DE102012224045A1

DE102012224045A1 - Screw system for automatic feed-through of screw with screwing tool, has positioning head which is mounted slidably in direction of advance relative to blank holder and is supported at the blank holder

Info

Publication number: DE102012224045A1
Application number: DE201210224045
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wagenstaller; Jochen Hartmann; Florian Hinterauer
Original assignee: Weber Schraubautomaten GmbH
Current assignee: Weber Schraubautomaten GmbH
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-26

Abstract

The screw system (10) has a feed device which is provided for automatically feeding screws. A blank holder (28) is provided for supporting the screw system on two mutually to-be-screwed portions (36,38). A positioning head (26) is provided for positioning a feed screw (40) relative to the to-be-screwed portions and a feed device (16) is used for advancement of the screwing tool in feed direction. The positioning head is mounted slidably in the direction of advance relative to the blank holder and is supported at the blank holder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubsystem mit einem Schraubwerkzeug, einer Zuführeinrichtung zum automatischen Zuführen von Schrauben, einem Niederhalter zum Abstützen des Schraubsystems an zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen, einem Positionierkopf zur Positionierung der Schraube relativ zu den zu verschraubenden Bauteilen, sowie einer Vorschubeinrichtung zum Vorschieben des Schraubwerkzeugs in einer Vorschubrichtung.The invention relates to a screw system with a screwing, a feeder for automatically feeding screws, a hold-down for supporting the screw on two components to be screwed together, a positioning head for positioning the screw relative to the components to be screwed, and a feed device for advancing the screwing in a feed direction.

Derartige Schraubsysteme sind grundsätzlich bekannt und dienen zur automatischen Durchführung von Schraubvorgängen, wodurch sich Schraubvorgänge, beispielsweise im Fahrzeugbau, schnell durchführen lassen. Herkömmliche Schraubsysteme erweisen sich insofern als nachteilig, als sie auf die Dimensionen der zu verschraubenden Bauteilen genau eingestellt werden müssen. Beispielsweise muss ein herkömmliches Schraubsystem bei einem Wechsel von nicht vorgelochten Bauteilen auf vorgelochte Bauteile neu konfiguriert werden, wofür der Produktionsfluss angehalten werden muss.Such screw systems are generally known and are used for automatic implementation of screwing, which can be screwing operations, for example, in the vehicle, perform quickly. Conventional screw systems prove to be disadvantageous in that they must be accurately adjusted to the dimensions of the components to be screwed. For example, when changing from non-pre-punched components to pre-punched components, a conventional tightening system must be reconfigured for which the production flow must be stopped.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein variabler einsetzbares Schraubsystem zu schaffen.The invention has for its object to provide a variable usable screw system.

Die Aufgabe wird durch ein Schraubsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass der Positionierkopf in Vorschubrichtung relativ zu dem Niederhalter verschiebbar an dem Niederhalter gelagert ist.The object is achieved by a screw system with the features of claim 1 and in particular by the fact that the positioning head is mounted in the feed direction relative to the hold-down slidably on the hold-down.

Das erfindungsgemäße Schraubsystem eignet sich besonders gut für Fließloch formendes Schrauben und hat den Vorteil, dass es unterschiedlich konfigurierte und/oder dimensionierte Bauteile miteinander verschrauben kann, ohne dass das Schraubsystem hierzu jeweils speziell eingestellt werden muss. The screwing system according to the invention is particularly well suited for flow-hole forming screws and has the advantage that it can screw together differently configured and / or dimensioned components without the screwing system having to be specially set for this purpose.

In diesem Zusammenhang bedeutet Konfiguration beispielsweise, dass eines der Bauteile, insbesondere das dem Schraubsystem zugewandte Bauteil, vorgelocht ist. Unter der Dimension der Bauteile ist hier die Stärke der Bauteile zu verstehen, insbesondere die Stärke des dem Schraubsystem zugewandten Bauteils. In this context, configuration means, for example, that one of the components, in particular the component facing the screwing system, is pre-punched. The dimension of the components here means the strength of the components, in particular the strength of the component facing the screw system.

Zur Herstellung einer optimalen Schraubverbindung ist es unter anderem vorteilhaft, wenn die durch das Schraubwerkzeug angetriebene Schraube seitlich gehalten wird und/oder sich an einem der zu verschraubenden Bauteile abstützen kann, da sie anderenfalls relativ zu den Bauteilen verkippen könnte. Durch die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit des Positionierkopfs relativ zu dem Niederhalter, also durch die gewissermaßen schwimmende Lagerung des Positionierkopfs, ist ein Abstützen der Schraube nicht nur an einem nicht vorgelochten Bauteil sichergestellt, in diesem Fall an dem dem Schraubsystem zugewandten Bauteil, sondern auch wenn das dem Schraubsystem zugewandte Bauteil vorgelocht ist, dann nämlich an dem dem Schraubsystem abgewandten Bauteil, da die durch den Positionierkopf positionierte Schraube in das Vorloch eintauchen und sich an dem abgewandten Bauteil abstützen kann. To produce an optimum screw connection, it is advantageous, inter alia, if the screw driven by the screwing tool is held laterally and / or can be supported on one of the components to be screwed, since otherwise it could tilt relative to the components. Due to the displaceability of the positioning head according to the invention relative to the hold-down, that is, by the floating mounting of the positioning head, a support of the screw is not only ensured on a non-pre-punched component, in this case on the screw system facing component, but also if that the screw system facing component is pre-punched, then at the remote from the screw system component, as the positioned by the positioning screw dive into the pre-hole and can be supported on the remote component.

Durch die schwimmende Lagerung des Positionierkopfes kann die Schraubenspitze also je nach Konfiguration und Dimension der Bauteile, insbesondere des dem Schraubsystem zugewandten Bauteils, gewissermaßen selbsttätig und insbesondere ohne Umbau des Schraubsystems diejenige Lage in axialer Richtung gesehen relativ zu dem Niederhalter einnehmen, die für eine axiale Abstützung zur korrekten Positionierung der Schraube erforderlich ist. As a result of the floating mounting of the positioning head, the screw tip can therefore assume, depending on the configuration and dimension of the components, in particular the component facing the screw system, effectively and in particular without remodeling of the screw system that position in the axial direction relative to the hold-down device which is responsible for axial support to correctly position the screw is required.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims, the description and the drawings.

Gemäß einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform ist der Positionierkopf entgegen der Rückstellkraft eines Federelements auf den Niederhalter zu bewegbar. Der Positionierkopf wird durch das Federelement normalerweise also zu dem Niederhalter auf Abstand gehalten. Bei Bedarf, z.B. wenn das dem Schraubsystem zugewandte Bauteil vorgelocht ist, kann dieser Abstand unter Überwindung der Rückstellkraft des Federelements, z.B. durch die Vorschubeinrichtung, verringert werden und die zu positionierende Schraube in das Vorloch eingeführt werden, damit sie sich auf dem abgewandten Bauteil abstützen kann. According to a structurally particularly simple embodiment, the positioning head is movable against the restoring force of a spring element on the hold-down. The positioning head is thus normally held by the spring element to the hold-down at a distance. If necessary, e.g. if the component facing the screw system is pre-punched, this distance can be overcome by overcoming the restoring force of the spring element, e.g. be reduced by the feed device, and the screw to be positioned are introduced into the pre-hole so that it can be supported on the remote component.

Vorteilhafterweise ist ein lösbarer Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung des Positionierkopfs an dem Niederhalter vorgesehen. Im verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus kann sich der Positionierkopf nicht relativ zum Niederhalter bewegen, d.h. der Positionierkopf und der Niederhalter lassen sich nur gemeinsam bewegen. Außerdem wird insbesondere bei einer vertikalen Ausrichtung des Schraubsystems ein sogenanntes Durchsacken des Positionierkopfs, d.h. eine Schwerkraft- oder Trägheitsbedingte Bewegung des Positionierkopfs relativ zu dem Niederhalter, wirksam vermieden. Advantageously, a releasable locking mechanism for locking the positioning head is provided on the hold-down. In the locked state of the locking mechanism, the positioning head can not move relative to the hold-down, i. the positioning head and the hold-down can only be moved together. In addition, especially in a vertical orientation of the screw system, a so-called sagging of the positioning head, i. a gravity or inertial movement of the positioning head relative to the hold-down, effectively avoided.

Der Verriegelungsmechanismus kann beispielsweise durch mindestens einen Fanghaken realisiert sein, der an dem Niederhalter drehbar angeordnet ist und an den Positionierkopf angreifen kann. The locking mechanism may for example be realized by at least one catch hook which is rotatably mounted on the hold-down and can engage the positioning head.

Bevorzugt ist eine Entriegelung des Verriegelungsmechanismus an die Vorschubbewegung des Schraubwerkzeugs gekoppelt. Es lässt sich somit ein zusätzlicher Antrieb für die Verriegelungsmechanismus sparen. Beispielsweise kann die Entriegelung des Verriegelungsmechanismus mittels einer Gleitplatte bewirkt werden, die an einer das Schraubwerkzeug tragenden Schraubeinheit angeordnet ist und beim Vorschub des Schraubwerkzeugs auf den Fanghaken auffährt und diesen zur Lösung des Positionierkopfs von dem Niederhalter verdreht. Preferably, an unlocking of the locking mechanism is coupled to the advancing movement of the screwing tool. It can thus be one save additional drive for the locking mechanism. For example, the unlocking of the locking mechanism can be effected by means of a sliding plate, which is arranged on a screwing tool-carrying screw unit and ascends during the advance of the screwing tool on the fishing hook and this rotated to solve the positioning of the hold-down.

Um bei jedem Schraubvorgang eine definierte Ausrichtung der Schraube relativ zu den zu verschraubenden Bauteilen und einen sauberen Eingriff zwischen der Schraube und dem Schraubwerkzeug zu gewährleisten, umfasst der Positionierkopf bevorzugt einen Haltemechanismus zum Halten der zugeführten Schraube. In order to ensure a defined orientation of the screw relative to the components to be screwed and a clean engagement between the screw and the screwing tool during each screwing operation, the positioning head preferably comprises a holding mechanism for holding the supplied screw.

Vorteilhafterweise ist ein eigener Aktuator zum Öffnen des Haltemechanismus vorgesehen. Hierdurch lässt sich der Haltemechanismus prinzipiell zu einem beliebigen gewünschten Zeitpunkt öffnen und die gehaltene Schraube freigeben. Insbesondere braucht der Haltemechanismus nicht durch die gehaltene Schraube selbst geöffnet zu werden, wodurch ein Verschleiß von Komponenten des Haltemechanismus erheblich reduziert oder sogar vollständig vermieden wird. Advantageously, a separate actuator for opening the holding mechanism is provided. As a result, the holding mechanism can in principle be opened at any desired time and release the held screw. In particular, the holding mechanism need not be opened by the held screw itself, whereby wear of components of the holding mechanism is significantly reduced or even completely avoided.

Gemäß einer besonders robusten und einfachen Ausführungsform ist der Aktuator pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. According to a particularly robust and simple embodiment, the actuator is pneumatically or hydraulically actuated.

Vorteilhafterweise umfasst der Haltemechanismus zwei Backen zum Halten der zugeführten Schraube. Beispielsweise können die Backen als Halbschalen ausgestaltet sein und die zugeführte Schraube in einem zusammengedrückten Zustand zumindest annähernd vollständig umschließen, um die Schraube dadurch sicher zu halten. Advantageously, the holding mechanism comprises two jaws for holding the supplied screw. For example, the jaws can be configured as half-shells and at least approximately completely enclose the supplied screw in a compressed state in order to thereby hold the screw securely.

Gemäß einer baulich besonders einfachen Ausführungsform sind die Backen an dem Niederhalter zugewandten vorderen Enden von Backenarmen angeordnet, welche an dem Positionierkopf drehbar gelagert sind, wobei die Drehachsen insbesondere rechtwinklig zu der Vorschubrichtung verlaufen. Durch die drehbare Lagerung der zwei Backenarme lässt sich die Funktion einer Zange realisieren, wodurch eine zugeführte Schraube leicht und zuverlässig gehalten und freigegeben werden kann. According to a structurally particularly simple embodiment, the jaws are arranged on the hold-down front ends of jaw arms, which are rotatably mounted on the positioning head, wherein the axes of rotation extend in particular at right angles to the feed direction. The rotatable mounting of the two jaw arms, the function of a pair of pliers can be realized, whereby a supplied screw can be easily and reliably held and released.

Der Aktuator kann beispielsweise zwei Schubstangen umfassen, die durch den Aktuator gesteuert auf die Backenarme auffahren und diese dadurch so verdrehen, dass die Backen geöffnet werden. Um ein versehentliches Öffnen der Backen und somit eine Schräglage oder sogar einen Verlust der zugeführte Schraube zu vermeiden, sind die Backenarme zum Öffnen der Backen bevorzugt entgegen der Rückstellkraft eines Federelements auslenkbar. The actuator may, for example, comprise two push rods which, controlled by the actuator, drive onto the jaw arms and thereby turn them so that the jaws are opened. In order to avoid accidental opening of the jaws and thus an inclined position or even a loss of the supplied screw, the jaw arms for opening the jaws are preferably deflected counter to the restoring force of a spring element.

Da eine gezielte Steuerung des Öffnens der Backen grundsätzlich auch realisiert werden kann, ohne dass der Positionierkopf zu dem Niederhalter relativ verschiebbar gelagert ist, ist weiterer Gegenstand der Erfindung außerdem ein Schraubsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Durch dieses lassen sich die voranstehend beschriebenen Vorteile entsprechend erreichen. Since a targeted control of the opening of the jaws can in principle also be realized without the positioning head being mounted relative to the hold-down relatively further object of the invention is also a screw system with the features of claim 11. By this can be the advantages described above accordingly to reach.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention will be described purely by way of example with reference to a possible embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schraubsystems mit einem Niederhalter und einem Positionierkopf; 1 a side view of a screw system according to the invention with a hold-down and a positioning head;

2 eine Explosionsdarstellung des Schraubsystems von 1; 2 an exploded view of the tightening system of 1 ;

3(A) eine Teilschnittansicht und (B) eine perspektivische Ansicht des Schraubsystems von 1 vor einem Schraubvorgang mit Abstand zu zu verschraubenden Bauteilen; 3 (A) a partial sectional view and (B) is a perspective view of the tightening system of 1 before a screwing with distance to be screwed components;

4(A) eine Teilschnittansicht und (B) eine perspektivische Ansicht des Schraubsystems von 1, wobei der Niederhalter an den zu verschraubenden Bauteilen anliegt; 4 (A) a partial sectional view and (B) is a perspective view of the tightening system of 1 , wherein the hold-down rests against the components to be screwed;

5(A) eine Teilschnittansicht und (B) eine perspektivische Ansicht des Schraubsystems von 1, wobei eine zugeführte Schraube in einem Vorloch des einen Bauteils an dem anderen Bauteil ansteht; 5 (A) a partial sectional view and (B) is a perspective view of the tightening system of 1 wherein a supplied screw is present in a pre-hole of one component on the other component;

6(A) eine Teilschnittansicht und (B) eine perspektivische Ansicht des Schraubsystems von 1 nach Vollendung eines Schraubvorgangs; und 6 (A) a partial sectional view and (B) is a perspective view of the tightening system of 1 after completion of a screwing operation; and

7 eine Draufsicht auf einen an dem Positionierkopf des Schraubsystems von 1 angeordneten Haltemechanismus. 7 a plan view of a on the positioning of the screw from 1 arranged holding mechanism.

1 und 2 zeigen ein Schraubsystem 10 zur automatischen Durchführung von Schraubvorgängen, insbesondere Fließloch formenden Schraubvorgängen. 1 and 2 show a screw system 10 for automatically performing screwing operations, in particular flow-hole forming screwing operations.

Das Schraubsystem 10 umfasst eine Grundeinheit 12, welche an einer nicht dargestellten Handhabungsvorrichtung, beispielsweise an einem Roboterarm, montiert sein kann. The screw system 10 includes a basic unit 12 , which may be mounted on a handling device, not shown, for example on a robot arm.

Die Grundeinheit 12 trägt eine Schraubeinheit 14, welche mittels eines Vorschubzylinders 16 der Grundeinheit 12 in einer Vorschubrichtung relativ zu der Grundeinheit 12 bewegt werden kann. Hierzu umfasst die Grundeinheit 12 zwei Führungsschienen 18, an welchen die Schraubeinheit 14 verschiebbar gelagert ist.The basic unit 12 carries a screw unit 14 , which by means of a feed cylinder 16 the basic unit 12 in a feed direction relative to the base unit 12 can be moved. This includes the basic unit 12 two guide rails 18 to which the screw unit 14 is slidably mounted.

Die Schraubeinheit 14 umfasst einen Antriebsmotor 20, der über eine sich in Vorschubrichtung erstreckende Antriebswelle 22 ein Schraubwerkzeug 24 rotatorisch antreibt, welches in einem Positionierkopf 26 in Vorschubrichtung verschiebbar gelagert ist. The screw unit 14 includes a drive motor 20 , which has a drive shaft extending in the feed direction 22 a screwing tool 24 rotatory drives, which in a positioning head 26 is slidably mounted in the feed direction.

Die Schraubeinheit 14 trägt ferner einen Niederhalter 28, welcher sich in Vorschubrichtung gesehen vor den Positionierkopf 26 erstreckt und welcher mittels eines Niederhalterschlittens 30 in Vorschubrichtung verschiebbar an der Schraubeinheit 14 gelagert ist. Der Niederhalterschlitten 30 ist mit einem seitlich angeordneten Fanghaken 32 versehen, welcher mit einem Verriegelungsvorsprung 34 zusammenwirkt, der entsprechend seitlich an dem Positionskopf 26 vorgesehen ist, um den Niederhalter 28 und den Positionskopf 26 lösbar gegen eine Relativbewegung zu sichern. The screw unit 14 also carries a hold-down 28 , which viewed in the feed direction in front of the positioning head 26 extends and which by means of a hold-down slide 30 displaceable in the feed direction on the screw unit 14 is stored. The hold-down carriage 30 is with a laterally arranged fishing hook 32 provided, which with a locking projection 34 cooperates, according to the side of the position head 26 is provided to the hold down 28 and the position header 26 releasably secured against a relative movement.

Zur Durchführung eines Schraubvorgangs wird das Schraubsystem 10 durch die Handhabungsvorrichtung zunächst in einem geringen Abstand, z.B. in einem Abstand von etwa 20 mm, vor zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen 36, 38 positioniert (3). To carry out a screwing process, the screw system 10 by the handling device first at a small distance, for example at a distance of about 20 mm, in front of two components to be screwed together 36 . 38 positioned ( 3 ).

Eine für die Verschraubung vorgesehen Schraube 40 wird dem Positionierkopf 26 mittels einer an sich bekannten Zuführeinrichtung 42 zugeführt. Zum Ausrichten und Halten der Schraube 40 in einer definierten Schraublage weist der Positionierkopf 26 einen Haltemechanismus 44 auf, welcher nachfolgend noch genauer beschrieben wird. A screw provided for the screw connection 40 becomes the positioning head 26 by means of a known feeder 42 fed. For aligning and holding the screw 40 in a defined Schraublage, the positioning head 26 a holding mechanism 44 which will be described in more detail below.

Anschließend wird die Schraubeinheit 14 durch eine Betätigung des Vorschubzylinders 16 soweit in Richtung der Bauteile 36, 38 vorgeschoben, bis sich der Niederhalter 28 an dem dem Schraubsystem zugewandten Bauteil 36 abstützt (4). Um Positionstoleranzen der Bauteile 36, 38 auszugleichen, kann der Niederhalterschlitten 30 entgegen der Rückstellkraft einer Feder, z.B. einer Luftfeder 46, relativ zu der Schraubeinheit 14 leicht einfedern. Aufgrund der Verriegelung von Positionierkopf 26 und Niederhalterschlitten 30 mittels des Fanghakens 32 bewegt sich der Positionierkopf 26 hierbei zusammen mit dem Niederhalterschlitten 30 mit.Subsequently, the screw unit 14 by an actuation of the feed cylinder 16 so far in the direction of the components 36 . 38 advanced until the hold-down 28 on the component facing the screwing system 36 supports ( 4 ). To position tolerances of the components 36 . 38 can compensate, the hold-down slide 30 against the restoring force of a spring, such as an air spring 46 , relative to the screw unit 14 slightly deflect. Due to the locking of positioning head 26 and hold-down carriage 30 by means of the catch hook 32 the positioning head moves 26 this together with the hold-down slide 30 With.

Das Schraubwerkzeug 24 befindet sich in der in 4 dargestellten Situation noch in einer zurückgezogenen Stellung, in welcher es mit der Schraube 40 nicht in Eingriff steht.The screwing tool 24 is located in the 4 shown situation still in a retracted position, in which it with the screw 40 not engaged.

Als nächstes wird die Schraubeinheit 14 durch den Vorschubzylinder 16 weiter vorgeschoben, um das Schraubwerkzeug 24 mit der Schraube 40 in Eingriff zu bringen. Das Schraubwerkzeug 24 dreht sich hierbei allenfalls mit geringer Drehzahl. Next, the screw unit 14 through the feed cylinder 16 further advanced to the screwing tool 24 with the screw 40 to engage. The screwing tool 24 at most turns at low speed.

Sobald das Schraubwerkzeug 24 mit der Schraube 40 in Eingriff steht, läuft bei weiterem Vorschub der Schraubeinheit 14 eine Entriegelungsplatte 48 der Schraubeinheit 14 auf den Fanghaken 32 des Niederhalterschlittens 30 auf, um den Fanghaken 32 zu verdrehen und den Positionierkopf 26 dadurch von dem Niederhalterschlitten 30 zu entkoppeln. As soon as the screwing tool 24 with the screw 40 engaged, runs at further feed the screw unit 14 an unlocking plate 48 the screw unit 14 on the fishing hook 32 of the hold-down carriage 30 on to the fishing hook 32 to twist and the positioning head 26 thereby from the hold-down carriage 30 to decouple.

Durch die Entriegelung des Positionierkopfs 26 von dem Niederhalterschlitten 30 kann sich Positionierkopf 26 nun relativ zu dem Niederhalter 28 bewegen, so dass er bei weiterem Vorschub der Schraubeinheit 14 über das Schraubwerkzeug 24 und die sich an dem Haltemechanismus 44 abstützende Schraube 40 auf den Niederhalter 28 zu geschoben wird, und zwar maximal so weit, bis eine vordere Anschlagfläche 50 des Positionierkopfs 26 an einer hinteren Anschlagfläche 52 des Niederhalters 28 anstößt. By unlocking the positioning head 26 from the hold-down carriage 30 can be positioning head 26 now relative to the hold-down 28 move so that it continues to feed the screw unit 14 over the screwing tool 24 and the ones on the holding mechanism 44 supporting screw 40 on the downholder 28 is pushed to maximum, so far, to a front stop surface 50 of the positioning head 26 on a rear stop surface 52 the hold-down 28 abuts.

Während der Relativbewegung des Positionierkopfs 26 auf den Niederhalter 28 zu wird eine an dem Positionierkopf 26 gelagerte Schraubendruckfeder 54 mittels eines Drückstücks 56 komprimiert, welches sich an der hinteren Anschlagfläche 52 des Niederhalters 28 abstützt. Die Rückstellkraft der komprimierten Schraubendruckfeder 54 sorgt dafür, dass sich der Positionierkopf 26 beim Zurückfahren der Schraubeinheit 14 wieder in seine zu dem Niederhalter 28 beabstandete Ausgangslage zurückbewegt und in dieser wieder verriegelt werden kann.During the relative movement of the positioning head 26 on the downholder 28 becomes one on the positioning head 26 mounted helical compression spring 54 by means of a push piece 56 compressed, which is located on the rear stop surface 52 the hold-down 28 supported. The restoring force of the compressed helical compression spring 54 ensures that the positioning head 26 when returning the screw unit 14 back in his to the hold-down 28 spaced starting position can be moved back and locked in this again.

Durch den Vorschub der Schraubeinheit 14 wird die Schraube 40 mittels des Schraubwerkzeugs 24 auf die zu verschraubenden Bauteile 36, 38 zu bewegt, bis die Schraubenspitze auf die Oberfläche eines der Bauteile stößt (5). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das dem Schraubsystem 10 zugewandte Bauteil 36 mit einem Vorloch 58 versehen. Die Schraube 40 muss also in das Vorloch 58 hinein gefahren werden, um sich auf dem abgewandten Bauteil 38 abstützen zu können, d.h. also weiter vorgeschoben werden, als es erforderlich wäre, wenn das zugewandte Bauteil 36 kein Vorloch 58 aufwiese. Diese unterschiedlichen Vorschübe bis zum Abstützen der Schraube 40 an den Bauteilen 36, 38 werden durch die schwimmende Lagerung des Positionierkopfs 26 an dem Niederhalterschlitten 30, d.h. durch die mögliche Relativbewegung zwischen Positionierkopf 26 und Niederhalter 28 kompensiert. By feeding the screw unit 14 will the screw 40 by means of the screwing tool 24 on the components to be screwed 36 . 38 moved until the screw tip hits the surface of one of the components ( 5 ). In the illustrated embodiment, this is the tightening system 10 facing component 36 with a fore hole 58 Mistake. The screw 40 So it has to be in the pre-hole 58 be driven into it, on the remote component 38 to be able to support, that is, so further advanced, as it would be necessary if the facing component 36 no pre-hole 58 aufwiese. These different feeds until the screw is supported 40 on the components 36 . 38 be due to the floating bearing of the positioning head 26 on the hold-down carriage 30 ie by the possible relative movement between the positioning head 26 and hold down 28 compensated.

Der Zeitpunkt des Anstoßens der Schraube 40 an dem Bauteil 38 kann je nach Konfiguration und Dimension des zugewandten Bauteils 36, d.h. ob ein Vorloch 58 vorhanden ist und, falls ja, wie tief es ist, vorbekannt sein und/oder durch z.B. eine Kraftmessung am Vorschubzylinder 16 detektiert werden.The timing of the abutment of the screw 40 on the component 38 may vary depending on the configuration and dimension of the facing component 36 , that is, whether a Vorloch 58 is present and, if so, how deep it is to be previously known and / or by eg a force measurement on the feed cylinder 16 be detected.

Sobald die Schraube 40 an eines der Bauteile 36, 38 anstößt, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel an dem abgewandten Bauteil 38, ist die Schraube 40 zwischen dem Bauteil 38 und dem Schraubwerkzeug 24 fixiert und somit gegen Verkippen gesichert. Once the screw 40 to one of the components 36 . 38 abuts, in the embodiment shown here on the remote component 38 , is the screw 40 between the component 38 and the screwing tool 24 fixed and thus secured against tilting.

Nun kann der eigentliche Prozess des Verschraubens der Bauteile 36, 38 beginnen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines Fließloch formenden Schraubprozesses. Now, the actual process of bolting the components 36 . 38 begin, in the present embodiment in the form of a flow-hole forming screwing process.

Hierzu wird zur Vermeidung von Verschleiß durch Reibung der Schraube 40 an Komponenten des Haltemechanismus 44 der Haltemechanismus 44 zunächst von der Schraube 40 gelöst und anschließend die Drehzahl des Schraubwerkzeugs 24 auf die für den Schraubprozess erforderliche Drehzahl erhöht. Durch entsprechenden Vorschub der Schraubeinheit 14 wird die Schraube 40 dann in die Bauteile 36, 38 getrieben (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur in das abgewandte Bauteil 38), um diese miteinander zu verbinden (6).For this purpose, to avoid wear due to friction of the screw 40 on components of the retaining mechanism 44 the holding mechanism 44 first of the screw 40 and then the speed of the screwing 24 increased to the speed required for the screwing. By appropriate feed of the screw unit 14 will the screw 40 then into the components 36 . 38 driven (in the illustrated embodiment, only in the remote component 38 ) to connect them together ( 6 ).

Der in 7 genauer dargestellte Haltemechanismus 44 umfasst zwei Backenarme 60, die auf gegenüberliegenden Seiten des Positionierkopfs 26 jeweils um eine zur Vorschubrichtung rechtwinklig orientierte Drehachse 62 drehbar an dem Positionierkopf 26 gelagert sind. Im Bereich ihrer dem Niederhalter 28 zugewandten vorderen Enden sind halbschalenförmige Backen 64 an den Backenarmen 60 angebracht, welche die zu haltende Schraube 40 in Umfangsrichtung gesehen zumindest annähernd vollständig umschließen und dadurch in der Schraublage halten. The in 7 more precisely illustrated holding mechanism 44 includes two jaw arms 60 on opposite sides of the positioning head 26 each about an axis of rotation oriented at right angles to the feed direction 62 rotatable on the positioning head 26 are stored. In the area of their hold-down 28 facing front ends are half-shell-shaped jaws 64 on the cheeks 60 attached, which is the screw to be held 40 At least approximately completely enclosed in the circumferential direction and thereby hold in the Schraublage.

Das dem Niederhalter 28 abgewandte hintere Ende jedes Backenarms 60 befindet sich auf der dem jeweiligen vorderen Ende gegenüberliegenden Seite der Drehachse 62. Die zwischen den Drehachsen 62 und den hinteren Enden gelegenen hinteren Abschnitte 66 der Backenarme 60 werden mittels einer Schließfeder 68, z.B. einer Schraubendruckfeder, auseinander gedrückt, wodurch umgekehrt die Backen 64 zum Halten der Schraube 40 zusammen gedrückt werden.The hold-down 28 opposite rear end of each jaw arm 60 is located on the side opposite the respective front end side of the axis of rotation 62 , The between the axes of rotation 62 and rear ends located at the rear ends 66 the cheek arms 60 be by means of a closing spring 68 , For example, a helical compression spring, pressed apart, which in turn the jaws 64 to hold the screw 40 pressed together.

Im Bereich ihrer hinteren Enden sind die Backenarme 60 jeweils mit einer parallel zur Drehachse 62 drehbar gelagerten Betätigungsrolle 70 versehen. Die Betätigungsrollen 70 sind im Bereich von Ausgängen von sich in Vorschubrichtung erstreckenden Führungskanälen 72 angeordnet, die auf gegenüberliegenden Seiten des Positionierkopfs 26 vorgesehen sind. In the area of their rear ends are the cheek arms 60 each with a parallel to the axis of rotation 62 rotatably mounted actuating roller 70 Mistake. The actuating rollers 70 are in the range of outputs of extending in the feed direction guide channels 72 arranged on opposite sides of the positioning head 26 are provided.

An der Schraubeinheit 14 sind Schubstangen 74 vorgesehen, welche durch die Führungskanäle 72 hindurch geschoben werden und auf die Betätigungsrollen 70 auflaufen können, um die hinteren Abschnitte 66 der Backenarme 60 entgegen der Rückstellkraft der Schließfeder 68 zusammen und somit die Backen 64 zur Freigabe der Schraube 40 auseinander zu drücken. At the screw unit 14 are push rods 74 provided, which through the guide channels 72 be pushed through and on the actuating rollers 70 can run up to the back sections 66 the cheek arms 60 against the restoring force of the closing spring 68 together and thus the cheeks 64 to release the screw 40 to push apart.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein eigener Antrieb für den Vorschub der Schubstangen 74 vorgesehen, z.B. ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb, wodurch es möglich ist, grundsätzlich unabhängig von der Vorschubposition der Schraubeinheit 14 den Haltemechanismus 44 zu öffnen und die gehaltene Schraube 40 freizugeben. Beispielsweise kann der Antrieb der Schubstangen 74 gezielt so gesteuert werden, dass er aktiviert wird, sobald ein Anstoßen der Schraube 40 an eines der zu verschraubenden Bauteile 36, 38 detektiert wird. In the illustrated embodiment is a separate drive for the advance of the push rods 74 provided, for example, a pneumatic or hydraulic drive, whereby it is possible, in principle, regardless of the feed position of the screw unit 14 the holding mechanism 44 to open and the held screw 40 release. For example, the drive of the push rods 74 be specifically controlled so that it is activated as soon as a bumping of the screw 40 to one of the components to be screwed 36 . 38 is detected.

Alternativ ist es aber auch denkbar, die Öffnung des Haltemechanismus 44 an den Vorschub der Schraubeinheit 14 zu koppeln, z.B. indem die Lage der Schubstangen 74 festgelegt ist. Alternatively, it is also conceivable, the opening of the holding mechanism 44 to the feed of the screw unit 14 to couple, for example, by the position of the push rods 74 is fixed.

Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Betätigung des Haltemechanismus 44 anstatt durch die angetriebenen Schubstangen 74 auch mittels eines Aktuators erfolgen, der alternativ oder zusätzlich zu der Schließfeder 68 zwischen den hinteren Abschnitten 66 der Backenarme 60 sitzt. Ein solcher Aktuator könnte beispielsweise einen pneumatischen oder hydraulischen Kolben, insbesondere Gegenkolben, umfassen, der zwischen den hinteren Abschnitten 66 der Backenarme 60 angeordnet ist und diese zur Freigabe der gehaltenen Schraube 40 zusammenzieht.According to another embodiment, not shown, the actuation of the holding mechanism 44 instead of the powered push rods 74 also be done by means of an actuator, the alternative or in addition to the closing spring 68 between the back sections 66 the cheek arms 60 sitting. Such an actuator could for example comprise a pneumatic or hydraulic piston, in particular counter-piston, which is between the rear sections 66 the cheek arms 60 is arranged and this to release the held screw 40 contracts.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Schraubsystem screwsystem
1212: Grundeinheit basic unit
1414: Schraubeinheit screw unit
1616: Vorschubzylinder feed cylinder
1818: Führungsschiene guide rail
2020: Antriebsmotor drive motor
2222: Antriebswelle drive shaft
2424: Schraubwerkzeug Wrench
2626: Positionierkopf positioning head
2828: Niederhalter Stripper plate
3030: Niederhalterschlitten Lower holder carriage
3232: Fanghaken hook
3434: Verriegelungsvorsprünge locking projections
3636: Bauteil component
3838: Bauteil component
4040: Schraube screw
4242: Zuführeinrichtung feeding
4444: Haltemechanismus holding mechanism
4646: Luftfeder air spring
4848: Entriegelungsplatte unlocking
5050: Anschlagfläche stop surface
5252: Anschlagfläche stop surface
5454: Schraubendruckfeder Helical compression spring
5656: Druckstück Pressure piece
5858: Vorloch pilot hole
6060: Backenarme jaw arms
6262: Drehachse axis of rotation
6464: Backen to bake
6666: hinterer Abschnitt rear section
6868: Schließfeder closing spring
7070: Betätigungsrolle actuating roll
7272: Führungskanal guide channel
7474: Schubstange pushrod

Claims

Screwing system ( 10 ) for automatically performing screwing operations with a screwing tool ( 24 ), a feeder ( 42 ) for automatically feeding screws, a hold-down ( 28 ) for supporting the screwing system ( 10 ) on two components to be screwed together ( 36 . 38 ), a positioning head ( 26 ) for positioning a supplied screw ( 40 ) relative to the components to be screwed ( 36 . 38 ) and a feed device ( 16 ) for advancing the screwing tool ( 24 ) in a feed direction, characterized in that the positioning head ( 26 ) in the feed direction relative to the hold-down ( 28 ) displaceable on the hold-down ( 28 ) is stored.

Screwing system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the positioning head ( 26 ) against the restoring force of a spring element ( 54 ) on the hold-down ( 28 ) is too movable.

Screwing system ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a releasable locking mechanism ( 32 ) for locking the positioning head ( 26 ) on the hold-down ( 28 ) is provided.

Screwing system ( 10 ) according to claim 3, characterized in that an unlocking of the locking mechanism ( 32 ) to the advancing movement of the screwing tool ( 24 ) is coupled.

Screwing system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning head ( 26 ) a holding mechanism ( 44 ) for holding the supplied screw ( 40 ).

Screwing system ( 10 ) according to claim 5, characterized in that a separate actuator ( 74 ) for opening the holding mechanism ( 44 ) is provided.

Screwing system ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the actuator ( 74 ) is pneumatically or hydraulically actuated.

Screwing system ( 10 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the holding mechanism ( 44 ) two jaws ( 64 ) for holding the supplied screw ( 40 ), which the supplied screw ( 40 ) in particular at least approximately completely encompass.

Screwing system ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the jaws ( 64 ) on the hold-down ( 28 ) facing front ends of jaw arms ( 60 ) are arranged on the positioning head ( 26 ) are rotatably mounted, wherein the axes of rotation ( 62 ) in particular at right angles to the feed direction.

Screwing system ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the jaw arms ( 60 ) for opening the jaws ( 64 ) against the restoring force of a spring element ( 68 ) are deflectable.

Screwing system ( 10 ) for automatically performing screwing operations with a screwing tool ( 24 ), a feeder ( 42 ) for automatically feeding screws, a hold-down ( 28 ) for supporting the screwing system ( 10 ) on two components to be screwed together ( 36 . 38 ), a positioning head ( 26 ) for positioning a supplied screw ( 40 ) relative to the components to be screwed ( 36 . 38 ) and a feed device ( 16 ) for advancing the screwing tool ( 24 ) in a feed direction, characterized in that the positioning head ( 26 ) a holding mechanism ( 44 ) for holding the supplied screw ( 40 ) in a Schraublage, wherein a separate actuator ( 74 ) for opening the holding mechanism ( 44 ) is provided.

Screwing system ( 10 ) according to claim 11, characterized by one of the characterizing features of claims 7 to 10.