DE29918486U1

DE29918486U1 - Device for positioning and producing screw connection points on pressed metal parts of a vehicle body

Info

Publication number: DE29918486U1
Application number: DE29918486U
Authority: DE
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2009-04-28

Description

24 569/DE/224 569/EN/2

DaimlerChrysler AG FTP/P -NgDaimlerChrysler AG FTP/P-Ng

Stuttgart 31.03.99Stuttgart 31.03.99

Vorrichtung zur Positionierung und Herstellung von Schraubverbindungsstellen an Blechpreßteilen einer FahrzeugkarosserieDevice for positioning and producing screw connections on sheet metal parts of a vehicle body

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung und Positionierung von Schraubverbindungsstellen an fertiggeformten Blechpreßteilen einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for producing and positioning screw connection points on finished sheet metal pressed parts of a vehicle body according to the preamble of claim 1.

Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Bauart sind aus der US 4,884,431 bekannt. Dabei wird ein Fahrzeuggerippe, an dem eine Schraubverbindungsstelle zu einem Karosseriebauteil geschaffen werden soll und zwar als Ausformung in Gestalt eines abgeflachten Buckels zur Kompensation von Bauteiltoleranzen, mit seinen Raumachsen exakt auf die Einrichtung ausgerichtet in einer geeigneten Einspannung angeordnet. Die Einrichtung ist dabei insofern beweglich, als daß sie zum Arbeitseingriff linear in ihre Gebrauchsstellung definiert hinein bzw. nach Beendigung der Bearbeitung aus der Gebrauchsstellung heraus verfahren wird. Die Einrichtung beinhaltet zumindest einen Amboß, dessen Beaufschlagungsseite den Boden einer Matrize bildet und der in Gebrauchsstellung fixiert ist. Diese Gebrauchsstellung ist für alle Ausformungen identisch. In dieser wird das Blechpreßteil von einem Niederhalter beaufschlagt, der gleichzeitig zu seiner Haltefunktion die Funktion der Auflage der Matrize übernimmt. In einem der beiden Ausführungsbeispiele ist dieser von einem Hebel gebildet, der von einem hydraulisch verstellbaren Bügel angelenkt ist. Der Hebel legt sich mit einem endseitigen Daumen am Blechpreßteil bei dem Verfahren der Einrichtung in die Gebrauchslage an, wobei dieser auf das Blechpreßteil mit einer Kraft einwirkt, die dieses wegdrückt. Bei Erreichen der Gebrauchsstellung der Einrichtung wird der Hebel mittels der Hydraulik zur Bildung einer unverrückbaren Auflage für das Blechpreßteil arretiert. Danach wird ein Ziehstempel, der dem Amboß ausgerichtet gegenüberliegt, auf das Blechpreßteil an dessen dem Niederhalter abgewandten Seite gepreßt, wobei am Blechpreßteil ein abgeflachter Buckel ausgeformt wird, dessen Höhe der Lagedifferenz zwischen Auflage der Matrize, also des Niederhalters, und des Bodens der Matrize, also des Ambosses, in Ausformrichtung entspricht.A device of the generic type is known from US 4,884,431. In this case, a vehicle frame, on which a screw connection point to a body component is to be created, namely as a formation in the form of a flattened hump to compensate for component tolerances, is arranged in a suitable clamping device with its spatial axes precisely aligned with the device. The device is movable in that it is moved linearly into its operating position for work intervention or out of the operating position after completion of processing. The device contains at least one anvil, the impact side of which forms the base of a die and which is fixed in the operating position. This operating position is identical for all formations. In this position, the sheet metal pressed part is acted upon by a hold-down device, which simultaneously takes on the function of supporting the die in addition to its holding function. In one of the two embodiments, this is formed by a lever that is articulated by a hydraulically adjustable bracket. The lever rests on the sheet metal pressed part with a thumb at the end when the device is moved into the operating position, whereby this exerts a force on the sheet metal pressed part that pushes it away. When the device reaches the operating position, the lever is locked by means of the hydraulics to form an immovable support for the sheet metal pressed part. A drawing punch, which is aligned opposite the anvil, is then pressed onto the sheet metal pressed part on the side facing away from the hold-down device, whereby a flattened hump is formed on the sheet metal pressed part, the height of which corresponds to the difference in position between the support of the die, i.e. the hold-down device, and the base of the die, i.e. the anvil, in the forming direction.

Alternativ ist in einem zweiten Ausführungsbeispiel bei der Verwendung eines einzigen Ambosses ein ringförmiger Niederhalter vorgesehen, der den Amboß koaxial umgibt und von einer Feder auf die Oberfläche des Blechpreßteils gedrückt wird.Alternatively, in a second embodiment, when using a single anvil, an annular hold-down device is provided which coaxially surrounds the anvil and is pressed onto the surface of the sheet metal pressed part by a spring.

24 569/DE/224 569/EN/2

Eine präzise Ausrichtung eines im allgemeinen großflächigen und schweren Blechpreßteils auf die Einrichtung, bei welcher Ausrichtung jedesmal die von Preßteil zu Preßteil - obwohl formgleich sich ändernden Bauteiltoleranzen berücksichtigt werden müssen, ist hochaufwendig, wobei eine automatisierte Herstellung von Schraubverbindungsstellen innerhalb einer Arbeitsstation in einer Fließbandfertigung infolge der dynamischen Positionsungenauigkeiten in Förderrichtung und der mit teilweise erheblichen Positionsunterschieden behaftete Aufbau des jeweiligen Preßteils auf dem Förderband gar unmöglich ist. Dort würde es somit unweigerlich zu ungenauen Plazierungen der Schraubverbindungsstellen kommen, so daß eine Verbindung mit dem zu verbindenden Karosseriebauteil-wenn überhaupt- nur mit umfangreichen Nacharbeiten erreicht werden kann. Dies gilt besonders bei aufgrund ihrer Größe und/oder ihres Gewichtes nicht mehr beliebig räumlich handhabbaren Werkstücke wie z.B. größeren Karosseriebaugruppen oder kompletten Karosserien. Desweiteren wird das Blechpreßteil, insbesondere dann, wenn es mit einer dünnen Wandstärke ausgebildet ist, bei der Anlage des Hebels deformiert, so daß die Höhe des Buckels Undefiniert ist und somit auch dort bei einer Verbindung mit einem Karosserieteil mit Toleranzen zu rechnen ist. Die Deformation ist dabei um so höher, je weiter die Kontur des Blechpreßteils im Bereich der herzustellenden Schraubverbindungsstelle zum gegenüberliegenden Amboß vorsteht. Dies gilt in gleicher Weise für das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem der Niederhalter von einer Schraubenfeder auf das Blechpreßteil in einer linearen Bewegung gepreßt wird. Die Federkraft nimmt mit dem Längungsweg ab, so daß das Blechpreßteil je näher dessen Kontur zum Amboß vorsteht, um so stärker vom Niederhalter beaufschlagt wird, so daß ebenfalls Deformationen des Blechpreßteils im Bereich der Schraubverbindungsstelle auftreten können. Weiterhin kommt es, nachdem durch den Stanzstempel eine Öffnung am Ort der Schraubverbindungsstelle gestanzt worden ist, bei der darauffolgenden Anbringung des Verbindungselementes zu quer zur Fügerichtung verlaufenden Fügetoleranzen, die eine mühelose Montage des Karosserieteils am Blechpreßteil verhindern.Precise alignment of a generally large and heavy sheet metal pressed part on the device, which alignment must take into account the component tolerances that vary from pressed part to pressed part - even if the shape is the same - is extremely complex, and automated production of screw connection points within a work station in an assembly line production is impossible due to the dynamic position inaccuracies in the conveying direction and the sometimes considerable position differences in the structure of the respective pressed part on the conveyor belt. This would inevitably lead to inaccurate positioning of the screw connection points, so that a connection to the body component to be connected can only be achieved with extensive rework - if at all. This is particularly true for workpieces that cannot be handled spatially due to their size and/or weight, such as larger body assemblies or complete bodies. Furthermore, the pressed sheet metal part, particularly if it has a thin wall thickness, is deformed when the lever is applied, so that the height of the hump is undefined and tolerances must therefore be expected there too when connected to a body part. The further the contour of the pressed sheet metal part protrudes towards the opposite anvil in the area of the screw connection to be produced, the greater the deformation. This also applies to the second embodiment, in which the hold-down device is pressed onto the pressed sheet metal part in a linear movement by a coil spring. The spring force decreases with the elongation path, so that the closer the contour of the pressed sheet metal part protrudes towards the anvil, the more strongly the hold-down device presses it, so that deformations of the pressed sheet metal part can also occur in the area of the screw connection. Furthermore, after an opening has been punched at the location of the screw connection point by the punching die, joining tolerances running transversely to the joining direction occur during the subsequent attachment of the connecting element, which prevent effortless assembly of the body part on the pressed sheet metal part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine präzise Positionierung und ein Bauteiltoleranzausgleich der Schraubverbindungsstellen am Blechpreßteil - auch in einer Fließbandfertigung und insbesondere auch bei aufgrund ihrer Größe und/oder ihres Gewichtes nicht mehr beliebig räumlich handhabbaren Werkstücken wie beispielsweise größeren Karosseriebaugruppen oder kompletten Karosserien - in einfacher Weise gewährleistet ist. .\ The invention is based on the task of further developing a device of this type in such a way that precise positioning and component tolerance compensation of the screw connection points on the pressed sheet metal part is ensured in a simple manner - even in assembly line production and in particular in the case of workpieces which, due to their size and/or weight, can no longer be handled spatially, such as larger body assemblies or complete bodies. .\

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale der Vorrichtung gelöst.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of the device specified in claim 1.

24 569/DE/224 569/EN/2

Dank der Erfindung wird die hochaufwendige Positionierung des Blechpreßteils auf das Herstellungswerkzeug in einfacher Weise durch die für jeden Anbringungsvorgang einer Schraubverbindungsstelle erneuten Ausrichtung der Werkzeuge der Einrichtung auf das Blechpreßteil ersetzt. Aufgrund der flexiblen Festlegung des Ortes der Schraubverbindungsstellen in Abhängigkeit von den Fertigungstoleranzen des Blechpreßteils und aufgrund der entsprechenden durch einen Industieroboter im allgemeinen erreichbaren Flexibilität der Werkzeuge sowie der bei jedem Einlauf eines neuen Blechpreßteils in die Arbeitsstation erneuten Vermessung und Erfassung dessen Umfangskontur wird erst eine Automatisierung der Herstellung von Schraubverbindungsstellen ermöglicht. Durch den damit verbundenen Erhalt der unter Berücksichtigung der Bauteilfertigungstoleranzen bestmöglichen Lage der Schraubverbindungsstellen individuell für jedes Blechpreßteil entfallen sämtliche sonst auftretende Schwierigkeiten bei der Montage, also dem Fügevorgang eines Karosserieteils an dem Blechpreßteil. Durch die gesteuert verfahrbaren Werkzeuge sind dabei Schraubverbindungsstellen auch an entlegenen und sonst für die Herstellung schwer zugänglichen Stellen erzielbar. Außerdem werden aus dem Vermessungsergebnis heraus nur diejenigen Blechpreßteile zur Bearbeitung freigegeben, deren Verlauf der Ist-Oberflächenkontur am Ort der Schraubverbindungsstelle unterhalb der gewünschten Sollage der Buckelflachstelle, welche Sollage sozusagen eine "Nullage" für die Verbindung mit dem Karosseriebauteil bildet, liegt. So ist gewährleistet, daß auf alle Fälle ein Buckel erzeugt wird und die Produktionssicherheit gewährleistet ist. Anderenfalls würde das Blechpreßteil bei einer Position der Ist-Kontur oberhalb der Sollage mit dem Ziehwerkzeug kollidieren und somit zu Beschädigungen des Werkzeugs und des Blechpreßteils führen oder bei einer Übereinstimmung von Sollage und Ist-Oberflächenkontur keinen Buckel ausbilden, was bei einer späteren Verbindung mit dem Karosserieteil die Gefahr einer Kontaktkorrosion mit sich bringt. Durch das an sich bekannte Einstanzen des Blechpreßteils wird am Ort der Flachstelle des Blechpreßteiles eine Schraubverbindungsstelle geschaffen.Thanks to the invention, the highly complex positioning of the sheet metal pressed part on the production tool is replaced in a simple manner by the re-alignment of the tools of the device with the sheet metal pressed part for each attachment process of a screw connection point. Due to the flexible determination of the location of the screw connection points depending on the manufacturing tolerances of the sheet metal pressed part and due to the corresponding flexibility of the tools that can generally be achieved by an industrial robot, as well as the renewed measurement and recording of its peripheral contour each time a new sheet metal pressed part enters the work station, the automation of the production of screw connection points is made possible. By maintaining the best possible position of the screw connection points for each sheet metal pressed part, taking into account the component manufacturing tolerances, all difficulties that otherwise arise during assembly, i.e. the joining process of a body part to the sheet metal pressed part, are eliminated. Thanks to the controlled, movable tools, screw connection points can also be achieved in remote locations that are otherwise difficult to access for production. In addition, based on the measurement results, only those pressed sheet metal parts are released for processing whose actual surface contour at the screw connection point is below the desired target position of the projection flat spot, which target position forms a "zero position" for the connection to the body component. This ensures that a projection is created in all cases and production reliability is guaranteed. Otherwise, the pressed sheet metal part would collide with the drawing tool if the actual contour was above the target position, thus causing damage to the tool and the pressed sheet metal part, or if the target position and actual surface contour match, it would not form a projection, which would lead to the risk of contact corrosion when later connected to the body component. By punching the pressed sheet metal part in the known manner, a screw connection point is created at the flat spot of the pressed sheet metal part.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:Appropriate embodiments of the invention can be found in the subclaims; furthermore, the invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings, in which:

Fig. 1 in einem seitlichen Längsschnitt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Buckel in einem Abschnitt eines Blechpreßteils mit eingestanzter Schraubverbindungsstelle.Fig. 1 shows a lateral longitudinal section through a hump produced by the method according to the invention in a section of a pressed sheet metal part with a stamped screw connection point.

In der Fig. 1 ist ein Ziehwerkzeug 1 zum Formen eines Buckels 2 mit einer oben liegenden Flachstelle 3 bei einem Blechpreßteil 4 einer Fahrzeugkarosserie dargestellt, wobei der Buckel 2 zum Fertigungstoleranzausgleich in Fügerichtung bezüglich eines am Blechpreßteil 4 anzubringenden Karosseriebauteils dient und den Ort einer Schraubverbindungsstelle 5 für das Anbringen bezeichnet. Fig. 1 shows a drawing tool 1 for forming a projection 2 with a flat point 3 on top of a pressed sheet metal part 4 of a vehicle body, wherein the projection 2 serves to compensate for manufacturing tolerances in the joining direction with respect to a body component to be attached to the pressed sheet metal part 4 and indicates the location of a screw connection point 5 for attachment.

24 569/DE/224 569/EN/2

Das Ziehwerkzeug 1 beinhaltet eine Matrize 6 mit einer Matrizenmulde 7 und einen dieser gegenüberliegenden Ziehstempel 8. Die Auflage 9 der Matrize 6 für das Blechpreßteil 4, die deren Mulde 7 seitlich begrenzt, ist an einen Niederhalter 10 geschraubt, während der Matrizenboden 11 von einer Stirnseite eines Stempels 12 gebildet ist, der eine Öffnung 13 der Auflage 9 und eine mit einer Buchse 14 versehene sich an die Öffnung 13 der Auflage 9 axial anschließende Durchführung 15 des Niederhalters 10 durchsetzt. Die Buchse 14 des Niederhalters 10 sitzt annähernd spielfrei auf dem Stempel 12 auf, der die Öffnung 13 der Auflage 9 mit Spiel durchsetzt. Das Ziehwerkzeug 1 bildet die Zange eines Fertigungsroboterarmes, wobei der Stempel 12 starr mit dem Roboterarm verbunden ist. Der Niederhalter 10 und die Matrizenauflage 9 sind dadurch verschiebbar auf dem Stempel 1 2 geführt. Der zugehörige Verschiebeantrieb ist dabei fluidisch, vorzugsweise pneumatisch ausgebildet.The drawing tool 1 contains a die 6 with a die cavity 7 and a drawing punch 8 opposite it. The support 9 of the die 6 for the sheet metal pressed part 4, which laterally delimits its cavity 7, is screwed to a hold-down device 10, while the die base 11 is formed by a front side of a punch 12, which penetrates an opening 13 of the support 9 and a passage 15 of the hold-down device 10 provided with a bushing 14 and axially adjoining the opening 13 of the support 9. The bushing 14 of the hold-down device 10 sits almost without play on the punch 12, which penetrates the opening 13 of the support 9 with play. The drawing tool 1 forms the pliers of a production robot arm, with the punch 12 being rigidly connected to the robot arm. The hold-down device 10 and the die support 9 are thus guided displaceably on the punch 12. The associated displacement drive is fluidic, preferably pneumatic.

Der Ziehstempel 8 ist hohlgebohrt, wobei innerhalb dessen zentrische Bohrung 16 ein Stanzstempel 17 verschiebbar geführt ist, durch den in diesem Ausführungsbeispiel die Schraubverbindungsstelle 5 zentrisch in die am Matrizenboden 11 entlang verlaufende Flachstelle 3 des ausgeformten Buckels 2 eingestanzt wird. Der den Matrizenboden 11 mit seiner Stirnseite bildende Stempel 12 ist hohlgebohrt, wobei er an der Stirnseite eine Öffnung 18 aufweist, die den gleichen Durchmesser besitzt und lageentsprechend orientiert wie die im Blechpreßteil 4 zu stanzende Öffnung ist.The drawing punch 8 is hollow-bored, with a punching punch 17 being slidably guided within its central bore 16, by means of which, in this embodiment, the screw connection point 5 is punched centrally into the flat point 3 of the formed boss 2 running along the die base 11. The punch 12 forming the die base 11 with its front side is hollow-bored, with an opening 18 on the front side which has the same diameter and is oriented in the same position as the opening to be punched in the sheet metal pressed part 4.

Zur Positionierung und Herstellung einer Schraubverbindungsstelle 5 am fertiggeformten Blechpreßteil 4 ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine Ausrichtungsanordnung hinsichtlich der Ausrichtung des Tiefziehwerkzeuges 1 auf das Blechpreßteil 4 und ein Herstellungswerkzeug bestehnd aus dem Tiefziehwerkzeug 1 und einem Stanzwerkzeug umfaßt.For positioning and producing a screw connection point 5 on the finished formed sheet metal pressed part 4, a device is provided which comprises an alignment arrangement with regard to the alignment of the deep-drawing tool 1 on the sheet metal pressed part 4 and a production tool consisting of the deep-drawing tool 1 and a punching tool.

Durch die Ausrichtungsanordnung wird im Förderbetrieb beim Einlauf des Blechpreßteils 4 in die Arbeitsstation mittels einer Einlaufabfrage, die durch mechanische oder optische Abtastung erfolgen kann, die Anwesenheit des Blechpreßteils 4 in der Arbeitsstation detektiert und über elektrische Signale die Robotersteuerung des Industriefertigungsroboters aktiviert. Das Förderband wird dabei kurzzeitig für die zu erbringende Fertigungsarbeit gestoppt. Alternativ ist auch denkbar, in ökonomischer Weise den Fertigungsroboter synchron zum laufenden Förderband zu verfahren und währenddessen durch ihn die Fertigungsarbeiten auszuführen. Das Blechpreßteil 4 wird nun durch beispielsweise optische der Anordnung zugehörige Systeme, die vom Roboter getrennt in einer eigenen stationären Abtastvorrichtung oder direkt am Roboterarm selbst angeordnet sein können, vermessen und dabei sowohl seine aktuelle räumliche Lage relativ zum Roboter als auch durch Abtasten der Umfangskonturen deren Abmessungen und die darin enthaltenen Ferti-The alignment arrangement detects the presence of the pressed sheet metal part 4 in the work station during conveyor operation when the pressed sheet metal part 4 enters the work station by means of an entry query, which can be carried out by mechanical or optical scanning, and activates the robot control of the industrial production robot via electrical signals. The conveyor belt is briefly stopped for the production work to be carried out. Alternatively, it is also conceivable to move the production robot synchronously with the running conveyor belt in an economical manner and to carry out the production work using it. The pressed sheet metal part 4 is then measured by, for example, optical systems belonging to the arrangement, which can be arranged separately from the robot in its own stationary scanning device or directly on the robot arm itself, and in the process both its current spatial position relative to the robot and, by scanning the peripheral contours, their dimensions and the production data contained therein are measured.

24 569/DE/224 569/EN/2

gungstoleranzen ermittelt. Die Vermessungsvorrichtung und die Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage können dabei separat voneinander angeordnet oder ineinander integriert sein.tolerances are determined. The measuring device and the device for determining the spatial position can be arranged separately from one another or integrated into one another.

Die Anordnung beinhaltet desweiteren eine elektronische Recheneinheit, die der Robotersteuerung zugeordnet ist und in der die Umfangskontur eines fertigungstoleranzfreien Idealmodells des Blechpreßteils 4 und die Ideallage der jeweiligen Schraubverbindungsstelle 5 innerhalb dieser Kontur in Form von Koordinatendaten abgelegt sind.The arrangement further includes an electronic computing unit which is assigned to the robot control and in which the circumferential contour of an ideal model of the sheet metal pressed part 4 free of manufacturing tolerances and the ideal position of the respective screw connection point 5 within this contour are stored in the form of coordinate data.

Zur Ausrichtung des Ziehwerkzeugs 1 wird das Idealmodell datentechnisch auf die vermessenene Umfangskontur gelegt und soweit verschoben, bis eine maximale Überdeckung der Konturen eintritt. Dadurch wird die bestmögliche Lage mit der geringst erreichbaren bauteilfertigungsbedingten Lagetoleranz für die jeweilige Schraubverbindungsstelle 5 hinsichtlich der Anbringung eines Karosseriebauteils ermittelt. Das mit dem Stanzwerkzeug integrierte Ziehwerkzeug 1 wird dann über den Roboter durch den Verfahrantrieb mittels der Steuerung, an die die Anordnung die Ortsdaten der Schraubverbindungsstelle liefert, gesteuert in diese Lage derart verfahren, daß der Stempel 12 mit seiner Achse koaxial zur Mittelpunktsachse der so ermittelten Schraubverbindungsstelle 5 positioniert ist.To align the drawing tool 1, the ideal model is placed on the measured circumferential contour using data technology and moved until the contours overlap as much as possible. This determines the best possible position with the smallest possible position tolerance due to component production for the respective screw connection point 5 with regard to the attachment of a body component. The drawing tool 1 integrated with the punching tool is then moved into this position via the robot by the travel drive using the control system to which the arrangement supplies the location data of the screw connection point, in such a way that the punch 12 is positioned with its axis coaxial to the center axis of the screw connection point 5 determined in this way.

Desweiteren wird nun die Oberflächenkontur des eingespannten Blechpreßteils 4 an der herzustellenden Verbindungsstelle 5 vermessen und die erfaßte Ist-Lage dieser Kontur mit der Sollage der Flachstelle 3 verglichen. Die Sollage der Flachstelle 3 des Buckels 2 wird dabei bezüglich einer an der Fahrzeugkarosserie vermessenen Referenzgeraden definiert, kann jedoch auch als vorgegebener feststehender Abstandswert vom Blechpreßteil 4 bestimmt sein.Furthermore, the surface contour of the clamped sheet metal pressed part 4 is now measured at the connection point 5 to be produced and the recorded actual position of this contour is compared with the target position of the flat point 3. The target position of the flat point 3 of the hump 2 is defined with respect to a reference line measured on the vehicle body, but can also be determined as a predetermined fixed distance value from the sheet metal pressed part 4.

Stellt sich bei diesem Vergleich heraus, daß die Ist-Kontur in dem vermessenen Bereich - in Fügerichtung zum Karosseriebauteil gesehen - gleich oder oberhalb der Sollage liegt, wird das Blechpreßteil 4 ausgesondert, da eine etwaige Weiterverwendung zu einer Kollision des Stempels 12 des Ziehwerkzeuges 1 mit dem Blechpreßteil 4 kommen würde bzw. bei Übereinstimmung von Solllage und Ist-Kontur kein Buckel 2 ausgebildet werden würde. Somit werden nur die Blechpreßteile 4 weiterbearbeitet, deren Ist-Oberflächenkontur sich in dem vermessenen Bereich unterhalb der Sollage befindet.If this comparison shows that the actual contour in the measured area - viewed in the joining direction to the body component - is equal to or above the target position, the sheet metal pressed part 4 is rejected, since any further use would result in a collision between the punch 12 of the drawing tool 1 and the sheet metal pressed part 4, or if the target position and the actual contour match, no hump 2 would be formed. Thus, only the sheet metal pressed parts 4 whose actual surface contour is below the target position in the measured area are further processed.

Die Stirnseite des Stempels 12, der starr mit dem Roboterarm verbunden ist, wird nun in die Sollage verfahren. Die Auflage 9 der Matrize 6 wird nun mit samt dem Niederhalter 10 pneumatisch an dem Blechpreßteil 4 zur Anlage gebracht, wobei aufgrund einer genau bemessenen Zeitsteuerung und der Kompressibilität der Luft die Beaufschlagung des Blechpreßteils 4 mit nur sehr geringer Kraft erfolgt, wodurch Deformationen am Blechpreßteil 4 vermieden werden. In die-The front side of the punch 12, which is rigidly connected to the robot arm, is now moved into the desired position. The support 9 of the die 6 is now brought into contact with the sheet metal pressed part 4 together with the hold-down device 10 pneumatically, whereby due to a precisely measured time control and the compressibility of the air, the sheet metal pressed part 4 is only subjected to very little force, which prevents deformation of the sheet metal pressed part 4. In this

24 569/DE/224 569/EN/2

ser Anlagestellung wird die Auflage 9 arretiert und der Fluidantrieb der Matrize 6 drucklos geschaltet. In this position, the support 9 is locked and the fluid drive of the die 6 is depressurized.

Alternativ zu dem pneumatischen Antrieb der Matrize 6 ist auch ein hydraulischer Antrieb denkbar. Im Falle einer hydraulischen Verschiebbarkeit weist die Auflage 9 einen Sensor auf, der eine Berührung der Auflage am Blechpreßteil detektiert und entsprechende Signale zum Stillstand der Verschiebung der Auflage an die Steuerung abgibt. Der Sensor kann auf optischer, taktiler oder akustischer Basis arbeiten. Auch beim hydraulischen Antrieb wird dieser bei Anlage der Auflage 9 arretiert und drucklos geschaltet.As an alternative to the pneumatic drive of the die 6, a hydraulic drive is also conceivable. In the case of hydraulic displacement, the support 9 has a sensor that detects contact between the support and the sheet metal pressed part and sends corresponding signals to the control system to stop the displacement of the support. The sensor can work on an optical, tactile or acoustic basis. With the hydraulic drive, this is also locked and depressurized when the support 9 is placed in place.

Desweiteren ist es denkbar, daß die Auflage 9 der Matrize 6 über den Niederhalter 10 starr mit dem Roboterarm verbunden ist und der Stempel 12 hydraulisch oder pneumatisch verschiebbar gehalten ist. Dazu ist erforderlich, die Auflage 9 mit dem oben genannten Sensor zu bestücken, der den Moment der Anlage am Blechpreßteil 4 anzeigt und über dessen Signale die Matrizenauflage 9 angehalten wird. Der in einer innerhalb der Auflagenöffnung 13 bzw. der Durchführung 15 des Niederhalters 10 angeordneten zurückgezogenen Stellung befindliche Stempel 12 wird dann vorgeschoben, bis dessen Stirnseite die Sollage einnimmt.Furthermore, it is conceivable that the support 9 of the die 6 is rigidly connected to the robot arm via the hold-down device 10 and the punch 12 is held hydraulically or pneumatically movable. For this purpose, the support 9 must be equipped with the above-mentioned sensor, which indicates the moment of contact with the sheet metal pressed part 4 and whose signals are used to stop the die support 9. The punch 12, which is in a retracted position arranged within the support opening 13 or the passage 15 of the hold-down device 10, is then pushed forward until its front side assumes the desired position.

Die Schraubverbindungsstellen 5 liegen somit infolge der räumlichen Ausrichtung des in Koordinatendaten elektronisch abgelegten und den Ort der Schraubverbindungsstellen 5 beinhaltenden Idealmodells auf die reale fertigungstoleranzbehaftete Randkontur des zu bearbeitenden Blechpreßteils 4 immer an der für eine Verbindung mit einem Karosseriebauteil bestmöglichen Stelle positioniert. Die Ausrichtung ist derart, daß die Lage für das Idealmodell gewählt wird, bei der maximale Überdeckung der Konturen von Idealmodell und dem realen Blechpreßteil 4 vorliegt. Bei jedem Blechpreßteil 4 wird die Lage der Schraubverbindungsstelle 4 erneut definiert, wonach das Hersteliungswerkzeug auf das Blechpreßteil 4 ausgerichtet wird.The screw connection points 5 are therefore always positioned at the best possible location for a connection to a body component due to the spatial alignment of the ideal model, which is stored electronically in coordinate data and contains the location of the screw connection points 5, to the real edge contour of the sheet metal pressed part 4 to be processed, which is subject to manufacturing tolerances. The alignment is such that the position for the ideal model is selected at which the contours of the ideal model and the real sheet metal pressed part 4 overlap as much as possible. For each sheet metal pressed part 4, the position of the screw connection point 4 is defined again, after which the manufacturing tool is aligned to the sheet metal pressed part 4.

Nach erfolgter Ausrichtung wird der Ziehstempel 8 auf das Blechpreßteil 4 geführt und der Buckel 2 mit der Flachstelle 3 tiefgezogen, wobei dessen Höhe exakt der Abweichung der Ist-Lage von der Sollage entspricht. Dann wird der Stanzstempel 1 7 zum Blechpreßteil 4 hin verschoben und die Schraubverbindungsstelle zentrisch in die Flachstelle 3 des ausgeformten Buckels 2 eingestanzt. Der ausgestanzte Stanzbutzen ist über die Höhlung 19 des Stempels 1 2 rückwärtig ab^ührbar.After alignment has been completed, the drawing punch 8 is guided onto the sheet metal pressed part 4 and the projection 2 with the flat point 3 is deep drawn, the height of which corresponds exactly to the deviation of the actual position from the desired position. The punching punch 17 is then moved towards the sheet metal pressed part 4 and the screw connection point is punched centrally into the flat point 3 of the formed projection 2. The punched-out slug can be removed backwards via the cavity 19 of the punch 12.

Die beschriebene Einrichtung zur Positionierung und Herstellung von Schraubverbindungsstellen kann sowohl im Rohbau als auch in der Montage an lackierten Karosserien erfolgen. Dazu müssen die Lackschichten geeignete Verformungseigenschaften aufweisen, so daß ein Abplatzen des Lakkes beim Umformen vermieden wird.The described device for positioning and producing screw connections can be used both in the body shop and during assembly on painted bodies. For this purpose, the paint layers must have suitable deformation properties so that the paint does not flak off during forming.

Claims

1. Device for positioning finished sheet metal pressed parts ( 4 ) and a robot-guided production tool ( 1 , 17 ) and for producing screw connection points ( 5 ) on finished sheet metal pressed parts ( 4 ) of a vehicle body, with a drawing tool ( 1 ) consisting of a die ( 6 ) and a drawing punch ( 8 ) which can be actuated in the joining direction to form a flattened hump ( 2 ) for compensating component tolerances between the sheet metal pressed part ( 4 ) and a body part to be connected to it, wherein the die ( 6 ) comprises a support ( 9 ) for the sheet metal pressed part ( 4 ) which laterally delimits its die cavity ( 7 ) and serves as a hold-down device, and a die base ( 11 ), which can be moved relative to one another and fixed in any relative position to one another, with a punch ( 17 ) for attaching a screw connection point ( 5 ) and with an arrangement for aligning the sheet metal pressed part ( 4 ) and the production tool ( 1 , 17 ) with respect to the location of the screw connection point ( 5 ) to be produced, characterized in that

1. that the manufacturing tools ( 1 , 17 ) are arranged on the arm of an industrial robot in which their control and travel drive are integrated,

2. that the arrangement includes a device for determining the exact actual position of the pressed sheet metal part ( 4 ) within the working space of the industrial robot in relation to it and a measuring device for determining the exact actual contour according to the circumference and the surface of the pressed sheet metal part ( 4 ) to be machined that extends in the area of the screw connection point ( 5 ) to be attached, as well as an electronic computing unit which, on the one hand, compares the actual position of the determined circumferential contour with the stored data of a reference model and brings it into maximum overlap with the pressed sheet metal part ( 4 ) to be machined and, on the other hand, compares the recorded actual surface contour with the target position of the flat point ( 3 ) of the hump ( 2 ),

3. that using only the sheet metal pressed parts ( 4 ) whose actual surface contour in the measured area is below the target position, the production tool ( 1 , 17 ) can be brought into the determined individual target position by means of the production robot according to position, direction and distance to the sheet metal pressed part ( 4 ) in such a way that the die base ( 11 ) of the drawing tool ( 1 ) assumes the target position of the flat point ( 3 ) of the projection ( 2 ),

4. and that the drawing punch ( 8 ) is hollow-bored and a punching punch ( 17 ) is slidably guided within its bore ( 16 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the screw connection point ( 5 ) can be punched into the sheet metal pressed part ( 4 ) by means of the punch ( 17 ) to produce a through opening.

3. Device according to claim 1, characterized in that the punch ( 12 ) forming the die base ( 11 ) has an opening ( 18 ) of the same diameter and oriented in the same position as the through-opening,

4. Device according to claim 1, characterized in that the industrial robot is provided with the device for determining the exact actual position of the sheet metal pressed part ( 4 ) in relation to it within its working space.

5. Device according to claim 1, characterized in that the industrial robot is provided with the measuring device for determining the exact actual contour according to the circumference and the surface of the sheet metal pressed part ( 4 ) to be machined extending in the region of the screw connection point ( 5 ) to be attached.

6. Device according to claim 1, characterized in that the support ( 9 ) of the die ( 6 ) is at least indirectly rigidly connected to the robot arm and the die base ( 11 ) is formed by an end face of a displaceable punch ( 12 ) which can be locked relative to the support ( 9 ).

7. Device according to claim 1, characterized in that the die base ( 11 ) is at least indirectly rigidly connected to the robot arm and the support ( 9 ) of the die ( 6 ) is pneumatically or hydraulically displaceable, wherein the support ( 9 ) can be locked in the contact position on the sheet metal pressed part ( 4 ).

8. Device according to claim 1, characterized in that the support ( 9 ) has a sensor which detects contact of the support ( 9 ) on the pressed sheet metal part ( 4 ) and emits corresponding signals to the control system to stop the displacement of the support ( 9 ).