Eine solche Bördeleinrichtung ist aus der DE-U-299 10 871 bei- spielsweise bekannt. Das dort gezeigte robotergeführte Bördel- werkzeug besitzt eine Bördelrolle, mit der ein Bördelflansch an einem Werkstück umgefalzt und niedergedrückt wird. Das Vor- und Fertigbördeln kann gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgän- gen stattfinden.

Mit der dort gezeigten robotergeführten Bördeleinrichtung kön- nen relativ einfach weitgehend gerade oder relativ schwach ge- krümmte Bördelflansche bearbeitet werden. Ein großer Nachteil beim Durchführen des Rollbördelns mit der dort gezeigten Bör- deleinrichtung besteht aber darin, dass das Vor-und Fertig- bördeln ein mehrfaches Umrunden des Werkstückes durch den In- dustrieroboter erfordert. Die möglichen Fahrgeschwindigkeiten des Industrieroboters sind jedoch relativ gering. Aufgrund dieses langwierigen Bearbeitungszeitraums hat sich das Roll-

bördeln bisher in der Grossserienfertigung, insbeondere in Fertigungsstraßen von Automobilherstellern, nicht durchsetzen können. Dort werden die Bördelarbeiten mit sehr aufwendigen und teuren Bördelpressen verrichtet.

Ein Rollbördeln mit der in der DE-U-299 10 871 gezeigten Bör- deleinrichtung findet im Fahrzeugbau derzeit nur beim Bau von Erstmustern und Prototypen sowie in der Kleinserien-und Kun- dendienstfertigung statt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Börde- leinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu- bilden, dass mit dieser eine wesentlich schnellere Bearbeitung der zu bördelnden Werkstücke ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bördeleinrich- tung mit einem mehrachsigen Manipulator, insbesondere einem Industrieroboter, der an seiner Hand ein Bördelwerkzeug mit einem Bördelkopf und zumindest einer am Bördelkopf befindli- chen Bördelrolle trägt gelöst, wobei die zumindest eine Bör- delrolle fest auf einer Abtriebswelle eines Antriebes angeord- net ist, mit welchem die Bördelrolle während des Bördelns mit einer definierten Drehzahl angetrieben wird.

Dabei wird die Drehzahl der angetriebenen Bördelrolle so ein- gestellt, dass das Material des Bördelflansches von der Bör- delrolle etwas eingezogen wird. Dadurch wird ein Aufstauchen des Bördelflansches verhindert. Die Drehrichtung der Bördel- rolle erfolgt in der geleichen Richtung wie die Bewegung des Roboterarms des Industrieroboters, wobei die Drehgeschwindig-

keit der Bördelrolle grösser als die Fahrgeschwindigkeit des Industrieroboters ist.

Des Weiteren wird der Antrieb der Bördelrolle in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Industrieroboters gere- gelt. Der sich bewegende Industrieroboter und die gleichzeitig angetriebene Bördelrolle üben damit beim Bördeln des Bör- delflansches neben den herkömmlichen Kräften zusätzlich noch eine tangentiale Kraft auf den Bördelflansch in Richtung des Umrisses des zu bördelnden Werkstücks aus. Dadurch reduziert sich zusätzlich die für das Bördeln notwendige Anpresskraft, die auf den Bördelflansch ausgeübt werden muss.

Typischerweise ist als Antrieb ein Antriebsmotor vorgesehen, der zweckmäßigerweise ein aufgeflanschtes Getriebe aufweist, so dass die Bördelrolle auf der Abtriebswelle dieses Getriebes fest angeordnet ist. Der Sitz kann dabei Form-oder kraft- schlüssig, insbesondere in einer Welle/Nabeverbindung ausge- führt sein.

Der Antriebsmotor und das Getriebe können dabei im Inneren des Bördelkopfs oder an der Außenwand des Bördelkopfs angeordnet sein. Für das Getriebe sind unterschiedliche Ausführungsformen denkbar, so z. B. Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe.

Vorzugsweise können die Bördelrollen direkt von einem eigens dafür vorgesehenen Antriebsmotor beispielsweise einem Servomo- torsangetrieben werden.

In einer typischen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Börde- leinrichtung weist diese mindestens zwei Bördelrollen auf, von

denen typischerweise die erste kegelförmig ausgestaltet ist und zum Vorbördeln des Werkstücks dient. Die Zweite ist typi- scherweise dann zylindrisch ausgebildet und dient zum Fertig- bördeln des Werkstücks.

Ein weiterer wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Reibung zwischen dem zu bördelnden Bör- delflansch und der Oberfläche der den Bördelflansch bearbei- tenden Bördelrollen möglichst hoch sein soll. Ein"Durchdre- hen"der angetriebenen Bördelrollen auf dem Bördelflansch ist unter allen Umständen zu vermeiden. Eine zweckmäßige Ausges- taltung für die Bördelrollen ist dabei, die Bördelrollen aus einem Hartmetallkern, vorzugsweise einem Stahlkern, mit einem darauf befindlichen Hartgummimantel auszubilden. Der Hartgum- mimantel kann dabei aufvulkanisiert sein.

Mit der so ausgestalteten robotergeführten Bördeleinrichtung können problemlos weitgehend gerade oder relativ schwach ge- krümmte Bördelflansche mit sehr hoher Geschwindigkeit bearbei- tet werden. Starke Krümmungen und insbesondere Ecken in der Bördelflanschkontur können mit der so ausgestalteten Börde- leinrichtung genauso wie im Stand der Technik nur schwer, d. h. langsam, bearbeitet werden.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Bördeleinrichtung deswegen zusätzlich eine Eckenbördelvorrich- tung auf.

In einer Ausgestaltung ist als Eckenbördelvorrichtung ein E- ckenfalzstift vorgesehen, der im Bereich des Bördelkopfs ange- ordnet ist.

Mit diesem Eckenfalzstift werden die Bereiche der Bördel- flanschkontur, die mit den Bördelrollen nur schwer oder über- haupt nicht zu bördeln sind, heruntergedrückt. Typischerweise wird dabei der Bördelkopf am Roboterarm kurzzeitig vom Bör- delflansch abgehoben und die bis zu diesem Zeitpunkt im Ein- satz befindliche Bördelrolle durch Drehen des Bördelkopfs vom Bördelflansch entfernt. Durch die Drehbewegung des Bördelkopfs wird gleichzeitig der am Bördelkopf befindliche Eckenfalzstift in Position gebracht und der Industrieroboter kann danach so- fort seine Fahrt am Bördelflansch entlang fortsetzen.

Nach Beendigung der Bearbeitung des Eckenbereichs der Bör- delflanschkontur wird wiederum der Bördelkopf kurzzeitig vom Roboterarm vom Bördelflansch abgehoben. Der Bördelkopf wird wiederum gedreht, wobei dann wieder die Bördelrolle in Positi- on gebracht wird, um mit dem eigentlichen Rollbördeln fort zu fahren. Es können jedoch auch alle Eckenbereiche im Voraus be- arbeitet werden, um die ständigen Wechsel zu vermeiden.

In einer alternativen Ausgestaltung werden die Eckenbereiche durch eine oder mehrere separate, außerhalb des Manipulators befindliche Eckenfalzvorrichtungen bearbeitet, die um die Eck- bereiche des Werkstückes angeordnet sind.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Bördeleinrichtung ferner eine Messeinrich- tung auf, die vorzugsweise im Bereich des Bördelkopfs angeord- net ist.

Mit einer solchen typischerweise mehrachsig erfassenden Mess- einrichtung können verschiedene auf die Bördeleinrichtung

rückwirkende mechanische Bördelgrößen oder mechanische und/oder elektrische Zustandsgrößen gemessen werden, wobei ü- ber die Verbindung der Messeinrichtung mit der Robotersteue- rung eine entsprechende Nachregelung der Bahnführung, der Drehzahl und der Anpresskraft der Bördelrolle möglich ist.

Durch die Erfassung dieser mechanischen Bördelgrößen und der Zustandsgrößen der Bördelvorrichtung können die notwendigen Bahn-, Anpress-und Drehzahlkorrekturen mit dem Industrierobo- ter selbst über dessen Steuerung in den dafür vorgesehenen Achsen durchgeführt werden.

Insbesondere können damit Werkstücke bearbeitet werden, die sehr kompliziert verlaufende Bördelstellen bzw. Bördelflansche aufweisen. Durch die Anordnung einer solchen Messeinrichtung kann eine komplexe Überwachung des gesamten Bördelvorgangs und eine damit einhergehende Steuerung und Nachregelung des Bör- delvorgangs erfolgen.

Die Messeinrichtung weist dazu Kraft-und/oder Drehmomentsen- soren auf, mit denen die wirkenden Kräfte und Drehmomente in den translatorischen und rotatorischen Achsen aufgenommen wer- den können.

Die Erfindung ist im Folgenden in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles eingehend beschrieben. Dabei zeigen : Figur 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Bördelein- richtung mit einem Industrieroboter und einem Bördelwerkzeug mit einer angetriebenen Bördelrolle und

Figur 2 eine detaillierte Darstellung des Bördelwerkzeugs mit zwei angetriebenen Bördelrolle zum Vor-und Fertigbördeln.

Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Bör- deleinrichtung 1, die in der Hauptsache aus einem sechsachsi- gen Industrieroboter 2 und einem Bördelwerkzeug 5 besteht.

Das Bördelwerkzeug 5 wird von dem Industrieroboter 2 gegenüber einem ortsfest auf einem Gestell 14 angeordneten und dort auf einem Bördelbett eingespannten Werkstück 10 bewegt.

Das Gestell 14 kann auch als Drehtisch (nicht gezeigt) ausge- führt sein, auf dem das Bördelbett aufmontiert ist, wobei der Drehtisch entgegen der Fahrtrichtung des Roboters gedreht wird und dazu in die Steuerung des Industrieroboters 2 miteingebun- den ist oder auf eine gemeinsame Steuerung zugreift.

Das Werkstück 10 hat ein oder mehrere Bördelflansche 11, die an ein oder mehreren Stellen Eckbereiche 12 aufweisen. Unter Eckbereichen 12 werden hier Bördelflanschbereiche verstanden, die eine stärkere Krümmung aufweisen und deswegen mit der Bör- delrolle 6 nur bedingt oder überhaupt nicht bearbeitet werden können.

Der in der Figur 1 gezeigte Industrieroboter weist sechs rota- torische Achsen auf. Die Achsenzahl kann jedoch auch kleiner oder größer sein. Der Industrieroboter 2 besitzt eine Roboter- steuerung 13, über die seine Bewegungen und gegebenenfalls auch der Prozessablauf des Bördelns gesteuert und geregelt werden. Dazu ist in der Robotersteuerung 13 ein aus der Kontur der Bördelflansche abgeleiteter Bewegungsablauf des Roboters 2

sowie des Bördelwerkzeugs 5 programmiert und die CAD-und/oder CAM-Daten des Werkstücks 10 in einem Arbeitsspeicher abgelegt.

Der Industrieroboter 2 besitzt eine Schwinge und einen Ausle- ger 3, an dessen vorderem Ende eine Roboterhand 4 mit ein oder mehreren Bewegungsachsen angeordnet ist. Abtriebseitig weist die Roboterhand 4 einen Handflansch auf, an dem das Bördel- werkzeug 5 angeflanscht ist.

Das in der Figur 1 gezeigte Bördelwerkzeug 5 besitzt eine Bör- delrolle 6. Die Bördelrolle 6 ist fest auf einer Abtriebswelle 7 befestigt. Die Abtriebswelle 7 steht in Verbindung mit einem Getriebe 8, welches auf einen Antriebsmotor 9 aufgeflanscht ist. Getriebe 8 und Antriebsmotor 9 befinden sich im Inneren des Bördelwerkzeugs 5.

Zum Ausführen des Rollbördelns am Werkstück 10 wird der In- dustrieroboter 2 von der Steuerung 13 in Bewegung gesetzt und umfährt dabei den Bördelflansch 11 mit einer Geschwindigkeit vl. Gleichzeitig wird die Bördelrolle 6 auf den Bördelflansch gedrückt, so dass die Bördelrolle 6 den Bördelflansch nach un- ten falzt. Die Bördelrolle 6 wird dabei in eine Drehbewegung versetzt, die über den Antriebsmotor 9, das Getriebe 8 und letztendlich die Abtriebswelle 7 erfolgt. Die Drehbewegung der Bördelrolle 6 erfolgt in Fahrtrichtung des Roboters 2 entlang der Außenkontur des Bördelflanschs 11.

Die Drehgeschwindigkeit v2 bzw. die Drehzahl der Bördelrolle 6 ist dabei größer als die Fahrgeschwindigkeit vl des sich bewe- genden Roboters 2. Es gilt demnach v2 > v1.

Dadurch wird das Werkstück im Bereich des Bördelflansches 11 von der Bördelrolle 6 leicht entgegen der Fahrtrichtung des Roboters 2 eingezogen. Ein Aufstauchen des Werkstücks 10 im Bereich des Bördelflansches 11 wird wirksam verhindert.

Der Industrieroboter 2 besitzt eine Robotersteuerung 13, mit der die Bewegungen und der gesamte Prozessablauf des durchge- führten Rollbördelns gemessen und geregelt werden. Die Robo- tersteuerung 13 ist als rechnergestützte Steuerung mit einem oder mehreren Prozessoren, mehreren Schnittstellen für die Ein-und Ausgabe von Daten und mehreren Speichern für Be- triebs-, Prozess-und sonstige relevante Daten ausgeführt.

In der Robotersteuerung 13 sind der Bahnverlauf und der ent- sprechende Bewegungsablauf des Industrieroboters 2 und des Bördelwerkzeugs 8 programmiert und in einem Arbeitsspeicher abgelegt.

Die Bördeleinrichtung 1 besitzt im Bereich ihres Bördelkopfs 15 eine Messeinrichtung 20, mit der die aus dem Bördelvorgang erfassten Bördelgrößen gemessen werden. Die Messeinrichtung 20 ist über eine Leitung 19 mit der Robotersteuerung 13 verbun- den. Die Robotersteuerung 13 ist wiederum mit einer Leitung 21 mit dem Industrieroboter 2 verbunden.

Mit der Messeinrichtung 20 wird insbesondere die Drehzahl und der Anpressdruck der Bördelrolle 6 während des Rollbördelns gemessen und über eine Soll-/Istwertabgleichung nachgeregelt.

Die Nachregelung berücksichtigt insbesondere auch die exakte Einstellung des Anpressdrucks der sich drehenden Bördelrolle 6.

Da die Fahrtgeschwindigkeit des Roboters 2 beim Umfahren und Bearbeiten des Werkstücks 11 unterschiedlich sein kann, muss die Drehzahl der angetriebenen Bördelrolle 6 darauf abgestimmt werden. Dieser Abgleich erfolgt ebenfalls über die Roboter- steuerung 13, in dem die Drehzahl der Bördelrolle 6 über die im Arbeitsspeicher abgelegten Programmdaten in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit des Roboters 2 eingestellt wer- den.

Die Figur 2 zeigt eine Detailansicht einer bevorzugten Ausfüh- rungsform für das Bördelwerkzeug 5. Das in der Figur 2 gezeig- te Bördelwerkzeug 5 weist einen Befestigungsflansch 21 auf, mit welchem das Bördelwerkzeug 5 an die Schwinge eines Robo- ters angeflanscht werden kann. Unterhalb des Bördelflansches befindet sich ein Bördelkopf 15, in dessen Inneren ein An- triebsmotor 9 und ein darauf angeflanschtes Getriebe 8 ange- ordnet sind.

Unterhalb des Bördelkopfes wiederum ist eine erste Bördelrolle 16 angeordnet, die über eine Welle-/Nabeverbindung form-und kraftschlüssig auf der Abtriebswelle 7 sitzt, die mit dem Ge- triebe verbunden ist. Diese erste Bördelrolle 16 dient zum Vorbördeln des zu bearbeitenden Bördelflanschs. Um 180° ver- setzt befindet sich unterhalb des Bördelkopfs 15 eine zweite Bördelrolle 17, die ebenfalls über eine Welle-/Nabeverbindung form-und kraftschlüssig auf einer Abtriebswelle 7 befestigt ist, die mit dem Getriebe 8 in Verbindung steht. Diese zweite Bördelrolle 17 dient zum Fertigbördeln des zu bearbeitenden Bördelflansches.

Zwischen dieser ersten Bördelrolle 16 und der zweiten Bördel- rolle 17 befindet sich jeweils um 90° zu diesen versetzt an der Außenwand des Bördelkopfs 15 ein Eckenfalzstift 18.

Dieser Eckenfalzstift 18 dient zum Falzen von Eckenbereichen 12 des zu bearbeitenden Bördelflanschs, welche mit den Bördel- rollen 16 und 17 aufgrund der in diesen Eckenbereichen 12 vor- liegenden starken Krümmungen nicht zu bearbeiten sind. Mit diesem Eckenfalzstift 18 wird der dort zu bearbeitende Bör- delflansch nach unten gefalzt.

Des Weiteren ist an dem Bördelkopf 15 eine Messeinrichtung 20 angeordnet, mit welcher die physikalischen Größen im Bereich des Bördelwerkzeugs 5 und des zu bearbeitenden Bördelflansches 11 während des Bördelns erfasst werden. Funktionsweise und Aufbau dieser Messeinrichtung 20 wurden oben bereits eingehend beschrieben.

Der Bördelkopf kann automatisch oder durch Personeneingriff ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste 1 Bördeleinrichtung 2 Industrieroboter 3 Ausleger 4 Roboterhand 5 Bördelwerkzeug 6 Bördelrolle 7 Abtriebswelle 8 Getriebe 9 Antriebsmotor 10 Werkstück 11 Bördelflansch 12 Eckenbereich 13 Robotersteuerung 14 Gestell 15 Bördelkopf 16 Vorbördelrolle 17 Fertigbördelrolle 18 Eckenstift 19 Leitung 20 Messeinrichtung 21 Leitung