辊卷边工具的制作方法

本发明涉及辊卷边工具，其构造和设计允许在卷边过程期间监视应力并且以迅速且简单的方式调整通过辊施加的压力。

发明背景及其解决的技术问题

辊卷边过程或操作当前在本领域中是已知的，其例如在接合两个面板（如内部面板和外部面板）使其表面中的两个彼此相接触时使用。

该卷边过程包括两个阶段：预卷边阶段和卷边阶段。

预卷边阶段包括外部面板轮廓的凸缘的连续折叠，直到所述凸缘相对于内部面板形成预定角度为止。随后，在卷边阶段期间，凸缘结束其折叠到内部面板上，因此接合两个面板。

该卷边过程或操作在其两个阶段期间通过如下执行：根据预定路径重复滚动某些辊或辊通过部件或面板轮廓的凸缘，使得由于通过所述辊施加的特定压力，面板轮廓的凸缘倾向于折叠通过所述路径。在卷边阶段期间通过辊施加的压力比在预卷边阶段期间通过辊施用的压力更高，之所以如此是因为，在卷边阶段期间，除了结束凸缘的折叠外，足够的压力需要施用到凸缘上，以保证两个面板的接合。

必须精确地描绘通过辊描绘的路径；因此，辊被引导通过能够以高精确度描绘路径的机构和设备，诸如机器人。

此外，通常需要多于一个辊，以进行每个面板所需的折叠。这是由于若干大尺寸辊的可用性，所述大尺寸辊允许通过滚动以高品质折叠大的区域，且还存在若干小尺寸的辊，从而在需要减小的弯曲半径的区域中提供折叠。额外地，已知各种形状（柱形、锥形等）的辊且其相对于引导它们的机器人具有不同定向，便于机器人的定位，从而除了有助于防止辊或机器人自身与靠近卷边区域布置的元件的非期望碰撞外，还允许在运动中节省能量和时间。

机器人通常通过线性插值编程，即，其遵循通过线性段限定的路径。这意味着，在描绘弯曲路径后，在机器人待遵循的路径与其实际上遵循的路径之间，无可挽回地发生小的失调，在百分之一的范围中。以这种方式，辊不再与部件相接触或在与其分离时在某些点处减小其在凸缘上的压力。

技术实现要素：

除了达到目标以及防止在先前部分中提及的不便之外，本发明还允许知晓施用在部件或面板上的压力或应力。知晓该数据是有趣且重要的，主要是因为除了知晓弯曲不同厚度的不同材料所必须的力之外，其还允许知晓在每个时刻机器人的工作应力的状态。知晓机器人在其操作期间的每个时刻的应力的事实还允许获得可反映在图表中的参考信息。

除了其他数据外，该图表还可示出机器人在其操作期间的每个时刻的位置，以及始终施加在部件或面板上的力、压力或应力。利用该信息，可识别系统的工作条件，且在其中由于非期望的意外事件导致机器人不遵循预定工作条件的那些情况下，其允许具有工作条件的指导准则，机器人操作需要再次调整到该指导准则。

该工作条件的监视在调整在辊卷边操作或过程中使用的机器人期间尤其相关，因为存在人和机械之间的相互作用。所述调整包括针对机器人的运动执行的理论编程的手动调整，此外还确定通过所述机器人借助于辊在待处理的部件中将施用的压力值。

为了在辊的滚动期间实现数据收集，且然后进行所述数据的监视，机器人可包括例如弹簧元件以在卷边操作或过程期间防止辊和部件失去与彼此的接触。当辊被支撑在待卷边的部件的表面上从而施加压力时，压缩弹簧元件，且当辊滚动，从而运动通过部件且辊倾向于与待卷边的所述部件分离时，弹簧元件倾向于恢复其自然伸长率，从而保持辊与部件相接触。

尽管弹簧元件是线性工作的弹性元件，且因此通过辊在部件上沿着弹簧元件纵向延伸的方向所施加的压力与其相对于其未加载状态的伸长率的变化成比例，但是这不足以获得所施加的压力的精确数据，利用其，定义将在所提及的图表中反映的参考信息。

这是由于如下事实，即在某些点处，所述压力可以在弹簧元件伸长率变化的非常小的值（在毫米或甚至十分之一毫米的范围中）的情况下传输，所以非常难以在视觉上察觉弹簧延伸率的所述变化，且因此难以察觉所施加的压力的值。作为在视觉上难以察觉所述变化的结果，不可能在不同的压力值之间进行有效的比较。

为了获得通过辊在其滚动期间施加的不同应力值的清楚且有效的可视化和评估，卷边工具可额外地包括用以测量压力的精密设备，诸如测压元件。

所述精密设备收集施加在它们上的压力的测量值，使得它们能够以电信号的形式传输到模拟/数字转换器，该模拟/数字转换器可以以易读的方式以数字值的形式示出通过上述精密设备所测量的应力。

作为本发明的目的的辊卷边工具包括主要中空主体，其包括用于紧固到机器人的第一端和包括第二主体的第二端，第二主体进而包括至少一个辊。第二主体可包括多达八个辊。

本发明的重要特征在于主体包括以轴向分布在其中的：在第一端上的测压元件；与测压元件相接触的承压件；与承压件相接触的第一柱体；第二柱体，第二主体紧固到第二柱体；与第一柱体和第二柱体相接触的弹性装置；以及限制第二柱体朝着主体的外部部分轴向运动的帽。

以该方式，当辊在使用中时，其沿轴向方向持续地施加压力，所述压力相继地传输到第二主体、第二柱体、弹性装置、第一柱体、承压件及最后传输到测压元件。

本发明的另一重要特征在于：帽能够被旋入第二端中，使得在辊静止或处于操作中的情况下，弹性装置的压缩能通过将帽螺纹连接在第二端中来调整。认为当辊不在待卷边的部件上施加压力时，本工具或辊处于静止，且另一方面，认为当辊确实在待卷边的部件上施用压力时，本工具或辊处于操作中。

此外，作为本发明的目的的辊卷边工具可包括夹紧螺钉，其在被旋入成角度地分布在帽的外周边中的一些螺纹通孔中之后，在第二端的外部筒形表面上施加压力。

替代地，本辊卷边工具可包括第一键，其能通过将第一螺钉旋入包含在第一键中的细长孔口中而附接到主体，第一键能部分地且紧密地放置在齿形边缘（被包括在帽中）的孔穴中。

本发明的另一重要特征在于，本工具包括盲孔，以用于帽在第二端中通过机械装置的旋入和旋出。

本发明的另一重要特征在于其可包括某些防旋转装置，其防止第二柱体相对于其中心纵向轴线的相对旋转，同时允许第二柱体的轴向运动。

附图说明

为了更好地理解所做的描述，本发明用一组附图进行补充，在附图中，出于说明目的而非限制，已示出以下：

- 图1示出根据优选实施例的作为本发明的目的的辊卷边工具的透视图。

- 图2示出具有图1的辊卷边工具的纵向截面的透视图。

- 图3示出根据优选实施例的帽的视图。

- 图4示出根据另一优选实施例的帽的视图。

以下是在附图中示出且包括在本发明中的不同部件的列表：

1.主体

2.第二主体

3.辊

4.第一端

5.第二端

6.测压元件

6.1.承压件

6.2.接头

7.弹性装置

8.帽

9.1.第一滑动轴承

9.2.第二滑动轴承

10.第四螺钉

11.第一柱体

12.第二柱体

12'.突出部

13.参考元件

14.防旋转装置

14.1.能移除角板

14.2.第二键

14.3.第二螺钉

15.盲孔口

16.夹紧螺钉

17.第一键

17'.细长孔口

18.孔穴

19.板

20.滚动轴承

21.螺纹通孔

22.凹部

23.第一螺钉

24.第三螺钉

25.第一孔口

26.第二孔口

27.紧固件。

本发明的优选实施例的具体实施方式

如所指示，且如在图1和图2中能够看到的，本发明描述了辊卷边工具（3），其优选地包括中空筒形纵向结构的主体（1），其包括第一端（4），机器人被紧固到该第一端。

第一端（4）包括作为借助于第二孔口（26）将本工具连接到机器人臂的限制的板（19），同时板（19）包括成角度地分布的第一孔口（25），用于通过旋入第三螺钉（24）其到主体（1）的端部的紧固，如在图2中可看到的。该构造提供通过第一端（4）到主体（1）内部的进入。在附图中未示出的另一优选实施例中，该板（19）用作主体（1）的第一端（4）的封闭件，其还紧固到联接柱体，该联接柱体进而紧固到机器人臂。对于该优选实施例，获得在辊（3）的最终位置中的延伸。

主体（1）的第二端（5）包括部分地插入其中的第二主体（2）。如进一步描述的，第二主体（2）相对于第二柱体（12）以轴向且旋转方式被紧固。第二主体（2）包括以每90度成角度地分布的四个紧固件（27），以将辊（3）布置在每个紧固件（27）中。取决于在每个件中待执行的折叠操作，紧固件（27）的长度和定向可改变。在其他优选实施例中，紧固件（27）的数目从1到8变化，因此改变由本辊（3）卷边工具所包括的辊（3）的数目。紧固件（27）中的每一个均额外地包括滚动轴承（20），用于每个辊（3）在其滚动通过面板轮廓或部件的凸缘时的旋转，从而通过预定路径进行所述凸缘的渐进式折叠。

额外地，第二主体（2）包括紧固到中心部分的机器人的参考元件（13），以居中且轴向方式从工具的其余部分突伸的工具控制点（TCP）。参考元件（13）包括金属杆，其优选地通过旋入第二主体（2）中被紧固。在其他优选实施例中，参考元件（13）可被紧固到辊卷边工具的另一区域。

为了第二主体（2）在主体第二端（5）中到第二柱体（12）（其布置在主体（1）内部）的轴向且旋转紧固，本工具包括第四螺钉（10）。此外，第二主体（2）被部分地插入第二柱体（12）中，从而有利于其轴向居中布置。

第二柱体（12）通过第一滑动轴承（9.1）包裹，以在其在主体（1）内部的轴向运动期间确保并有利于其引导。额外地，由于防旋转装置（14），所以防止第二柱体（12）相对于其自己的中心纵向轴线旋转，在附图中所示的优选实施例中，该防旋转装置（14）布置在接近第二柱体（12）的内部端部的区段中，即，在第二柱体（12）的最靠近第一端（4）的端部中。主体（1）包括到所述防旋转装置（14）的进入开口，其利用能移除角板（14.1）覆盖。

防旋转装置（14）优选地包括借助于第二螺钉（14.3）紧固到第二柱体（12）的外部的第二键（14.2）。根据主体（1）的纵向延伸，第二键（14.2）利用纵向延伸的主体（1）中的孔穴被设置成其被容纳并运动，因为第二柱体（12）轴向地运动而不旋转。

在图2中示出的优选实施例中，第二柱体（12）的内部端部在圆形表面中包括完全地居中的突出部（12'），其用于将弹性装置（7），诸如弹性弹簧或弹簧元件紧密地放置在第二柱体（12）的所述内部端部中。优选地，弹性装置（7）的长度的至少一半被插入通过第一柱体（11）的圆形表面的中心，该第一柱体（11）的圆形表面在主体（1）内部中面朝第二柱体（12）的内部端部的圆形表面。在图2中示出的优选实施例中，所插入的弹性装置（7）的长度为总长度的大约四分之三。

通过使弹性装置（7）部分地插入第一柱体（11）中且通过压力包裹第二柱体（12）的突出部（12'），其允许获得弹性装置（7）的纵向延伸的紧固和轴向引导，而不允许所述弹性装置（7）侧向变形，尤其是通过被压缩的侧向变形。

优选地，第一柱体（11）通过第二滑动轴承（9.2）包裹以确保并有利于其在主体（1）内部中轴向地运动时的引导。额外地，第一柱体（11）包括带有圆形表面的外部端部，即，沿轴向路径最靠近主体（1）的外部的端部，该圆形表面的中心部分补充配合承压件（6.1）。以该方式，由于第一柱体（11）尤其是朝着板（19）的轴向运动产生的任何压力均由承压件（6.1）承受。

承压件（6.1）将通过第一柱体（11）的所述运动所施加的压力传输到常规测压元件（6），测压元件（6）通过板（19）保留在第一端（4）中抵靠主体（1）。放置承压件（6.1）防止第一柱体（11）和/或测压元件（6）的磨损，更换承压件（6.1）相比更换第一柱体（11）和/或测压元件（6）更便宜。

除了至少一个接头（6.2）外，测压元件（6）被插入主体（1）中，所述至少一个接头用于将测压元件（6）连接到在附图中未示出的常规模拟/数字转换器。模拟/数字转换器将通过承压件（6.1）由上述测压元件（6）测量的应力或压力转换成数字值，且进而，其用作无线发射机来传输所测量的值。所获得的数字值被发送到监视设备、PC或特定显示单元，用于观察和评估这些数字值。

由承压件（6.1）、第一柱体（11）、弹性装置（7）、第二柱体（12）和第二主体（2）通过其中心完全且轴向地彼此对准而形成的组件轴向地定位且通过布置在主体（1）的第二端（5）中的帽（8）限定。重要的是，所述组件以对准的方式布置，优选地关于其中心纵向轴线，以便通过本工具在待处理的部件上所施加的应力或压力沿所述工具的纵向方向线性且有效的传输。

第二主体（2）被插入通过帽（8）。帽（8）被旋入第二端（5）中，且与第二柱体（12）相接触，使得其防止其通过第二端（5）运动到主体（1）的外部。

本卷边工具包括盲孔口（15），在图3和图4中更清楚地看到，其在帽（8）的外部筒形周边中成型、成角度地分布，以部分地插入机械装置，以便于帽（8）的旋转。优选地，这些机械装置是钩形扳手或类似的纵向延伸的机械元件，其包括能放置在所述盲孔口（15）中的端部。

为了在帽（8）被期望地旋入第二端（5）中后确保或紧固帽（8）的位置，通过将一些夹紧螺钉（16），优选地无头螺钉，旋入布置在帽（8）的外部筒形周边中的螺纹通孔（21）中将帽（8）紧固在所述位置中。夹紧螺钉（16）被旋入所述螺纹通孔（21）中，直到在外部主体（1）上施加了所需的压力为止，以确保在本工具处于操作或静止时，帽（8）将不遭受非期望的运动。该优选实施例允许帽（8）被紧固在期望位置中，或从所述期望的位置释放帽（8），而不需要通过任何其他元件操作。

图4示出作为对图3中示出的那个示例的替代方式的优选实施例。在该优选实施例中，作为本发明的目的的工具包括在帽（8）中的齿形边缘和带有用以插入第一螺钉（23）的细长孔口（17'）的第一键（17），第一螺钉（23）被旋入主体（1）的外部筒形表面中以将所述第一键（17）紧固到主体（1）的外部表面。第一键（17）优选地被紧固在凹部（22）中。优选地，在主体（1）的外部表面中存在1到8个凹部（22），其成角度地分布以确保侧向固定，从而防止第一键（17）旋转或移位。

基于主体（1）的纵向延伸纵向延伸的细长孔口（17'）便于根据帽（8）旋入第二端（5）中的不同程度调整第一键（17）的纵向位置。一旦帽（8）被旋入直到其在第二端（5）中的期望位置，就使最靠近第一键（17）的帽（8）的齿形边缘的孔穴（18）与第一键（17）一致，因此使第一键（17）被紧密地引入孔穴（18）中且借助于细长孔口（17'）在期望的纵向位置中。

在预卷边阶段期间，工具的行为必须类似于刚性主体的行为，因为在卷边操作的该阶段中，其中，外部面板的轮廓的凸缘相对于内部面板朝预定角度折叠，弯曲的面板区域的折叠的精度不是限制性参数，操作的速度更相关。因此，假定本发明的辊卷边工具包括弹性装置（7），则必须确定所述弹性装置（7）的预加载，通过该预加载，工具的行为等同于刚性主体的行为。该预加载由弹性装置（7）的压缩引起，使得在预卷边阶段期间通过机器人在凸缘上施加的压力小于在弹性装置（7）上执行的预加载。以该方式，当弹性装置（7）所承受的预加载在预卷边阶段期间未被通过机器人在凸缘上施加的压力超过时，弹性装置（7）的行为，并且因此本发明的辊卷边工具的行为等同于刚性主体的行为。

对于该预加载的实施例，帽（8）被旋入直到其在第二柱体（12）上施加压力为止，第二柱体（12）进而根据某些期望值压缩弹性装置（7）。当帽（8）被旋入直到弹性装置（7）到达期望的压缩时，帽（8）的所述位置在其螺纹路径内被固定，如先前解释地。以该方式，防止帽（8）的旋转，因此避免弹性装置（7）所承受的预加载的非期望变化。

在卷边阶段期间，有必要在路径中获得高精确度，且因此，纠正在面板的弯曲区域的折叠期间存在的偏差，因此，在该阶段期间，工具的弹性性能是必要的。

在卷边阶段中，通过卷边工具在待卷边的部件上施加负载或压力，从而导致弹性装置（7）的压缩。弹性装置（7）的所述压缩防止辊（3）与部件失去接触或防止部件上的压力由于遵循通过线性段限定的路径而减小。

之所以这样是因为，当辊（3）与正被卷边的面板或部件的轮廓的凸缘失去接触时，弹性装置（7）推动第二柱体（12）并且第二柱体进而推动第二主体（2），因此保持辊（3）与正被卷边的面板或部件的轮廓的凸缘相接触，从而纠正在机器人的线性路径和面板或部件的曲率之间存在的偏差。

作为本发明的目的的该工具，除了在卷边过程期间监视应力之外，还使得以迅速且简单的方式使弹性装置（7）的状态适于预卷边阶段的要求，并且还便于在从预卷边阶段到卷边阶段时，调整或改变弹性装置（7）状态（如果必要的话），从而缩短该调整或改变所需的时间。

在描述了本发明的性质后，对于相关目的来说，其不限于该描述的确切细节，而是相反，可引入被认为是适当的任何修改，只要不改变其上的必要特征。因此，本发明的范围通过所附权利要求限定。