CN106181341B - 用于塞子安装的机器人工具和方法 - Google Patents

Abstract

这里提供了一种用于将塞子布置于车体部件中的开口内的机器人工具。该机器人工具包括布置装置，具有多个塞子的塞子储料仓容纳于该布置装置中，该塞子能够在并不重新装载的情况下一个紧接一个地通过布置装置布置于相应开口中。还提供了用于可靠地布置塞子的方法。

Description

用于塞子安装的机器人工具和方法

技术领域

本发明涉及一种机器人工具，用于通过布置装置将塞子布置于车体部件中的开口内。本发明还涉及一种用于在使用机器人工具的同时将塞子布置于车体部件中的开口内的方法。

背景技术

在车体部件中，液体漆能够在涂漆后快速流出空腔，这些空腔带有大量的开口，有时高达几百个开口。必须提供孔以用于布置焊点。另外，蜡也能够通过这些开口而注入空腔内，以便密封车体部件。所有开口都必须在装配过程中再次封闭，以便防止湿气或水侵入以及防止车辆在操作过程中被腐蚀。开口通过由塑料制造的所谓塞子来封闭，这些塞子可以有不同直径。塞子通常通过雇员手动地插入开口内。

这种处理有多个缺点。对于布置这些塞子的雇员，工作并不符合人机工程，原因是他必须俯身和伸展，以便布置塞子。另外，需要一些力来将塞子压入相应开口内，这在长时间工作时非常累人。这可能导致专注力降低，因此很容易产生错误。因为根据车辆型号，在整个生产范围需要布置、分配高达几百个塞子，因此它们总是由不同雇员在不同工位定位。这需要大量的操纵，这些操纵必须由大量不同雇员来学习，从而需要较长的培训时间。

由于塞子的不同直径，因此在各个情况下，塞子有可能不正确地布置。还不能排除这样的情况，尽管相应塞子布置于正确的位置，但是没有以足够力将它压入车体内，因此不具有完全密封效果，或者甚至可能在驾驶过程中掉落。各塞子还可能简单地被遗忘。因此，湿气或水能够透入车体内并且引起腐蚀。

最后，开口是带尖锐边缘的孔，这可能在工人插入塞子时伤害工人。

还有用于插入塞子的机器人支持方法。不过，在这种情况下，只有一种塞子能够相应地容纳于机器人工具的布置装置处。另外，在布置各塞子之后，布置装置必须返回至重新装载储料仓。这导致相当多的时间损失。

而且，除了电连接之外，机器人工具还通过真空或压缩空气操作，也需要空气供给源。提供压缩空气通常非常消耗能量。由于需要使用压缩空气软管，因此也有在该软管上面卡住或绊倒的危险，即受伤的危险。

在先使用的机器人工具还有它们并不满足MRK(Mensch-Roboter Kooperation-人-机器人合作)要求的缺点。机器人工位将被围住，使得在布置塞子时，不能有人在车体部件处工作。满足人-机器人合作要求的工具必须相应地设计成用于功率和力受到限制的轻量机器人(根据DIN ISO标准DIN ISO 10218，部分1和部分2的定义)，以便因此允许根据TS-15066的协同操作。在这种情况下，重要的是工具的可想到的促动器没有危险。

还一缺点是，机器人工具的通常使用的真空头不能更换。因此，一直只能使用与真空头匹配的特定直径塞子。另外，在布置塞子之后，在没有检查的情况下假定塞子配合。如果塞子没有保持住，湿气将透入，如上所述。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种机器人工具，通过该机器人工具，塞子能够以更快速和可变的方式来布置，而不需要一直重新装载。而且，本发明的目的是提供一种方法，通过该方法，塞子能够通过机器人工具而以更快速和可检查的方式来布置，同时防止它们掉落。

根据本发明，提供一种机器人工具用于通过布置装置将塞子布置在车体部件中的开口内，塞子储料仓布置在该布置装置上，该塞子储料仓具有多个塞子，这些塞子一个紧接一个地布置成排，并且能够在并不重新装载的情况下通过布置装置而布置于车体部件的相应开口中。塞子储料仓和布置装置的结合使得能够一个接一个地布置多个塞子，而布置装置不必重复地容纳单个塞子。由于塞子在塞子储料仓中的精确装配引导，从而保证直接和理想地引导推出。

在本发明的优选实施例中，还使得，相继地，机器人工具能够根据MRK(人-机器人合作)要求而被引导，且布置装置能够引导至相应开口，以便布置塞子。定位能够以基于照相机的方式或通过本领域技术中已知的其它任意方法(例如机器人的动力控制定位、通过传感器(电容、近侧开关、光扫描仪等)来定位)来自动进行。在这种情况下，布置装置被引导至开口；塞子的插入通过机器动力来进行。由于满足MRK(人-机器人合作)要求的设计，除了布置塞子之外，还能够在车体部件上同时进行其它工作，且塞子的布置能够集成在其它装配操作中。

在优选实施例中，本发明还使得塞子能够通过电动心轴驱动器在预定步骤中从容纳于布置装置中的塞子储料仓推出。因此，能够在布置操作之前和过程中针对穿透深度在开口中以精确方式定位塞子。还能够保证为了将塞子更好地插入开口内的预先装载定位。

在优选实施例中，机器人工具的特征还在于：在它的出口处，它的布置装置具有用于使得塞子的至少一个弹性部分至少部分弯曲的装置，在从布置装置推出的过程中，该装置影响塞子的弹性部分。在优选实施例中，用于弯曲的这种装置设计为环绕布置装置的出口的唇缘，或者设计为模制在布置装置的出口上的凸起。

弹性塞子的一部分(例如环绕边缘或盖)的弯曲的目的是当塞子设置或布置在开口中时能够在该塞子上实现拉伸力。塞子通常具有环绕的保持唇缘(到达后面的区段)，该保持唇缘在布置状态中到达开口边缘的后面。一旦实现了这种到达后面，就不再能够从开口释放塞子。通过用于弯曲的装置，拉伸力在布置装置的拉动运动过程中在塞子上在第二位置处引入，通过该拉伸力，能够检查塞子的可靠保持。当达到特定拉伸量时，塞子通过心轴驱动器而从布置装置完全压出，且至少部分弯曲的区段弹性地布置成抵靠开口的外壁。

根据本发明，在一个实施例中，机器人工具的布置装置能够实施为可更换，使得不同塞子能够布置在相应的不同开口中。根据车体和开口，可以布置不同的塞子尺寸和塞子结构。

本发明还提供了一种用于通过使用上述机器人工具而将塞子布置在车体部件中的开口内的方法，其特征在于：通过布置装置的心轴驱动器，要布置的塞子首先从布置装置的出口推出预定程度，且部分推出的塞子通过布置装置而插入要封闭的开口中，使得塞子的一部分以保持方式到达开口的后面，最后，塞子从布置装置推出，并移走布置装置。

在这种情况下，优选是，根据这样的处理步骤：根据该步骤，为了插入塞子，布置装置以自由摇摆的方式来保持，使得通过布置装置和与它连接的部件的摇摆运动，塞子相对于要封闭的开口而独立地自身居中定位。在这种情况下，优选是塞子在要引入开口内的区域中构成为圆锥形。

根据本发明的方法还有这样的优点，在移除布置装置之前，检查塞子的可靠紧固，即，布置装置在定位于开口中的塞子上实施拉伸力。在优选的方法实施例中，拉伸力通过在布置装置处构造的和在上面详细介绍的、用于弯曲的装置来产生。随后，将供给塞子储料仓中的下一个塞子。只有在储料仓的全部塞子都已经布置之后才进行储料仓的更换或储料仓的重新充装。

由于使用根据本发明的机器人工具和相应方法，人们不必执行在人机工程上对于他们不利的运动。用于布置塞子而花费的力通过机器来产生。由于快速布置操作，不必使得很多不同雇员负责布置塞子。节省了训练和计划的时间，即，每辆车辆的安装所占据的雇员时间。塞子通过机器人来插入将比人工劳动更快速地进行，因此节省成本。而且，机器人将总是将塞子布置在正确的位置中，而不管它们的直径如何。因此能够减少错误，并能够提高布置的质量。最后，雇员将不再接触带尖锐边缘的开口，因此能够不再在带尖锐边缘的开口处受伤。

与先前的、基于机器人的工具相比，由于将多个塞子成排地布置在塞子储料仓中，因此不再需要在每次插入操作之后拾取新的塞子。因此能够节省时间和成本。通过使用心轴驱动器和消除压缩空气真空机构，一方面节省能量和成本，另一方面也能够省略压缩空气软管。这降低了费用和受伤的危险。

由于可更换地设计的布置装置，因此机器人工具能够适用于各种要求或各种直径的塞子。因此它可通用地使用。

在布置操作结束时检查塞子的正确装配排除了在布置过程中的错误或不正确布置的塞子，因此提高了质量。

例如，要使用的心轴马达(步进马达)能够使得塞子在布置装置中或它的出口处进行精确的供给运动和精确定位。

当技术上可设想时，全部上述特征能够自由地组合。

本发明的其它有利的进一步发展形式将在下面通过附图与对本发明优选实施例的说明一起详细表示。

附图说明

图1是根据本发明的机器人工具的一部分的剖视图；

图2是布置在塞子储料仓上的机器人工具的布置装置的第一实施例的透视图；以及

图3是在预装载状态中布置在塞子储料仓上的机器人工具的布置装置的第二实施例的透视图。

具体实施方式

附图示意性地示出了实例。在全部附图中，相同参考标号表示相同部件。

图1是用于将塞子2布置于机动车辆的车体部件中的开口内的机器人工具1的一部分的剖视图。机器人工具1包括布置装置3，塞子储料仓4布置在布置装置3上，塞子储料仓具有成排地布置于其中的多个塞子2。成排地布置在塞子储料仓4中的塞子2在预定步骤中通过滑架8而从出口9推出，以便保证将塞子2精确定位在相应开口中，所述滑架能够通过心轴驱动器7而沿纵向方向移动。心轴驱动器7的其它部件未示出。机器人工具1满足MRK(人-机器人合作)要求，且对于部分自动的或者手动操作，可以具有用于人工控制的相应接收装置，该接收装置未示出。作为用于使得塞子2的弹性盖22部分弯曲的装置，布置装置3在它的出口9处具有环绕唇缘5，该唇缘5也在图3中示出。布置装置3以可拆卸的方式可互换地固定在(例如，螺纹连接在)塞子储料仓4上。在相应类型的变化情况中，针对布置装置3，相对于对应直径，唇缘5也可以更换。

图2是布置在塞子储料仓4上的机器人工具1的布置装置3的透视图，在该情形中，用于使得塞子2的弹性盖22部分弯曲的装置设计为模制在布置装置3的出口9上的凸起6。凸起6(以及图3中的唇缘5)向着布置装置3的中心凸出，使得塞子的、到达孔后面的区段21能够在没有任何接触的情况下通过，并能够引入开口内。一旦该区段21到达后面(即以保持方式到达壁中的开口的后面)，具有布置装置3的整个工具将拉回，且当塞子2被推出布置装置3时，塞子2的盖22通过心轴驱动器7的前进而局部向后弯曲。这种弯曲产生作用在塞子2上的拉伸力，通过该拉伸力，能够检查塞子2在开口中的可靠保持。作为凸起6的可选方式，图3示出了产生相同技术效果的环绕唇缘5。在图3中，盖22局部向后弯曲。对于到达后面的区段21已经到达开口壁后面的程度，布置装置3应当已经在这种状态中产生拉伸力。

在用于将塞子2布置于车体部件中的开口内的方法中，滑架8通过心轴驱动器7而沿纵向方向移动，因此塞子2能够通过布置装置3而相继地被推出塞子储料仓4。在从布置装置3的出口9推出预定程度的状态中(例如，根据图3)，塞子2插入要封闭的开口内，以使得塞子2的、到达后面的区段21到达开口的壁的后面。为了插入塞子2，布置装置3和与它连接的部件以自由摇摆的方式来保持，使得通过布置装置3的摇摆运动，塞子将相对于要封闭的开口独立地将自身居中定位。因此，塞子2的、到达后面的区段21可靠地到达开口的壁的后面。通过心轴驱动器7，塞子2最终完全从塞子储料仓4推出。在随后取下布置装置3的过程中，通过上述产生的拉伸力，对塞子在开口中的可靠保持进行检查。

为了重新充装塞子储料仓4，该塞子储料仓4能够更换，或者通过布置装置3，塞子摞能够放置或运动至塞子储料仓上。这里，心轴驱动器7沿相反方向以类似于机器人的放置速度缓慢前进，以便防止塞子2错误定向(在储料仓中扭转180度)。在这种情况下，塞子2摞优选地布置在引导件中。

对于它的实施，本发明并不局限于上述优选实施例。相反，可以设想多种变化形式，这些变化形式也在基本不同类型实施方式的情况下使用示出的方案。例如，可以设想不同的塞子结构，该塞子结构适用于相应的开口和壁厚。

Claims (6)

1.一种使用机器人工具将塞子布置在车体部件中的开口内并检查塞子在开口中的可靠保持的方法，其中，所述塞子包括至少一个弹性部分(22)和到达所述开口后面的区段(21)，一旦所述塞子的区段(21)到达所述开口后面，就不再能够从所述开口释放塞子，该方法包括以下动作：

提供布置装置(3)，塞子储料仓(4)布置在该布置装置上，塞子储料仓保持多个塞子，这些塞子成排布置，这些塞子能够在并不重新装载的情况下通过布置装置来布置；

通过布置装置的心轴驱动器(7)使得要布置的相应塞子从布置装置的出口(9)推出预定程度；

通过布置装置使得部分推出的塞子自动地插入要封闭的开口中，直到塞子的所述区段(21)以保持方式到达开口的后面的程度；

继续将塞子从布置装置推出；以及

将布置装置从开口移离，

其中，在布置装置移离之前，通过布置装置在开口中的塞子位置上运用拉伸力来检查塞子在开口中的可靠保持，并且拉伸力通过弯曲装置(5)来产生，该弯曲装置布置在布置装置的出口处，并构造成使得塞子的所述至少一个弹性部分弯曲。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

为了插入塞子，以自由摇摆的方式来保持布置装置，使得通过布置装置的摇摆运动，塞子相对于要封闭的开口独立地将自身居中定位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：相继地，机器人工具能够根据人-机器人合作要求引导，布置装置能够引导至车体部件中的相应开口。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中：弯曲装置被构造为唇缘，所述唇缘环绕布置装置的出口。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中：弯曲装置被构造为模制在布置装置的出口上的一个或更多个凸起。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中：布置装置是能够更换的，使得不同塞子能够布置在车体部件中的相应不同开口中。

Images