Die Erfindung betrifft eine Fügeeinheit und eine Fügeeinrichtung, insbesondere Schraubeinrichtung, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a joining unit and a joining device, in particular screw device, with the features in the preamble of the main claim.
Aus der Praxis sind robotergeführte Fügeeinheiten bekannt, die ein Schraubwerkzeug aufweisen, wobei die Schrauben in einem hiervon getrennt und stationär angeordneten Magazin angeordnet sind. Der Roboter setzt mit der Fügeeinheit die Schrauben in einen Pick- and Place-Modus. From practice robotic joining units are known which have a screwing tool, wherein the screws are arranged in a separate and stationary arranged thereon magazine. The robot uses the joining unit to set the screws in a pick and place mode.
Aus der DE 15 03 072 A und der DE 15 77 150 A sind Schrauber mit separat und fest montierten Magazinen bekannt, in denen Standard-Schrauben jeweils in einem ungeordneten Haufen vorliegen. Die Schrauben werden dem Schrauber vom Magazin mittels eines flexiblen Zuführschlauchs zugeleitet, wobei sie erst bei der Abgabe aus dem Magazin an den Zuführschlauch vereinzelt und zuführgerecht orientiert werden. From the DE 15 03 072 A and the DE 15 77 150 A are screwdrivers with separate and permanently mounted magazines are known in which standard screws are each in a disorderly pile. The screws are fed to the screwdriver from the magazine by means of a flexible supply hose, wherein they are separated only when dispensed from the magazine to the feed tube and oriented feeding.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fügetechnik aufzuzeigen. It is an object of the present invention to provide an improved joining technique.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. The invention solves this problem with the features in the main claim.
Die beanspruchte Fügetechnik, d.h. die Fügeeinheit und das Fügeverfahren sowie die Fügeeinrichtung, haben verschiedene Vorteile. The claimed joining technique, i. The joining unit and the joining method and the joining device, have different advantages.
Sie ermöglichen ein vollautomatisches Fügen von unterschiedlichen Fügeelementen mit unterschiedlichen Fügeverfahren. Der Fügeprozess kann automatisiert, im Ablauf verkürzt und prozesssicher gemacht werden. Die Taktzeit kann kurz gehalten und von evtl. kritischen Formgebungen der Fügeelemente unabhängig gemacht werden. They allow a fully automatic joining of different joining elements with different joining methods. The joining process can be automated, shortened in the process and made process reliable. The cycle time can be kept short and made independent of any critical shapes of the joining elements.
Die beanspruchte Fügetechnik hat eine gesteigerte Leistungsfähigkeit mit einer erhöhten Prozessgeschwindigkeit. Die Fügeelemente können in beliebiger Weise, z.B. als Schrauben, Niete, Bolzen oder dgl., ausgebildet sein. Die Fügetechnik eignet sich besonders für den Einsatz in Verbindung mit Kleinstschrauben. Diese konnten bisher nicht vollautomatisch und prozesssicher gefügt werden. The claimed joining technique has increased performance with increased process speed. The joining elements may be in any manner, e.g. as screws, rivets, bolts or the like., Be formed. The joining technique is particularly suitable for use in conjunction with miniature screws. These could not be joined fully automatically and reliably.
Die Fügeelemente können insbesondere als Kleinstschrauben mit einem Gewindemaß von ≤ M2 ausgebildet sein. Die Fügeelemente können alternativ oder zusätzlich als Kleinstelemente, insbesondere Kleinstschrauben oder Kleinstniete, mit einem Kopf(K)-Schaft(S)-Verhältnis ≥ 1:1,9 ausgebildet sein. Insbesondere können diese Fügeelemente ein K-S-Verhältnis von ca. 1:1 haben. Das K-S-Verhältnis bezieht sich auf den Kopfdurchmesser (K) und die Schaftlänge (S). The joining elements can be designed in particular as micro screws with a thread size of ≦ M2. The joining elements may alternatively or additionally be designed as microelements, in particular micro screws or micro rivets, with a head (K) shank (S) ratio ≥ 1: 1.9. In particular, these joining elements can have a K-S ratio of about 1: 1. The K-S ratio refers to the head diameter (K) and the shaft length (S).
Die Fügeeinheit weist ein bewegliches Magazin für Fügeelemente auf, das gemeinsam mit dem Fügewerkzeug, vorzugsweise unter diesem, an einem Gestell angeordnet ist. Letzteres kann über einen Anschluss, insbesondere einen Roboteranschluss, mit einer Handhabungseinrichtung, insbesondere einem Industrieroboter oder einem Ständer verbunden werden. The joining unit has a movable magazine for joining elements, which is arranged together with the joining tool, preferably under this, on a frame. The latter can be connected via a connection, in particular a robot connection, with a handling device, in particular an industrial robot or a stand.
Das Magazin kann mehrere unterschiedliche Fügeelemente aufnehmen, die sich in beliebiger Weise, z.B. nach Art und/oder Format unterscheiden können. Das Fügewerkzeug kann entsprechend ausgebildet sein. Die Fügetechnik ist hochflexibel und kann verschiedene Fügeelemente, insbesondere verschiedene Schraubenformate, gemeinsam verarbeiten. The magazine may accommodate a plurality of different joining elements which may be in any manner, e.g. can differ in type and / or format. The joining tool can be designed accordingly. The joining technique is highly flexible and can process different joining elements, in particular different screw formats, together.
Die Fügeeinheit weist eine bevorzugt dem Fügewerkzeug zugeordnete Detektionseinrichtung auf, mit der die Fügeelemente im Magazin, insbesondere deren Existenz und Position, erfasst werden können. The joining unit has a detection device preferably associated with the joining tool, with which the joining elements in the magazine, in particular their existence and position, can be detected.
Das Magazin weist mehrere Elementspeicher auf, die jeweils zur positionierten Aufnahme von mehreren Fügeelementen ausgebildet sind. Die bevorzugt scheibenartigen Elementspeicher weisen Haltemittel für jeweils ein Fügeelement auf. Die Elementspeicher sind im Magazin beweglich angeordnet. Sie können mittels einer Stelleinrichtung im Magazin relativ zueinander und als Gruppe gemeinsam verstellt werden. The magazine has a plurality of element storage, which are each designed for the positioning of a plurality of joining elements. The preferably disk-like element memory have holding means for each one joining element. The element stores are arranged movably in the magazine. They can be adjusted together by means of an adjusting device in the magazine relative to each other and as a group.
Die Fügeeinheit weist eine steuerbare Stelleinrichtung mit einer Stellachse zur Erzeugung einer bevorzugt translatorischen Relativbewegung zwischen dem Fügewerkzeug und dem Magazin auf. Vorzugsweise bewegt die Stelleinrichtung das Magazin relativ zum Fügewerkzeug. Die Fügeeinheit weist ferner eine steuerbare Verstelleinrichtung mit einer oder mehreren, bevorzugt rotatorischen Stellachse(n) für das Magazin, insbesondere dessen Elementspeicher, auf. Die Stelleinrichtung und die Verstelleinrichtung können kombiniert sein. The joining unit has a controllable adjusting device with an adjusting axis for generating a preferably translational relative movement between the joining tool and the magazine. Preferably, the adjusting device moves the magazine relative to the joining tool. The joining unit further has a controllable adjusting device with one or more, preferably rotary adjusting axis (s) for the magazine, in particular its element memory, on. The adjusting device and the adjusting device can be combined.
Die Elementspeicher können im Magazin relativ zueinander und als Gruppe gemeinsam verstellt werden. Die Elementspeicher können getrennt gelagert und eigenständig beweglich und steuerbar sein. The elements memory can be adjusted in the magazine relative to each other and as a group together. The element memories can be stored separately and independently movable and controllable.
Das Magazin weist ferner eine Trageinrichtung für die Elementspeicher auf. Die Elementspeicher können in definierter Position und lösbar an der Trageinrichtung angeordnet sein. Die Trageinrichtung kann mit der Stelleinrichtung für die Relativverstellung zum Fügewerkzeug verbunden sein. Die Trageinrichtung ist ferner mit der Verstelleinrichtung und deren Stellantrieben verbunden. Die Elementspeicher können dadurch um mehrere Stellachsen verstellt werden. Die Trageinrichtung kann ein bewegliches Tragelement, insbesondere ein Karussell, für eine Gruppe von Elementspeichern aufweisen und um eine Stellachse bevorzugt drehend verstellbar sein. Die Elementspeicher können hieran ihrerseits über andere Tragelement, insbesondere Tragzapfen, eigenständig beweglich, insbesondere drehbar, gelagert sein. Sie können über eigene Stellantriebe oder einen gemeinsamen Stellantrieb relativ zum Tragelement bzw. Karussell verstellt, insbesondere verdreht, werden. The magazine also has a support device for the element storage. The element storage can be arranged in a defined position and releasably on the support means. The carrying device can be connected to the adjusting device for the relative adjustment to the joining tool. The Carrying device is also connected to the adjusting device and its actuators. The element storage can be adjusted by several adjusting axes. The carrying device may have a movable supporting element, in particular a carousel, for a group of element stores and may preferably be adjustable in rotation about a setting axis. The element storage can hereby in turn via other support element, in particular trunnions, independently movable, in particular rotatable, be stored. They can be adjusted relative to the support element or carousel via its own actuators or a common actuator, in particular twisted, be.
Die Verstelleinrichtung und ggf. die Stelleinrichtung können eine Positioniereinrichtung für die Elementspeicher und deren Haltemittel aufweisen. Hierüber können die Haltemittel und die Fügeelemente nach Vorgabe exakt relativ zum Fügewerkzeug positioniert werden. Dank der Positionserfassung jedes Haltemittels und jedes magazinierten Fügeelements kann der Materialfluss überwacht werden. Es werden nur noch befüllte Haltemittel positioniert. Durch eine Koppelung mit der Detektionseinrichtung kann die tatsächliche Elementbelegung der Haltemittel kontrolliert und für den Ablauf des Prozessprogramms berücksichtigt werden. The adjusting device and possibly the adjusting device may have a positioning device for the element memory and its holding means. By means of this, the holding means and the joining elements can be positioned exactly as required relative to the joining tool. Thanks to the position detection of each holding device and each collated joining element, the material flow can be monitored. Only filled holding means are positioned. By coupling with the detection device, the actual element occupancy of the holding means can be controlled and taken into account for the course of the process program.
Das Fügewerkzeug und das Magazin können relativ zueinander zwischen mehreren örtlich und funktional unterschiedlichen Stellungen verstellt werden. Dies sind z.B. eine Detektionsstellung, eine Aufnahmestellung und eine Fügestellung. The joining tool and the magazine can be adjusted relative to each other between a plurality of locally and functionally different positions. These are e.g. a detection position, a receiving position and a joining position.
Die Fügeeinrichtung kann eine ein- oder mehrachsig bewegliche, programmierbare Handhabungseinrichtung zur Erzeugung von Relativbewegungen zwischen der Fügeeinheit und mehreren Fügestellen an einem Werkstück aufweisen. Vorteilhafterweise kann hierbei die Handhabungseinrichtung die Fügeeinheit relativ zu einem stationären oder instationären Werkstück bewegen. Alternativ kann die Handhabungseinrichtung das Werkstück relativ zur Fügeeinheit bewegen. In weiterer Abwandlung können mehreren Handhabungseinrichtungen die Fügeeinheit und das Werkstück relativ zueinander bewegen. The joining device can have a single or multi-axially movable, programmable handling device for generating relative movements between the joining unit and a plurality of joints on a workpiece. Advantageously, in this case the handling device can move the joining unit relative to a stationary or unsteady workpiece. Alternatively, the handling device can move the workpiece relative to the joining unit. In a further modification, several handling devices can move the joining unit and the workpiece relative to one another.
Günstig ist eine Ausbildung der Handhabungseinrichtung als mehrachsiger programmierbarer Industrieroboter. Für den Fügeprozess ist es von Vorteil, wenn die Handhabungseinrichtung, insbesondere der Industrieroboter taktil ausgebildet sind und sensitive Fähigkeiten aufweisen. Hierfür kann die Handhabungseinrichtung bzw. der Industrieroboter eine zugeordnete Sensorik haben, die äußere Belastungen aufnimmt. Besonders günstig ist eine Ausführung mit einem taktilen Roboter mit sensitiven Fähigkeiten, der eine integrierte Sensorik aufweist. It is favorable to design the handling device as a multi-axis programmable industrial robot. For the joining process, it is advantageous if the handling device, in particular the industrial robot are tactile and have sensitive capabilities. For this purpose, the handling device or the industrial robot may have an associated sensor which absorbs external loads. Particularly favorable is an embodiment with a tactile robot with sensitive capabilities, which has an integrated sensor.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. In the subclaims further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen: The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
1: eine Fügeeinrichtung mit einer Handhabungseinrichtung und einer Fügeeinheit in einer Detektionsstellung und in perspektivischer Ansicht, 1 : a joining device with a handling device and a joining unit in a detection position and in a perspective view,
2: Die Fügeeinrichtung von 1 in einer Fügestellung, 2 : The joining device of 1 in a joint position,
3: eine Draufsicht der Fügeeinrichtung gemäß 1, 3 : a plan view of the joining device according to 1 .
4: eine abgebrochene Draufsicht der Fügeeinrichtung gemäß 2, 4 : A broken plan view of the joining device according to 2 .
5: eine abgebrochene Draufsicht auf die Fügeeinrichtung in einer Aufnahmestellung, 5 : a broken plan view of the joining device in a receiving position,
6: eine Seitenansicht der Fügeeinheit von 1, 6 : a side view of the joining unit of 1 .
7: eine perspektivische Unteransicht der Fügeeinheit von 6 ohne Gehäuse, 7 a perspective bottom view of the joining unit of 6 without housing,
8: eine perspektivische Draufsicht auf die Fügeeinheit in der Detektionsstellung, 8th a perspective top view of the joining unit in the detection position,
9: eine perspektivische Draufsicht auf die Fügeeinheit in der Fügestellung und 9 : A perspective top view of the joining unit in the joining position and
10: eine perspektivische Rückansicht der Fügeeinheit. 10 : a perspective rear view of the joining unit.
Die Erfindung betrifft eine Fügeeinheit (2) für Fügeelemente (3) und ein Fügeverfahren. Die Erfindung betrifft ferner eine Fügeeinrichtung (1) mit einer Handhabungseinrichtung (4) und einer Fügeeinheit (2). The invention relates to a joining unit ( 2 ) for joining elements ( 3 ) and a joining method. The invention further relates to a joining device ( 1 ) with a handling device ( 4 ) and a joining unit ( 2 ).
1 zeigt eine solche Fügeeinrichtung (1). Sie kann z.B. als Schraubeinrichtung ausgebildet sein. Sie weist eine mehrachsig bewegliche Handhabungseinrichtung (4) mit einer angebauten Fügeeinheit (2) auf. Die Fügeeinheit (2) wird von der Handhabungseinrichtung (4) geführt und relativ zu ein oder mehreren Werkstücken (46) und den dortigen ein oder mehreren Fügestellen bewegt. Die Werkstücke (46) können stationär angeordnet sein oder mittels eines durch einen Pfeil angedeuteten Transportmittels (47) bewegt werden. 1 shows such a joining device ( 1 ). It can be designed, for example, as a screw device. It has a multi-axis handling device ( 4 ) with an attached joining unit ( 2 ) on. The joining unit ( 2 ) is handled by the handling device ( 4 ) and relative to one or more workpieces ( 46 ) and the local one or more joints moves. The workpieces ( 46 ) may be arranged stationary or by means of a transport means indicated by an arrow ( 47 ) are moved.
In einer anderen kinematischen Variante kann die Handhabungseinrichtung (4) ein oder mehrere Werkstücke (46) führen und bewegen. Die Fügeeinheit (2) kann dabei stationär angeordnet sein, z.B. an einem Ständer. Alternativ können die Fügeeinheit (2) und die ein oder mehreren Werkstücke (46) jeweils von einer Handhabungseinrichtung (4) geführt und bewegt werden. In another kinematic variant, the handling device ( 4 ) one or more workpieces ( 46 ) and move. The joining unit ( 2 ) can be arranged stationary, eg on a stand. Alternatively, the joining unit ( 2 ) and the one or more workpieces ( 46 ) each of a handling device ( 4 ) are guided and moved.
Die Fügeeinheit (2) dient zum Fügen der Werkstücke (46) mittels ein oder mehreren Fügeelementen (3). Die Fügeelemente (3) können unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als Schrauben, Niete, Bolzen, Klemmen oder dgl.. The joining unit ( 2 ) is used to join the workpieces ( 46 ) by means of one or more joining elements ( 3 ). The joining elements ( 3 ) can be designed differently, for example as screws, rivets, bolts, clamps or the like.
Die Fügeelemente (3) können als Kleinstelemente, insbesondere als Kleinstschrauben oder als Kleinstniete, ausgebildet sein. Solche Kleinstelemente, die einen Kopf (K) und einen Schaft (S) aufweisen, können ein K-S-Verhältnis von vorzugsweise ≥ 1:1,9 haben. Insbesondere kann das K-S-Verhältnis im Bereich von circa 1:1 liegen. Die Hüllform solcher Kleinstelemente kann im Wesentlichen kugelartig sein. Alternativ oder zusätzlich können Kleinstschrauben ein Gewindemaß von ≤ M2 aufweisen. In 1 und 6 sind solche Kleinstschrauben angedeutet. The joining elements ( 3 ) can be designed as micro-elements, in particular as micro-screws or small rivets. Such miniature elements having a head (K) and a shank (S) may have a KS ratio of preferably ≥1: 1.9. In particular, the KS ratio can be in the range of about 1: 1. The envelope shape of such microelements can be essentially spherical. Alternatively or additionally, miniature screws may have a thread size of ≤ M2. In 1 and 6 are such micro screws indicated.
Die Werkstücke (46) können von beliebiger Art sein. Sie können z.B. als elektronische Kommunikationsgeräte, insbesondere Mobiltelefone, Tablets, Laptops und/oder dgl. ausgestaltet sein. Sie können ein oder mehrere Fügestellen haben. Beispielsweise können mittels der Fügeelemente (3) Platinen oder andere Geräteteile an einem Gehäuse oder einem Träger gefügt bzw. montiert werden. Der Fügeprozess kann als Schraubprozess, Nietprozess oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. The workpieces ( 46 ) can be of any type. They can be designed, for example, as electronic communication devices, in particular mobile phones, tablets, laptops and / or the like. You can have one or more joints. For example, by means of the joining elements ( 3 ) Boards or other device parts are joined or mounted on a housing or a carrier. The joining process can be designed as a screwing process, riveting process or in another suitable manner.
Die Fügeeinheit (2) weist ein Fügewerkzeug (7) und ein bewegliches Magazin (8) auf, die jeweils für die Fügeelemente (3) vorgesehen und ausgebildet sind. Das Fügewerkzeug (7) und das Magazin (8) sind gemeinsam an einem Gestell (5) angeordnet. The joining unit ( 2 ) has a joining tool ( 7 ) and a movable magazine ( 8th ), each for the joining elements ( 3 ) are provided and designed. The joining tool ( 7 ) and the magazine ( 8th ) are together on a frame ( 5 ) arranged.
Das Magazin (8) kann mehrere unterschiedliche Fügeelemente (3) aufnehmen. Diese können sich in der Art und/oder im Format unterscheiden. In den gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Fügeelemente (3) als Schrauben, insbesondere Kleinstschrauben, und das Fügewerkzeug (7) als Schraubwerkzeug ausgebildet. The magazine ( 8th ), several different joining elements ( 3 ) take up. These may differ in style and / or format. In the illustrated and preferred embodiments, the joining elements ( 3 ) as screws, in particular micro screws, and the joining tool ( 7 ) designed as a screwing tool.
Das Fügewerkzeug (7) hat einen Fügekopf (18), z.B. einen Schraubkopf, und einen Antrieb (17) für dessen einachsige oder mehrachsige Bewegung. Dies können z.B. eine lineare Vorschubbewegung und eine rotatorische Schraubbewegung sein. Das Fügewerkzeug (7) besitzt eine in 1 gezeigte Wirkachse (20) bzw. Fügeachse, entlang welcher der Antrieb (17) den Fügekopf (18) vor und zurück schiebt. The joining tool ( 7 ) has a joining head ( 18 ), eg a screw head, and a drive ( 17 ) for its uniaxial or multi-axis movement. This can be, for example, a linear feed movement and a rotary screw movement. The joining tool ( 7 ) has an in 1 shown active axis ( 20 ) or joining axis, along which the drive ( 17 ) the joining head ( 18 ) pushes back and forth.
Das Fügewerkzeug (7) weist ferner einen Halter (19) für die Aufnahme eines Fügeelements (3) auf. Der Halter (19) ist vorzugsweise als steuerbarer Sauger ausgebildet, der das Fügeelement (3) an der Spitze des Fügekopfs (18) mit Unterdruck festhält. Über den Sauger bzw. den anliegenden Unterdruck kann auch die Existenz und Position eines Fügeelements (3) am Fügekopf (18) überwacht werden. Alternativ kann der Halter (19) als Magnet, insbesondere Permanent- oder Elektro-Magnet, ausgebildet sein. Eine Existenz- und Positionsüberwachung ist alternativ auf andere Weise, z.B. mittels eines Sensors, möglich. The joining tool ( 7 ) further comprises a holder ( 19 ) for receiving a joining element ( 3 ) on. The holder ( 19 ) is preferably designed as a controllable vacuum cleaner, the joining element ( 3 ) at the top of the joining head ( 18 ) with negative pressure holds. About the sucker or the applied negative pressure and the existence and position of a joining element ( 3 ) at the joining head ( 18 ) be monitored. Alternatively, the holder ( 19 ) be designed as a magnet, in particular permanent or electric magnet. Existence and position monitoring is alternatively possible in another way, for example by means of a sensor.
Das Fügewerkzeug (7) ist mit einer Zustelleinrichtung (6) verbunden, die ihrerseits am Gestell (5) angeordnet ist. Mit der Zustelleinrichtung (6) kann das Fügewerkzeug (7) relativ zum Magazin (8) verstellt werden. Es kann insbesondere entlang der Wirkachse bzw. Fügerichtung (20) linear oder mit anderer Kinematik verstellt, insbesondere gehoben und gesenkt werden. Die Zustelleinrichtung (6) weist gemäß 8 einen Zustellantrieb (40) und eine mit dem Gestell (5) verbundene Führung (41) auf. Das Fügewerkzeug (7) ist an einem Abtriebsteil (42) z.B. einem Schlitten, montiert. The joining tool ( 7 ) is equipped with a delivery device ( 6 ), which in turn on the frame ( 5 ) is arranged. With the delivery device ( 6 ), the joining tool ( 7 ) relative to the magazine ( 8th ) are adjusted. It can in particular along the axis of action or joining direction ( 20 ) adjusted linearly or with other kinematics, in particular lifted and lowered. The delivery device ( 6 ) according to 8th a feed drive ( 40 ) and one with the frame ( 5 ) related leadership ( 41 ) on. The joining tool ( 7 ) is on a stripping section ( 42 ), eg a carriage, mounted.
Das Gestell (5) weist einen Anschluss (39) zur festen oder lösbaren Montage der Fügeeinheit (2) an einem Ständer, einer Handhabungseinrichtung (4) oder dgl. auf. Vorzugsweise ist der Anschluss (39) als Roboteranschluss ausgebildet. The frame ( 5 ) has a connection ( 39 ) for fixed or detachable assembly of the joining unit ( 2 ) on a stand, a handling device ( 4 ) or the like. Preferably, the port ( 39 ) designed as a robot connection.
Das Magazin (8) kann eine Vielzahl von Fügeelementen (3) aufnehmen. Diese können gleich oder unterschiedlich sein. Sie können sich insbesondere in ihrer Art und/oder in ihrem Format, z.B. Schraubenformat, unterscheiden. Das bewegliche Magazin (8) ist in Fügerichtung (20) unter dem Fügewerkzeug (7) angeordnet. Das Fügewerkzeug (7) kann mit dem Halter (19) ein Fügeelement (3) vollautomatisch aus dem Magazin (8) entnehmen bzw. aufnehmen und an einem darunter befindlichen Werkstück (46) fügen. The magazine ( 8th ) can be a variety of joining elements ( 3 ) take up. These can be the same or different. They may differ in particular in their nature and / or in their format, eg screw format. The movable magazine ( 8th ) is in joining direction ( 20 ) under the joining tool ( 7 ) arranged. The joining tool ( 7 ) can with the holder ( 19 ) a joining element ( 3 ) fully automatically from the magazine ( 8th ) or picking up and on an underlying workpiece ( 46 ) put.
Diese Magazinanordnung unter dem Fügewerkzeug (7) ist zumindest zeitweise, insbesondere in einer Detektionsstellung (14) gemäß 1 und 2 und in einer Aufnahmestellung (15) gemäß 5, gegeben. Das Fügewerkzeug (7) kann dabei in seiner höchsten Stellung angeordnet sein, in der es durch die Zustelleinrichtung (6) maximalst von einer Position bzw. der Fügestellung (16) gemäß 4 und 9 entfernt ist, in der die Fügeelemente (3) am Werkstück (46) angebracht werden. This magazine arrangement under the joining tool ( 7 ) is at least temporarily, especially in a detection position ( 14 ) according to 1 and 2 and in a reception position ( 15 ) according to 5 , given. The joining tool ( 7 ) can be arranged in its highest position, in which it by the delivery device ( 6 ) maximum of one position or the joining position ( 16 ) according to 4 and 9 is removed, in which the joining elements ( 3 ) on the workpiece ( 46 ).
Die Fügeeinrichtung (2) weist eine Detektionseinrichtung (13) auf. Diese ist zur Erfassung von Fügeelementen (3) im Magazin (8) ausgebildet. Die Fügeelemente (3) haben im Magazin (8) eine bekannte und definierte Position. Die Detektionseinrichtung (13) ist dem Fügewerkzeug (7) zugeordnet und befindet sich neben diesem. Der Fügekopf (18) befindet sich bei angehobenem Fügewerkzeug (7) im Erfassungsbereich der Detektionseinrichtung (13). Vorzugsweise ist die Detektionseinrichtung (13) gestellfest angeordnet und ist über einen Beschlag (38) mit dem Gestell (5) verbunden. In einer anderen Ausführungsform kann sie relativ beweglich zum Gestell (5) angeordnet sein. The joining device ( 2 ) has a detection device ( 13 ) on. This is for the detection of joining elements ( 3 ) in the magazine ( 8th ) educated. The joining elements ( 3 ) have in the magazine ( 8th ) one known and defined position. The detection device ( 13 ) is the joining tool ( 7 ) and is located next to it. The joining head ( 18 ) is located with raised joining tool ( 7 ) in the detection area of the detection device ( 13 ). Preferably, the detection device ( 13 ) and fixed by a fitting ( 38 ) with the frame ( 5 ) connected. In another embodiment, it may be relatively movable to the frame ( 5 ) can be arranged.
Die Detektionseinrichtung (13) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie besitzt ein Detektionsfeld (37), welches zumindest Teilbereiche des Magazins (8) und vorzugsweise den Fügekopf (18) erfasst. Die Detektionseinrichtung weist ein Detektionsmittel (36) auf, welches in beliebig geeigneter Weise die Fügeelemente (3) und die Haltemittel (22) erfassen kann. Das Detektionsmittel (36) arbeitet vorzugsweise berührungslos und auf optischem Wege. Es ist z.B. als elektronische Messkamera ausgebildet. Die Kamera (36) blickt von oben auf das Magazin (8). Sie ist mit einer Bilderfassungseinrichtung und einer Bildauswertungseinrichtung versehen. The detection device ( 13 ) may be formed in different ways. It has a detection field ( 37 ), which at least parts of the magazine ( 8th ) and preferably the joining head ( 18 ) detected. The detection device has a detection means ( 36 ), which in any suitable manner the joining elements ( 3 ) and the retaining means ( 22 ). The detection means ( 36 ) works preferably contactless and optical ways. It is designed, for example, as an electronic measuring camera. The camera ( 36 ) looks at the magazine from above ( 8th ). It is provided with an image capture device and an image evaluation device.
Die Fügeinheit (2) weist eine Stelleinrichtung (9) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Fügewerkzeug (7) und dem Magazin (8) auf. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform bewegt die Stelleinrichtung (9) das Magazin (8) relativ zum Fügewerkzeug (7) entlang der bevorzugt translatorischen Stellachse (29). The joining unit ( 2 ) has an actuating device ( 9 ) for generating a relative movement between the joining tool ( 7 ) and the magazine ( 8th ) on. In the illustrated and preferred embodiment, the actuator (FIG. 9 ) the magazine ( 8th ) relative to the joining tool ( 7 ) along the preferably translatory adjusting axis ( 29 ).
Das Magazin (8) ist außerdem in sich beweglich und weist hierfür eine steuerbare Verstelleinrichtung (12) auf. Die Stelleinrichtung (9) und die Verstelleinrichtung (12) können miteinander kombiniert sein. Das Magazin (8) ist dadurch über mehrere und unterschiedliche Stellachsen (27, 28, 29) beweglich. Die Stelleinrichtung (9) weist einen Stellantrieb (32) auf. Die Verstelleinrichtung (12) hat mehrere, insbesondere zwei Stellantriebe (30, 31). The magazine ( 8th ) is also movable in itself and has for this purpose a controllable adjusting device ( 12 ) on. The adjusting device ( 9 ) and the adjusting device ( 12 ) can be combined. The magazine ( 8th ) is characterized by several and different axes ( 27 . 28 . 29 ) movable. The adjusting device ( 9 ) has an actuator ( 32 ) on. The adjusting device ( 12 ) has several, in particular two actuators ( 30 . 31 ).
Das Magazin (8) weist mehrere, z.B. drei, Elementspeicher (10) auf, die jeweils zur positionierten Aufnahme von mehreren Fügeelementen (3) ausgebildet sind. Die Elementspeicher (10) können unterschiedlich ausgebildet sein. In den gezeigten Ausführungsformen haben sie eine Scheibenform, insbesondere eine Kreisscheibenform und weisen eine Vielzahl von Haltemitteln (22) für jeweils ein Fügeelement (3) auf. Die Haltemittel (22) sind z.B. als Halteöffnungen in einem Speicherkorpus (21) ausgebildet. Bei der gezeigten und bevorzugten Scheibenform der Elementspeicher (10) ist der Speicherkorpus (21) als Scheibenkörper ausgebildet und kann von einem hochstehenden Rand umschlossen sein. Die Elementspeicher (10) sind vorzugsweise horizontal ausgerichtet. The magazine ( 8th ) has several, eg three, element stores ( 10 ), each for positioning a plurality of joining elements ( 3 ) are formed. The element storage ( 10 ) can be designed differently. In the embodiments shown they have a disk shape, in particular a circular disk shape and have a plurality of holding means ( 22 ) for each one joining element ( 3 ) on. The holding means ( 22 ) are eg as holding openings in a storage body ( 21 ) educated. In the shown and preferred disc shape of element storage ( 10 ) is the memory body ( 21 ) formed as a disk body and may be enclosed by a raised edge. The element storage ( 10 ) are preferably aligned horizontally.
Die Elementspeicher (10) und deren Haltemittel (22) können zur Aufnahme unterschiedlicher Fügeelemente (3) ausgebildet sein. Hierbei können innerhalb eines Elementspeichers (10) gleichartige Fügeelemente (3) angeordnet sein, wobei sich die Elementspeicher (10) untereinander in ihrer Elementbelegung unterscheiden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Magazin (8) drei getrennt und nebeneinander angeordnete kreisscheibenartige Elementspeicher (10) auf. Die Zahl kann alternativ größer oder kleiner sein. In weiterer Abwandlung können die Scheibenformen prismatisch, insbesondere rechteckig sein. Statt einer ebenen Scheibenform sind auch andere geeignete Formgebungen alternativ möglich. The element storage ( 10 ) and their holding means ( 22 ) can accommodate different joining elements ( 3 ) be formed. Here, within an element memory ( 10 ) similar joining elements ( 3 ), wherein the element memories ( 10 ) differ among themselves in their element assignment. In the embodiment shown, the magazine ( 8th ) three separate and juxtaposed circular disk-like element memory ( 10 ) on. The number may alternatively be larger or smaller. In a further modification, the disk shapes can be prismatic, in particular rectangular. Instead of a flat disc shape, other suitable shapes are alternatively possible.
Die Elementspeicher (10) sind im Magazin (8) beweglich angeordnet. Sie können sich relativ zueinander bewegen. Sie können alternativ oder zusätzlich als Gruppe gemeinsam verstellbar sein. Die Elementspeicher (10) können getrennt gelagert und jeweils eigenständig beweglich und steuerbar sein. The element storage ( 10 ) are in the magazine ( 8th ) arranged movably. They can move relative to each other. They can alternatively or additionally be jointly adjustable as a group. The element storage ( 10 ) can be stored separately and each independently movable and controllable.
Das Magazin (8) weist eine Trageinrichtung (11) und die steuerbare Verstelleinrichtung (12) für die Elementspeicher (10) auf. Die Trageinrichtung (11) kann von einem schützenden Gehäuse umgeben sein, welches in 1 bis 6 dargestellt und in 7 bis 10 entfernt ist. The magazine ( 8th ) has a carrying device ( 11 ) and the controllable adjusting device ( 12 ) for the element memory ( 10 ) on. The carrying device ( 11 ) may be surrounded by a protective housing, which in 1 to 6 represented and in 7 to 10 is removed.
Die Elementspeicher (10) sind jeweils in definierter Position und lösbar an der Trageinrichtung (11) angeordnet. Die Elementspeicher (10) sind jeweils um mehrere Stellachsen (27, 28, 29) verstellbar. Die Verstellung wird durch die Stelleinrichtung (9) und die Verstelleinrichtung (12) bewirkt. Vorzugsweise sind drei Stellachsen (27, 28, 29) vorhanden. The element storage ( 10 ) are each in a defined position and detachable on the support device ( 11 ) arranged. The element storage ( 10 ) are each about several axes ( 27 . 28 . 29 ) adjustable. The adjustment is made by the adjusting device ( 9 ) and the adjusting device ( 12 ) causes. Preferably, three adjusting axes ( 27 . 28 . 29 ) available.
Die Stelleinrichtung (9) und ihre Stellachse (29) dienen zur besagten Relativbewegung des gesamten Magazins (8) relativ zum Fügewerkzeug (7). Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stellachse (29) eine Linearachse, wobei der zugehörige Stellantrieb (32) als Linearantrieb ausgebildet ist. Er weist einen z.B. gehäuseartigen Korpus (34) und ein Abtriebselement (33), z.B. einen Schlitten mit einem quer abstehenden Ausleger, auf. Der Korpus (34) ist stationär am Gestell (5) befestigt. Das Abtriebselement (33), insbesondere der Ausleger, ist mit der Trageinrichtung (11) verbunden. The adjusting device ( 9 ) and its adjusting axis ( 29 ) serve for said relative movement of the entire magazine ( 8th ) relative to the joining tool ( 7 ). In the illustrated embodiment, the adjusting axis ( 29 ) a linear axis, wherein the associated actuator ( 32 ) is designed as a linear drive. He has an example cabinet-like body ( 34 ) and an output element ( 33 ), eg a carriage with a transversely projecting boom. The body ( 34 ) is stationary on the frame ( 5 ) attached. The output element ( 33 ), in particular the boom, is connected to the carrying device ( 11 ) connected.
Die Stellachsen (27, 28) sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen als rotatorische Stellachsen ausgebildet. Jeder Elementspeicher (10) hat hierbei eine eigene Stellachse (27), insbesondere Drehachse. Andererseits sind die Elementspeicher (10) über die Trageinrichtung (11) zu einer Speichergruppe zusammengefasst, welche die zweite Stellachse (28), insbesondere Drehachse, hat. Hierüber kann die ganze Speichergruppe gedreht werden. The adjusting axles ( 27 . 28 ) are formed in the embodiments shown as rotational adjustment axes. Each element memory ( 10 ) has its own positioning axis ( 27 ), in particular rotation axis. On the other hand, the element memories ( 10 ) via the carrying device ( 11 ) are grouped together to form a storage group which contains the second positioning axis ( 28 ), in particular rotation axis, has. Over this the whole storage group can be turned.
Die Trageinrichtung (11) weist gemäß 7 bis 10 ein bewegliches Tragelement (25) für eine Gruppe von Elementspeichern (10) auf. Das Tragelement (25) ist z.B. als Karussell ausgebildet. Es weist einen Tragstern (26) auf, der um die Stellachse (28) beweglich, insbesondere drehbar, am Abtriebselement (33) der Stelleinrichtung (9) gelagert ist. An den Enden der Sternarme ist jeweils ein Elementspeicher (10) angeordnet. Hierfür befindet sich an den Armenden jeweils ein Tragelement (23), das z.B. als Tragzapfen mit bevorzugt aufrechter Lage ausgebildet ist. The carrying device ( 11 ) according to 7 to 10 a movable support element ( 25 ) for a group of element memories ( 10 ) on. The support element ( 25 ) is designed as a carousel, for example. It has a star ( 26 ), which around the adjusting axis ( 28 ), in particular rotatable, on the output element ( 33 ) the actuator ( 9 ) is stored. At each end of the star arms is an element memory ( 10 ) arranged. For this purpose, there is a support element ( 23 ), which is designed for example as a trunnion with preferably upright position.
Die Speicherelemente (10) können lösbar im Magazin (8) angeordnet sein. Hierfür kann am jeweiligen Tragelement (23) eine Speicheraufnahme (24) angeordnet sein, die z.B. als Stützscheibe ausgebildet ist und den Elementspeicher (10), insbesondere dessen Speicherkorpus (21) in definierter Position aufnehmen und halten kann. The memory elements ( 10 ) can be detachable in the magazine ( 8th ) can be arranged. For this purpose, on each support element ( 23 ) a memory recording ( 24 ), which is formed, for example, as a support disk and the element memory ( 10 ), in particular its memory body ( 21 ) in a defined position and can hold.
Der Stellantrieb (31) für die Speichergruppe treibt die Trageinrichtung (11) vorzugsweise drehend an. Der Antriebsmotor ist am Abtriebselement (33) angeordnet und treibt das Tragelement (25) bzw. Karussell über einen Riementrieb um die Stellachse (28) drehend an. Die Elementspeicher (10) können im Kreis konzentrisch um die Stellachse (28) angeordnet sein. The actuator ( 31 ) for the storage group drives the carrying device ( 11 ) is preferably rotating. The drive motor is on the output element ( 33 ) and drives the support element ( 25 ) or carousel via a belt drive about the adjusting axis ( 28 ) turning on. The element storage ( 10 ) can be concentric around the adjusting axis ( 28 ) can be arranged.
Die Elementspeicher (10) können für die Bewegung, insbesondere Drehung, um ihre jeweilige Stellachse (27) jeweils einen eigenen Stellantrieb aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel haben sie einen gemeinsamen Stellantrieb (30), der als Drehantrieb ausgebildet ist. Der Antriebsmotor ist am Tragstern (26) angeordnet und treibt über ein Ritzel mehrere Zahnräder an den Tragelementen (23) an. The element storage ( 10 ) can be used for the movement, in particular rotation, about their respective positioning axis ( 27 ) each have their own actuator. In the illustrated embodiment, they have a common actuator ( 30 ), which is designed as a rotary drive. The drive motor is on the star ( 26 ) and drives via a pinion a plurality of gears on the support elements ( 23 ) at.
Die Verstelleinrichtung (12) und ggf. die Stelleinrichtung (9) weisen eine Positioniereinrichtung (35) auf. Die Position jedes Haltemittels (22) an den Elementspeichern (10) und im Magazin (8) ist bekannt und definiert. Über entsprechende Sensoren, insbesondere Weggeber bzw. Drehgeber und/oder Positionsgeber können die Bewegungen und Positionen des Magazins (8) und seiner Elementspeicher (10) erfasst und überwacht werden. The adjusting device ( 12 ) and possibly the adjusting device ( 9 ) have a positioning device ( 35 ) on. The position of each holding means ( 22 ) on the element memories ( 10 ) and in the magazine ( 8th ) is known and defined. The movements and positions of the magazine can be adjusted via corresponding sensors, in particular displacement sensors or rotary encoders and / or position sensors. 8th ) and its element memory ( 10 ) are recorded and monitored.
Hierüber kann mittels einer entsprechenden Steuerung jederzeit die aktuelle Position jedes Haltemittels (22) festgestellt und verfolgt werden. By means of a corresponding control, the current position of each holding means ( 22 ) are detected and tracked.
Das Fügewerkzeug (7) und das Magazin (8) können relativ zueinander zwischen mehreren örtlich und funktional unterschiedlichen Stellungen (14, 15, 16) verstellt werden. Die verschiedenen Stellungen (14, 15, 16) sind in 1 bis 5 verdeutlicht. The joining tool ( 7 ) and the magazine ( 8th ) relative to each other between a plurality of locally and functionally different positions ( 14 . 15 . 16 ) are adjusted. The different positions ( 14 . 15 . 16 ) are in 1 to 5 clarified.
Eine Stellung ist eine in 1 und 3 gezeigte Detektionsstellung (14) zur Detektion von Fügelementen (3) im Magazin. Hierbei befindet sich ein Teil des Magazins (8), insbesondere ein Elementspeicher (10) im Detektionsfeld (37). Vorzugsweise kann der gesamte Elementspeicher (10) mit allen Haltemitteln (22) erfasst werden. Hierbei kann detektiert werden, an welchen positionsbekannten Haltemitteln (22) ein Fügeelement (3) angeordnet ist oder nicht. Dies kann eine Existenzkontrolle sein. Ferner kann bedarfsweise detektiert werden, ob ein bestimmtes Fügeelement (3) sich an einer bestimmten Position bzw. einem bestimmten Haltemittel (22) befindet. Die Art und Größe des Fügeelements (3) kann dabei erfasst werden. Hierüber lässt sich feststellen, ob z.B. eine vorgesehene Schraube mit bestimmter Kopfgröße sich an der vorgesehenen Position befindet oder ob ein Fehler vorliegt. Ferner kann über eine solche Erkennung von Fügelementen (3) überprüft werden, ob die für den jeweiligen Fügeprozess erforderlichen Fügeelemente (3) vorhanden sind und ob der vorgesehene Elementspeicher mit der vorgesehenen Elementbestückung an der richtigen Trägeraufnahme (24) im Magazin (8) angeordnet ist. Fehlbestückungen können dadurch vermieden werden. A position is one in 1 and 3 shown detection position ( 14 ) for the detection of filling elements ( 3 ) in the magazine. Here is a part of the magazine ( 8th ), in particular an element memory ( 10 ) in the detection field ( 37 ). Preferably, the entire element memory ( 10 ) with all holding means ( 22 ). In this case it can be detected at which position-known holding means ( 22 ) a joining element ( 3 ) is arranged or not. This can be an existence control. Furthermore, if necessary, it can be detected whether a specific joining element ( 3 ) at a certain position or a particular holding means ( 22 ) is located. The type and size of the joining element ( 3 ) can be recorded. This can be used to determine, for example, whether an intended screw with a certain head size is in the intended position or whether there is an error. Furthermore, via such a recognition of Fügelementen ( 3 ), check whether the joining elements required for the respective joining process ( 3 ) and whether the envisaged element storage with the provided element assembly to the correct support receptacle ( 24 ) in the magazine ( 8th ) is arranged. Mistacks can be avoided.
5 verdeutlicht eine andere Stellung, die als Aufnahmestellung (15) zur gezielten Aufnahme von Fügeelementen (3) aus dem Magazin vorgesehen ist. In dieser Aufnahmestellung (15) wird das für den nächsten Prozessschritt vorgesehene Fügeelement (3) in eine geeignete Position relativ zum Fügewerkzeug (7) gebracht. In der bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Fügelement (3) in Fügerichtung (20) direkt unterhalb des Fügekopfes (18). Der Fügekopf (18) wird auf das Fügeelement (3) abgesenkt und nimmt mit seinem Halter (19) das Fügeelement (3) kontrolliert auf. Die Aufnahmestelle befindet sich im Detektionsfeld (37). Die Detektionseinrichtung (13) kann erfassen, ob das richtige Fügeelement (3) aufgenommen wird und ob die Aufnahme korrekt erfolgt. 5 clarifies another position that is considered 15 ) for the targeted picking up of joining elements ( 3 ) is provided from the magazine. In this recording ( 15 ), the joining element provided for the next process step ( 3 ) in a suitable position relative to the joining tool ( 7 ) brought. In the preferred embodiment, the Fügelement ( 3 ) in joining direction ( 20 ) directly below the joining head ( 18 ). The joining head ( 18 ) is applied to the joining element ( 3 ) and takes with his holder ( 19 ) the joining element ( 3 ) controlled. The receiving site is located in the detection field ( 37 ). The detection device ( 13 ) can detect whether the correct joining element ( 3 ) and whether the recording is correct.
2 und 4 verdeutlichen eine weitere Relativstellung zwischen Fügewerkzeug (7) und Magazin (8), die als Fügestellung (16) ausgebildet ist. In dieser Fügestellung (16) ist der Zustell- und Fügeweg für das Fügewerkzeug (7) in der Wirkachse (20) freigegeben. Das Magazin (8) ist aus dem Bewegungsbereich des Fügewerkzeugs (7) herausbewegt. Dies kann durch die Stelleinrichtung (9) über die Stellachse (29) und/oder über die Verstelleinrichtung (12) und die Stellachse(n) (27, 28) erfolgen. Die Freigabe kann z.B. durch eine Drehung der Speichergruppe erfolgen, wobei das Fügewerkzeug durch einen Freiraum oder Zwickel zwischen benachbarten Elementspeichern (10) abtauchen kann. Es kann dabei gänzlich an den Elementspeichern (10) vorbei in eine Fügestellung (16) bewegt werden. 2 and 4 illustrate another relative position between joining tool ( 7 ) and magazine ( 8th ), which are to be used as 16 ) is trained. In this joining position ( 16 ) is the feed and joining path for the joining tool ( 7 ) in the axis of action ( 20 ) Approved. The magazine ( 8th ) is out of the range of movement of the joining tool ( 7 ) moved out. This can be done by the adjusting device ( 9 ) via the adjusting axis ( 29 ) and / or via the adjusting device ( 12 ) and the positioning axis (s) ( 27 . 28 ) respectively. The release can be effected for example by a rotation of the storage group, wherein the joining tool by a free space or gusset between adjacent element storage ( 10 ) can submerge. It can be completely at the element memory ( 10 ) into a joining position ( 16 ) are moved.
In der Fügestellung (16) und während des Fügevorgangs kann die Verstelleinrichtung (12) ggf. das Magazin (8) und dessen Elementspeicher (10) in geeigneter Weise für den nächsten Prozessschritt vororientieren. Dies kann z.B. die erneute Einnahme der Detektionsstellung (14) sein. Alternativ kann auch gleich wieder die Aufnahmestellung (15) angefahren werden. Durch die Vororientierung kann der jeweils benötigte Elementspeicher (10) derart vorpositioniert werden, dass die anschließende Stellbewegung vereinfacht wird. Hierbei kann der Elementspeicher (10) um eine oder mehrere Stellachsen (27, 28) bewegt werden. Der nächste Stellschritt kann dann z.B. durch die Stellachse (29) und deren einfache Verschiebebewegung realisiert werden. In the joining position ( 16 ) and during the joining process, the adjusting device ( 12 ) if necessary the magazine ( 8th ) and its element memory ( 10 ) in a suitable manner for the next process step. This can eg the renewed taking of the detection position ( 14 ) be. Alternatively, the receiving position ( 15 ). Due to the pre-orientation, the respective element memory ( 10 ) are pre-positioned so that the subsequent adjusting movement is simplified. Here, the element memory ( 10 ) around one or more control axes ( 27 . 28 ) are moved. The next positioning step can then be done, for example, by the positioning axis ( 29 ) and their simple displacement movement can be realized.
Die ein- oder mehrachsig beweglich und programmierbare Handhabungseinrichtung (4) ist z.B. als mehrachsiger programmierbarer Industrieroboter gemäß 1 bis 3 ausgebildet. Dieser kann mehrere translatorische und/oder rotatorische Roboterachsen sowie mehrere Roboterglieder aufweisen. In 3, 6 und 8 ist ein Endglied (43) der Handhabungseinrichtung (4) bzw. des Industrieroboters mit einem bevorzugt drehenden Abtriebselement (44) in Montageverbindung mit dem Anschluss (39) dargestellt. Dies kann eine feste oder lösbare Verbindung sein, z.B. mittels einer Wechselkupplung. Letztere kann eine Medienkupplung für die Übertragung von Betriebsmitteln, z.B. Fluiden, elektrischen Signal- und/oder Leistungsströmen oder dgl. aufweisen. The single or multi-axis movable and programmable handling device ( 4 ) is eg as a multi-axis programmable industrial robot according to 1 to 3 educated. This can have a plurality of translatory and / or rotary robot axes as well as a plurality of robot members. In 3 . 6 and 8th is an end member ( 43 ) of the handling device ( 4 ) or the industrial robot with a preferably rotating output element ( 44 ) in mounting connection with the connection ( 39 ). This can be a fixed or detachable connection, for example by means of an exchangeable coupling. The latter may comprise a media coupling for the transmission of equipment, eg fluids, electrical signal and / or power currents or the like.
Die Handhabungseinrichtung (4) weist eine zugeordnete Sensorik (45) auf, die äußere Belastungen aufnimmt und auswertet sowie einer Steuerung, insbesondere einer Robotersteuerung, übermittelt. Die Sensorik kann einteilig oder mehrteilig sein und kann ein oder mehrere belastungsaufnehmende Sensoren, z.B. Kraft- und/oder Momentensensoren, aufweisen. Sie kann ferner ein oder mehrere andere Sensoren, z.B. für die Wegmessung, Winkelmessung oder dgl. aufweisen. An die besagte Steuerung, insbesondere Robotersteuerung, kann auch die Fügeeinheit (2) mit ihren angetrieben bzw. steuerbaren Komponenten sowie der Detektionseinrichtung (13) und der Positioniereinrichtung (35) angeschlossen sein. The handling device ( 4 ) has an associated sensor system ( 45 ), which absorbs and evaluates external loads and transmits them to a controller, in particular a robot controller. The sensors can be in one or more parts and can have one or more load-bearing sensors, eg force and / or moment sensors. It can also have one or more other sensors, eg for distance measurement, angle measurement or the like. To the said control, in particular robot control, and the joining unit ( 2 ) with its driven or controllable components as well as the detection device ( 13 ) and the positioning device ( 35 ).
Die Sensorik (45) kann in unterschiedlicher Weise der Handhabungseinrichtung (4) zugeordnet sein. Sie kann z.B. zwischen dem Anschluss (39) und dem Abtriebselement (44) der Handhabungseinrichtung (4) angeordnet sein. Sie kann auch in die Fügeeinheit (2) integriert sein. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist die Sensorik (45) in den Industrieroboter (4) integriert. Hierbei können an ein oder mehreren Roboterachsen, insbesondere an deren Lagerungen, jeweils ein belastungsaufnehmender Sensor und ggf. ein weiterer Sensor in geeigneter Zahl und Anordnung vorhanden sein. The sensors ( 45 ) can in different ways the handling device ( 4 ). For example, it can be placed between the connection ( 39 ) and the output element ( 44 ) of the handling device ( 4 ) can be arranged. It can also be used in the joining unit ( 2 ) be integrated. In the shown and preferred embodiment, the sensor system ( 45 ) in the industrial robot ( 4 ) integrated. In this case, one or more robot sensors, and possibly a further sensor in a suitable number and arrangement, can be present on one or more robot axes, in particular on their bearings.
Die Handhabungseinrichtung (4) ist vorzugsweise als taktiler Industrieroboter mit sensitiven Fähigkeiten und mit der besagten integrierten Sensorik (45) ausgebildet. Die sensitiven Fähigkeiten können zum Ansetzen der Fügeeinheit (2) am Werkstück (46) und ggf. beim Suchen der Fügestelle und beim Einfädeln einer Schraube (3) in einen Gewindegang an einer werkstückseitigen Schrauböffnung genutzt werden. The handling device ( 4 ) is preferably as a tactile industrial robot with sensitive capabilities and with the said integrated sensor system ( 45 ) educated. The sensitive capabilities can be used to prepare the joining unit ( 2 ) on the workpiece ( 46 ) and if necessary when searching for the joint and when threading a screw ( 3 ) are used in a thread on a workpiece-side screw opening.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele und der genannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden. Modifications of the embodiment shown and described are possible in various ways. In particular, the features of the above-described embodiments and the abovementioned modifications can be arbitrarily combined with one another, in particular also exchanged.
Die Stelleinrichtung (9) kann dem Fügewerkzeug (7) zugeordnet sein und dieses relativ zum Magazin (8) bewegen. Bei einer solchen Ausgestaltung können die Stelleinrichtung (9) und die Verstelleinrichtung (12) getrennt sein. Sie können dabei in gegenseitiger Abstimmung und geeigneter Weise gesteuert werden, z.B. mittels der Robotersteuerung. Das Magazin (8) kann eine andere konstruktive Ausbildung und eine andere Kinematik aufweisen. Die Zahl und Ausbildung der Elementspeicher (10) kann variieren. Desgleichen kann die Zahl, Ausbildung und Anordnung der Stellachsen (27, 28, 29) abgewandelt werden. Gleiches gilt für die Stellantriebe (30, 31, 32). Insbesondere kann statt einer Verstellkinematik mit Drehachsen eine Verstellung des Magazins (8) und seiner ggf. vorhandenen Elementspeicher (10) durch translatorische Bewegungen und/oder eine Kombination von translatorischen und rotatorischen Bewegungen und entsprechenden Stellachsen erfolgen. The adjusting device ( 9 ) can the joining tool ( 7 ) and this relative to the magazine ( 8th ) move. In such an embodiment, the adjusting device ( 9 ) and the adjusting device ( 12 ) be separated. They can be controlled in mutual coordination and suitable manner, for example by means of the robot controller. The magazine ( 8th ) may have a different structural design and a different kinematics. The number and formation of element storage ( 10 ) may vary. Likewise, the number, design and arrangement of the adjusting axles ( 27 . 28 . 29 ) be modified. The same applies to the actuators ( 30 . 31 . 32 ). In particular, instead of an adjustment kinematics with rotary axes, an adjustment of the magazine ( 8th ) and its possibly existing element memory ( 10 ) by translational movements and / or a combination of translational and rotational movements and corresponding adjusting axes.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1 1
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Fügeeinrichtung, Schraubeinrichtung Joining device, screwing device
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2 2
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Fügeeinheit joining unit
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3 3
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Fügeelement, Schraube Joining element, screw
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4 4
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Handhabungseinrichtung, Industrieroboter Handling device, industrial robot
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5 5
-
Gestell frame
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6 6
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Zustelleinrichtung advancing
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7 7
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Fügewerkzeug, Schraubwerkzeug Joining tool, screwing tool
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8 8th
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Magazin, Speichergruppe Magazine, storage group
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9 9
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Stelleinrichtung setting device
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1010
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Elementspeicher element memory
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1111
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Trageinrichtung support means
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1212
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Verstelleinrichtung adjustment
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1313
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Detektionseinrichtung detection device
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1414
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Detektionsstellung detection position
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1515
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Aufnahmestellung receiving position
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1616
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Fügestellung joining position
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1717
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Antrieb drive
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1818
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Fügekopf, Schraubkopf Joining head, screw head
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1919
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Halter, Sauger Holder, sucker
-
2020
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Wirkachse, Fügeachse, Fügerichtung Effective axis, joining axis, joining direction
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2121
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Speicherkorpus, Scheibenkörper Memory body, disk body
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22 22
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Haltemittel, Halteöffnung Holding means, holding opening
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2323
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Tragelement, Tragzapfen Support element, trunnion
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2424
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Speicheraufnahme memory recording
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2525
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Tragelement, Karussell Carrying element, carousel
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2626
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Tragstern support star
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2727
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Stellachse, Drehachse von Elementspeicher Adjusting axis, axis of rotation of element storage
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2828
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Stellachse, Drehachse von Haltergruppe Setting axis, axis of rotation of holder group
-
2929
-
Stellachse, Verschiebeachse von Trageinrichtung Positioning axis, displacement axis of carrying device
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3030
-
Stellantrieb, Drehantrieb von Elementspeicher Actuator, rotary drive of element storage
-
3131
-
Stellantrieb, Drehantrieb von Haltergruppe Actuator, rotary drive from holder group
-
3232
-
Stellantrieb, Linearantrieb von Trageinrichtung Actuator, linear drive of carrying device
-
3333
-
Abtriebselement, Schlitten Output element, slide
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3434
-
Korpus, Gehäuse Body, housing
-
3535
-
Positioniereinrichtung positioning
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3636
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Detektionsmittel, Kamera Detection means, camera
-
3737
-
Detektionsfeld, Blickfeld Detection field, field of view
-
3838
-
Beschlag fitting
-
3939
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Anschluss, Roboteranschluss Connection, robot connection
-
4040
-
Zustellantrieb feed drive
-
4141
-
Führung guide
-
4242
-
Abtriebsteil, Schlitten Stripping part, slide
-
4343
-
Endglied end link
-
4444
-
Abtriebselement output element
-
4545
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Sensorik sensors
-
4646
-
Werkstück workpiece
-
4747
-
Transportmittel Mode of Transport
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 1503072 A [0003] DE 1503072 A [0003]
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DE 1577150 A [0003] DE 1577150 A [0003]