: Falzrolle/KantenfalzwerkzeugSeaming roll / Kantenfalzwerkzeug
1919: Flanschplatteflange
2020: Schaftshaft
2121: Messdorn/MessspitzeFeeler / Probe
2222: Drehachseaxis of rotation
2323: Drehpunktpivot point
2424: Distanzscheibe/JustageelementSpacer / adjustment element
2525: zylindrischer Bereichcylindrical Area
2626: Anlageflächecontact surface
AA: Kantenbereichedge region
BB: Eckbereichcorner
CC: Kantenbereichedge region

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 29914967 U1 [0004]
- DE 1012277 C1 [0005]
- DE 10392607 T5 [0005]
- DE 10111374 A1 [0005]

Claims

Folding device with at least one multi-axis manipulator ( 3 ), which is a folding device ( 2 ) relative to a workpiece ( 8th ), wherein the folding device ( 2 ) at least one Eckfalzwerkzeug ( 17 ) and at least one edge folding tool ( 18 ), characterized in that the folding device ( 2 ) for processing corner areas ( 12 ) on a workpiece ( 8th ) temporarily at a support point ( 15 ) is supported and guided.

Folding device according to claim 1, characterized in that the folding device ( 2 ) one or more to support points ( 15 ) corresponding support receptacles ( 16 ) having.

Folding device according to claim 1 or 2, characterized in that a support point ( 15 ) with a support receptacle ( 16 ) of the folding device ( 2 ) a temporary bearing in the form of a rotation axis ( 22 ) or a fulcrum ( 23 ) form.

Folding device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that one or more corner areas ( 12 ) of a workpiece ( 8th ) one or more support points ( 15 ) assigned.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that the support points ( 15 ) in at least two axes exactly adjustable and with a support frame ( 7 ) or a folding bed ( 6 ) are firmly connected.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that around the support point ( 15 ) a lever effect arises, whereby the multi-axis manipulator ( 3 ) are significantly lower during a Eckenfalzung to be supported on the manipulator hand forces than the Eckfalzwerkzeug ( 17 ) on a workpiece ( 8th ) applied processing forces.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that corner regions ( 12 ) on workpieces ( 8th ) are workable with a sheet thickness of 1.5 mm or more.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that on the folding device ( 2 ) several corner folding tools ( 17 ) are arranged for different corner geometries or processing steps.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that the folding device ( 2 ) and / or the folding bed ( 6 ) and / or the support frame ( 7 ) by means of a measuring mandrel ( 21 ) are scannable or positionable and the position in the controller ( 4 ) of the manipulator ( 3 ) is programmable.

Folding device according to one of the preceding claims, characterized in that the folding device ( 2 ) a measuring tip ( 21 ) for approaching or scanning reference marks on the workpiece ( 8th ) having.

Folding device ( 2 ) with one or more edge folding tools ( 18 . 18 ' ) and one or more corner folding tools ( 17 . 17 ' . 17 '' ), by a multi-axis manipulator ( 3 ), characterized in that the folding device ( 2 ) one or more support receptacles ( 16 . 16 ' . 16 '' ), wherein the folding device ( 2 ) around a through a support receptacle ( 16 . 16 ' . 16 '' ) predetermined path is feasible.