CN115038557A - 用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备以及用于更换装配装置的工具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备以及一种用于更换由所述装配装置容纳的工具的方法。装配设备具有装配装置(10)，装配装置(10)具有驱动单元(12)和工具架(16)。工具架(16)与驱动单元(12)连接，并且设置用于容纳工具(22)，所述工具在工具方向(14)上远离工具架(16)地延伸并且可以由驱动单元(12)驱动。所述工具架可以占据锁定状态和解锁状态，由工具架(16)容纳的工具(22)在解锁状态下，可从工具架(16)中移除，并在锁定状态下，固定在工具架(16)中，因此不可移除。装配装置(10)具有解锁装置(28)。所述解锁装置带有能够操控的致动器(30、32)，所述致动器被设计和布置成，使得：借助致动器(30、32)，能够使工具架(16)从锁定状态进入解锁状态，进而工具(22)可以被释放。

Description

用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备以及用于更换装配装 置的工具的方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的、用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备以及一种根据权利要求8所述的、用于更换由用以在墙壁上执行装配步骤的装配设备的装配装置所容纳的工具的方法。

背景技术

US4,819,320介绍了一种装配设备，其具有呈钻机形式的装配装置。该钻机具有驱动单元和工具架，所述工具架可以容纳和固定呈钻机形式的工具。工具架可以占据锁定状态和解锁状态，由工具架容纳的工具在解锁状态下可从工具架上移除并且在锁定状态下固定在工具架中。装配设备具有呈机器人形式的机电安装部件，机器人可以拾取和移动钻机，以及可以用钻机钻孔。装配设备还具有更换装置，用于自动更换钻机的钻头。为了从钻机上取下钻头，必须将钻机压入更换装置的与工具架相匹配的凹部中，从而使工具架进入解锁状态。在这种状态下，可以移除钻头，然后可以装入新的钻头。

为了移除钻头，必须将钻机强制送到相对于更换装置的预定位置。如果钻头在钻孔时卡在钻孔中并且不能再从钻孔中取出，则钻机不再能由机器人移位到更换装置。在这种情况下，钻机的自动更换不再可行，因此装配人员必须手动干预。

发明内容

相对地，本发明的目的特别是在于，提出一种用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备和一种用于更换由用以在墙壁上执行装配步骤的装配设备的装配装置所容纳的工具的方法，所述装配设备和所述方法在尽可能多的情况下实现了自动地更换工具，因此尽可能少地需要装配人员进行手动干预。根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的装配设备和具有权利要求12的特征的方法来实现。

根据本发明的用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备具有用于在墙壁上执行装配步骤的装配装置。所述装配装置具有驱动单元和工具架。工具架与驱动单元联接并且设置用于容纳工具，所述工具沿工具方向远离工具架延伸并且可以由驱动单元驱动。所述工具架可以占据锁定状态和解锁状态，由工具架容纳的工具在解锁状态下可从工具架中移除，并且在锁定状态下固定在工具架中进而不可移除。根据本发明，装配装置具有解锁装置，所述解锁装置带有能够操控的致动器，所述解锁装置被设计和布置成，使得工具架可以借助致动器从锁定状态被送入解锁状态，进而工具可以被释放。

该装配设备还具有移动式装配框架、机电安装部件以及用于固定工具的能够操控的夹具。在此，机电安装部件和夹具布置在装配框架上。装配装置可由机电安装部件容纳和移动。该装配装置尤其可以设置用于在竖井、尤其是电梯竖井中执行装配步骤。

在装配装置上设置解锁装置使得对工具架的解锁状态的调整能够通过对解锁装置的致动器的相应操控来实现，因此能够不独立于装配装置的位置地将工具从工具架中取出。即装配装置不必被带到预定位置以便能够从工具架中、进而从装配装置中移除工具。如果例如钻头形式的工具卡在钻孔中，则可以通过对解锁装置的致动器的相应的操控，使工具架进入解锁状态进而可以释放钻头。在钻头释放后，通过将装配装置从钻头相应地移开，使钻头可以从工具架上、进而从装配装置上移除。在这种情况下，钻头保持插在孔中。所述移位也可以自动化地、例如由呈工业机器人形式的机电安装部件来实现。在将钻头从装配装置中取出后，可以自动拾取新的钻头，并且可以自动执行其他装配步骤。该工具还可以设计为通过撞击将锚杆敲入到钻孔中的设置工具。在这种情况下，设置工具可能相对于锚杆倾斜，并且在锚杆被敲入后，设置工具不会再与锚杆分离。然后，类似于所介绍的钻头的移除方式，设置工具可以从装配装置中移除进而可以避免装配人员的手动干预。在这种情况下，设置工具保持在被敲入墙壁的锚杆上。

装配装置尤其设计为移动式装配装置。这应理解为，装配设备可以容易地运输和在不同位置使用。所述装配装置不是固定地布置在车间内的机床的一部分。

装配设备尤其设计为钻孔设备，例如以冲击钻的形式，或者设计为用于通过撞击将锚杆敲入到钻孔中的设置设备。因此，装配装置特别用于在墙壁上钻孔或用于通过撞击将锚杆敲入到墙壁上的钻孔中。该装配装置尤其可以用于以自动化方式执行装配步骤。例如，通过装配装置可以执行用于将电梯设备装配在电梯竖井中的自动化的装配步骤。然而，也可以用于其他目的，例如铺设线缆或装配通风管时的装配步骤。

墙壁尤其被设计为建筑物中的墙壁，其中，建筑物中的地面或天花板也可被视为墙壁。然而，墙壁也可以布置在例如桥、柱或船上或其中。墙壁尤其由用钢筋加固的混凝土构成。

装配装置的驱动单元具有驱动机、尤其是电马达，所述驱动机由装配装置的控制装置操控。驱动单元的各个构件布置在一个壳体中。

工具架尤其是通过型面锁合的连接与驱动单元联接。钻孔设备的工具架也称为所谓的钻夹头。

由工具架固定或保持进而被容纳的工具具有在工具方向上纵向伸长的形状。工具尤其是围绕沿工具方向延伸的轴线转动，从而工具方向也可以称为工具轴线。例如，该工具可以设计为钻头。该工具还可以设计为用于通过撞击将锚杆驱动到钻孔中的设置工具。这种设置工具还具有沿工具方向纵向伸长的形状。设置工具可以例如根据在EP3546127A1中介绍的设置工具来设计。工具架容纳工具的一端，使得工具的其余部分在工具方向上远离工具架延伸，进而也远离驱动单元延伸。

工具架和工具之间的连接是通过摩擦锁合连接或型面锁合连接来实现。例如，可以通过一个或多个滚珠沉入相应的槽中来实现型面锁合的连接。因此，工具可以由驱动单元经由工具架驱动，也就是说，特别是工具可以围绕工具轴线转动。附加地或替代地，驱动也可以通过在工具方向上将撞击传递到工具来实现。

工具架可以占据锁定状态和解锁状态。在锁定状态下，由工具架容纳的工具固定在工具架中，从而不能从工具架上移除。在执行装配步骤时，即例如在钻孔时，工具架处于锁定状态。为了从工具架中取出工具，例如因为工具已经磨损并且需要更换或者因为下一个装配步骤需要不同的工具，将工具架切换到解锁状态。在解锁状态下，工具可以从工具架中移除，也就是说，特别是在工具方向上从工具架中拉出。

特别是当工具架处于锁定状态时，也可以将工具装入或插入工具架中并因此插入装配装置中。为此，工具尤其必须具有相对于工具架的合适的转动位置。例如，插入在两个限定的扭转位置中可行。为了插入工具，例如可以将工具压入工具架中，然后围绕工具轴线转动，直到到达限定的转动位置之一并且工具可以完全插入工具架中。

解锁装置是装配装置的一部分，借助该解锁装置可以将工具架从锁定状态带入解锁状态。因此，当装配装置移位时，解锁装置也会移位。解锁装置尤其布置在驱动单元上。解锁装置的致动器例如可以设计为电马达、电磁体或气动或液压活塞-气缸单元。致动器由控制装置操控。控制装置还可以操控装配装置的驱动单元。所述控制装置也可以设计为单独的控制装置。

在本发明的一个设计方案中，工具架具有基体和锁定套筒。锁定套筒可以相对于基体在工具方向上推移，由此，可以将工具架从锁定状态带入解锁状态，或者从解锁状态带入锁定状态。锁定套筒可以借助解锁装置的致动器以如下方式推移，使得工具架可以从锁定状态进入解锁状态。因此能够以特别简单的方式使工具架进入解锁状态。

也可行的是，通过围绕工具轴线转动锁定套筒或通过按下解锁按钮使工具架进入锁定状态。

在此，工具架通过基体与驱动单元实现联接。为了将工具架从锁定状态送入解锁状态，锁定套筒尤其必须朝驱动单元的方向推动。在此，特别是必须克服将锁紧套筒压离驱动单元、即要使工具架进入锁紧状态的弹簧的力。在这种情况下，解锁装置的致动器只需朝向驱动单元的方向对锁定套筒施加力，进而锁定套筒只能朝向驱动单元的方向推移。将锁定套筒远离驱动单元推回所需的力由上述弹簧施加，致动器只需释放或允许推移。

基体和锁定套筒尤其具有主要旋转对称的外轮廓，其中，对称轴线沿工具方向延伸。基体稍微沉入锁定套筒中。工具架可以例如根据来自DE102012223094A1的工具架来设计。

在本发明的一个设计方案中，解锁装置具有不可移动的部分和可沿工具方向移动的部分。解锁装置通过不可移动的部分布置在驱动单元上。联接元件布置在可移动的部分上，该联接元件被设计和设置成，可以使锁定套筒在工具方向上推移。这实现了解锁装置的特别简单的构造。

在此，致动器尤其被设计为气动操作的活塞-气缸单元，气缸由不可移动的部分形成并且活塞由可移动的部分形成。联接元件尤其具有两个垂直于工具方向间隔的臂，所述臂作用在锁定套筒的环绕的轴环的相对侧上进而可以在工具方向上朝向锁定套筒施加力。特别地，臂抵靠在锁定套筒的轴环上，使得仅朝向驱动单元的方向施加力并且锁定套筒因此只能由解锁装置朝向驱动单元的方向推移。用于将锁定套筒从驱动单元移开的力由工具架的相应设置的弹簧施加。当锁定装置通过联接元件没有足够的反作用力施加到锁定套筒上，进而释放或允许推移时，所述弹簧可以推移锁定套筒。

在此，呈活塞-气缸单元形式的解锁装置的致动器通过施加压缩空气来操控。为了将压缩空气施加到活塞-气缸单元上，控制装置相应地操控至少一个接在前面的阀。在施加压缩空气时，可移动的部分以及在经由联接元件的情况下还有锁定套筒朝向驱动单元的方向在工具方向上推移。由此，工具架从锁定状态送入解锁状态。在工具架的这种状态下，工具可以从工具架上进而从装配设备上移除，即在工具方向上从工具架上进而从装配设备上拉开。为了限制解锁装置的可移动的部分的运动，可移动的部分特别具有止挡件，当达到最大运动时，该止挡件例如碰在解锁装置的不可运动部分上或装配装置的驱动单元上。

移除工具后，对活塞-气缸单元的加载结束，气缸排气。锁定套筒借助弹簧在工具方向上被从驱动单元推离，并且工具架因此被带回到锁定状态。因此，解锁装置的可移动的部分也通过联接元件在工具方向上再次从驱动单元推离。

活塞-气缸单元也可以具有两个压缩空气连接部。因此，通过向两个压缩空气连接部之一施加压力，活塞、即解锁装置的可移动的部分可以与联接元件朝着期望的方向推移。

在本发明的一个设计方案中，驱动单元具有接口，通过该接口可以将控制信号传输到驱动单元。该装配装置因此可以特别容易地被机电安装部件、尤其是工业机器人所使用。

通过接口传输的控制信号例如可以设计为用于启动或停止驱动单元的驱动机的指令，或者也可以设计为驱动机的额定转速。能量、尤其是用于运行驱动单元的电能也可以通过接口传输。该接口还可以用于建立与驱动单元、进而与装配装置的机械连接，或为装配装置提供压缩空气。例如，该接口可以设计为针对工业机器人的快速更换系统的一部分。驱动单元也可以具有多个不同的接口。

例如，装配设备的装配框架可以设计为具有可选加装件的简单平台、机架、脚架、轿厢等。特别地，装配框架主要由金属制成、例如金属型材制造。装配框架可以例如根据在WO2017/016780A1中介绍的载体部件来设计。

装配设备的机电安装部件尤其设计为工业机器人。例如，它可以根据在WO2017/016780A1中介绍的机电安装部件来设计。然而，机电安装部件的其他设计也是可行的。例如，机电安装部件可以只具有一个臂，该臂可以借助促动器在一个方向上移入和移出。

装配设备的夹具具有至少一个、尤其是两个夹持臂，所述夹持臂可以借助至少一个致动器相互靠近和远离地运动。因此，布置在夹持臂之间的工具可以被夹紧进而被固定或释放。为此，夹持臂具有与工具的外轮廓相对应的形状。例如，夹具可以被电动、气动或液压地操作。

夹具进而还有夹持臂主要由例如呈不锈钢形式的金属制成。一个或两个夹持臂可以在其各自的内侧，即指向工具的一侧上具有弹性垫片或层，例如呈橡胶垫片的形式。以这种方式，可以有利地补偿夹具相对于工具的期望定位和实际定位之间的公差。这实现了特别稳定的自动化的工具更换。

装配设备以如下方式配置，即机电安装部件能够定位装配装置，使得夹具可以对保持在装配装置的工具架中的工具加以夹持和固定。在此，夹具或夹具的致动器尤其由同样也操控装配装置的驱动机的同一控制装置来操控。然而，也可以为这种操控设置单独的控制装置。

在本发明的一个设计方案中，夹具通过不可移动地布置在装配框架上的保持件从停用位置沿工具方向能够推移地布置在装配框架上。在此，夹具借助弹簧被压入停用位置。由此，有利地使工具能够如上所述地通过将工具压入工具架且同时发生转动，而被装入或插入。当工具到达上述限定的扭转位置之一时，夹具进而还有工具被所述弹簧在工具方向上朝向工具架的方向推动，并且工具因此完全插入到工具架中。

夹具可以例如从停用位置沿工具方向相对于夹具移动10到30mm。保持件和夹具之间的连接例如通过一个或特别是两个滑动引导件来实现。

在本发明的一个设计方案中，装配设备具有第一传感器单元，借助该第一传感器单元，可以检测夹具相对于所提到的保持件在工具方向上的位置。由此，可以监控工具装入或插入到工具架中的过程。使用该装配设备的装配方法或相应的装配过程因此能够以特别是在过程上可靠的方式执行。

第一传感器单元可以设计成，使得第一传感器单元可以连续地检测夹具的规定位置，即例如第一传感器单元可以具有距离传感器。也可以仅检测夹具的单个离散位置，即例如停用位置、最大移位时的末端位置和工具正确容纳在工具架中时的位置。为此，第一传感器位置可以具有一个或多个位置开关。

通过监控夹具的位置，尤其可以识别工具是否已正确地插入到工具架中，即是否已被工具架正确地容纳。在正确插入工具的情况下，夹具的位置必须从停用位置直接或经由最大移位的位置变换到当工具正确容纳在工具架中时的位置。

在本发明的一个设计方案中，夹具被设计成，夹具可以固定至少两个不同的工具。由此，装配设备可以使用不同的工具并因此执行不同的装配步骤。因此，装配设备可以非常灵活地使用。

夹具特别设计为，所述夹具例如可以固定：

具有不同直径的钻头；

一个钻头和一个设置工具；或者

不同直径的钻头和一个设置工具。也可行的是，所述夹具还可以固定其他类型的工具。

为此，夹具的夹具臂尤其具有多个凹部，这些凹部与待固定的工具的外轮廓相适配。

在本发明的一个设计方案中，夹具可以占据打开状态和闭合状态。第二传感器单元布置在夹具上，通过该第二传感器单元可以检测夹具的状态。由此，可以监控夹具对工具的固定。使用该装配设备的装配方法或相应的装配过程因此能够以特别是在过程方面可靠的方式执行。

也可行的是，夹具可以占据位于打开和闭合状态之间的固定状态。当夹具从打开状态朝向闭合状态的方向被引导时，夹具占据固定状态，并且工具被布置在其夹持臂之间，使得夹具夹持或固定工具。该工具因此防止占据关闭状态。因此可以识别夹具是否固定工具。

第二传感器装置能够以如下方式设计，使得第二传感器装置可以连续地检测夹具的状态，也就是说，例如，第二传感器装置可以具有检测夹持臂之间的距离的距离传感器。也可行的是，只能检测夹持臂的单个离散位置，例如处于打开/固定和/或关闭状态中的位置。为此，第二传感器单元可以具有一个或多个位置开关。

在本发明的一个设计方案中，在夹具上布置有光栅，该光栅被设计和设置成，使得工具可以垂直于工具方向移位穿过光栅。由此，使用该装配设备的装配方法或相应的装配过程能够以特别是在过程方面可靠的方式执行。

例如，通过光栅可以监控：用于固定的工具是否被输送给夹具。然后，光栅必须以如下方式布置，即输送给夹具的工具被引导通过光栅，即，中断来自光栅的光束。

附加地或替代地，可以借助光栅来确定工具的直径。因为机电安装部件的位置和方向进而还有装配装置和工具的位置和方向是已知的，所以当工具垂直于工具方向移动通过光栅时，工具的直径可以被确定。通过以这种方式确定的直径，可以检查直径是否仍然符合额定规格，必要时可以开始更换工具。

附加地或替代地，借助光栅可以确定工具在工具方向上的延展。为此，工具可以在工具方向上朝着光栅的光束以如下程度移动，直到光束被中断。基于装配装置的位置和定向，可以推断出工具在工具方向上的延展。以这种方式，例如，可以检测到一部分钻头的折断，尤其是所谓的冠部。通过工具的以这种方式确定的延展，可以检查：该延展是否仍然符合额定规格，并且如果需要，可以开始更换工具。

上述装配装置可以是用于以特别有利的方式在竖井中的墙壁上执行装配步骤的装配系统的一部分。装配系统然后附加地具有用于在竖井中移动装配设备的移位部件。

竖井在此应理解为由呈竖井壁形式的墙壁界定的纵向延伸的空间。尤其是，竖井具有主要为矩形的横截面，也可以设想其他横截面。特别是，竖井主要沿竖直方向运行，因此在竖井中的移位主要发生在竖直方向上。该竖井尤其用作电梯设备的电梯竖井，在电梯竖井中，在电梯设备的运行期间，用于运送人和/或物体的轿厢在移位方向上移位。该竖井还可以用于其他目的，例如该竖井可以用作通风竖井或用于容纳管道、线缆等。

装配设备可以在竖井内移位并因此定位在不同的点，特别是在竖井内的不同高度处。为此，装配设备特别是借助例如呈绳索、链条或皮带的形式的吊具悬挂在特别是呈绞盘的形式的移位部件上。吊具可以被绞盘卷起或开卷，因此装配设备可以在竖井中移动。

上述目的还通过一种用于更换由用于在墙壁上执行装配步骤的上述装配设备的上述装配装置之一所容纳的工具的方法来实现，该方法具有以下步骤：

借助机电安装部件将装配装置与容纳在工具架中的旧工具一起移位，以便使旧工具占据夹具可以固定旧工具的保持位置，

通过夹具固定旧工具，

借助解锁装置使工具架进入解锁状态，以及

沿工具方向将装配装置从旧工具上移开，至少直到旧工具不再沉入工具架中。

根据本发明的方法具有与所介绍的装配装置相同的优点。

在本发明的一个设计方案中，该方法还具有以下步骤：

取下装配装置，

通过机电安装部件拾取夹持工具，

通过夹持工具从料库中抓取新工具，

使用机电安装部件将带有新工具的夹持工具移位到新工具占据夹具可以固定新工具的保持位置，

通过夹具固定新工具，

取下夹持工具，

通过机电安装部件拾取装配装置，

通过机电安装部件将装配装置移位到就绪位置，

将装配装置沿工具方向朝向新工具的方向移位，直到新工具插入工具架。

由此，能够有利地不仅将旧工具从装配装置的工具架中移除，而且还可以插入新工具。这使得装配步骤能够尽可能自动地执行，而无需装配人员的手动干预。

取下装配装置或夹持工具在此应理解为，装配装置或夹持工具由机电安装部件布置在为此设置的保持件中，然后与机电安装部件分离或断开联接。

拾取夹持工具或装配装置在此应理解为借助机电安装部件或通过与机电安装部件的联接来拾取。夹持工具设计用于抓取和保持工具。因此，工具可以由机电安装部件移动或移位。为此，夹持工具尤其具有两个抓取臂，抓取臂可以将工具夹在抓取臂之间并因此保持工具。例如，夹持工具可以电动、气动或液压地操作。

就绪位置的特征在于，从就绪位置出发，装配装置必须仅在工具方向上移动，以便将新工具插入工具架中。

在本发明的一个设计方案中，当装配设备在工具方向上朝向新工具方向移动时，工具架围绕沿工具方向的轴线转动。如上所述，工具因此可以插入工具架中。

通过使用机电安装部件转动整个装配单元，可以转动工具架。也可以借助驱动单元的驱动机仅转动工具架。特别地，工具架转动至少180°。也可以由传感器设备之一检测到新工具已成功插入，从而终止转动。

在本发明的一个设计方案中，该方法还具有以下步骤：

通过夹持工具夹持固定在夹具中的旧工具，

通过夹具释放旧工具，以及

将旧工具放入料库中。

因此，旧工具有利地被收集在料库中，并且例如可以在稍后被翻新和重新使用。

旧工具可以存放在也保存新工具的同一个料库中。然而，也可以设置单独的料库、例如以容器的形式，以用于保存。

如上所述，可以借助对上述传感器装置的检测来检查各个方法步骤的成功实施情况。

特别是，可以进行以下检查，但不必进行所有检查：

当移位装配装置使旧工具占据保持位置时，可以使用光栅检查旧工具是否真正占据保持位置。在这种情况下，光束已被旧工具中断。

可以使用第二个传感器单元检查新旧工具的正确固定。

在将装配装置从夹具上移开以移除旧工具后，第二个传感器单元可用于检查旧工具是否仍固定在夹具中，以及是否成功从装配装置中移除旧工具。

可以如上所述地通过第一传感器单元检查新工具是否正确插入工具架。

需要指出的是，本文一方面参考根据本发明的装配装置和另一方面参考根据本发明的方法的不同实施例来介绍本发明的一些可行的特征和优点。本领域技术人员认识到，能够以合适的方式组合、调整、转用或替换这些特征，以实现本发明的其他实施例。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节通过对示例性实施例的如下说明并参考附图来获得，其中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。附图仅是示意性的而未按实际比例。

在附图中，装配装置设计为冲击钻，工具设计为钻头。装配装置也可以设计为另一装置，例如用于将锚栓敲入钻孔中的装配装置，并且该工具可以设计为另一工具，例如设计为用于将锚栓打入钻孔中的设置工具。

在此：

图1以侧视图示出具有解锁装置的装配装置和装配设备的夹具，

图2以俯视图示出图1中的解锁装置的联接元件，

图3以俯视图示出图1的夹具，

图4示出在电梯竖井中的具有装配设备和移位部件的装配系统。

具体实施方式

根据图1，呈冲击钻形式的装配装置10具有驱动单元12，该驱动单元具有基本为圆柱形的基本形状。驱动单元12具有呈电马达形式的未示出的驱动机。驱动单元由驱动单元12的未示出的控制装置操控。在工具方向14(所述工具方向在图1中沿竖直方向延伸并且驱动单元12沿该工具方向取向)上，呈所谓的钻夹头形式的工具架16朝向上方与驱动单元12联接。

工具架16具有主要旋转对称的外轮廓，其中，对称轴线沿工具方向14延伸。工具架16具有基体18，该基体通过未示出的型面锁合连接与驱动单元12联接，使得基体18和工具架16可以通过驱动单元12驱动围绕工具架16的上述对称轴线旋转。工具架16的基体18与锁定套筒20抗扭地连接，所述工具架部分地沉入锁定套筒20中。沿工具方向14远离工具架16延伸的、呈钻头形式的工具22被容纳到工具架16中。工具22与工具架16抗扭地联接，从而工具22也可以由驱动单元12驱动，即也可以转动。凭借装配装置10和由工具架16容纳的工具22，可以在墙壁中钻出孔。

工具架16可以占据锁定状态和解锁状态，其中，由工具架16容纳的工具22在解锁状态下可从工具架16中移除，并且在锁定状态下固定在工具架16中，使得其不能被移除。为了使工具架16进入解锁状态，解锁套筒20必须在工具方向14上克服工具架16的未示出的弹簧的力朝向驱动单元12移动。解锁套筒20在其外轮廓上具有环绕的轴环24，该轴环形成垂直于工具方向14延伸的环形操作面26。用于使解锁套筒20在驱动单元12的方向上移动进而用于调整工具架16的解锁状态的力可以通过该操作面26施加到解锁套筒20上。

装配装置10具有解锁装置28，该解锁装置具有不可移动的部分30和可沿工具方向14移动的部分32。解锁装置28通过不可移动的部分30和包嵌驱动单元12的保持件34与驱动单元12牢固地连接。解锁装置的不可移动的部分30和可移动的部分32形成呈活塞-气缸单元形式的气动致动器。在此，气缸由不可移动的部分30形成，活塞由可移动的部分32形成。两个压缩空气连接部36布置在不可移动的部分30上，通过两个压缩空气连接部输送压缩空气进而可以操控活塞-气缸单元。通过将压缩空气输送到相应的压缩空气连接部36，可移动的部分32可以在工具方向14上远离或朝向不可移动的部分30移动。

垂直于工具方向14延伸的联接元件38布置在解锁装置28的可移动的部分32上。联接元件38具有带两个臂40的U形基本形状并且布置成，使得臂40贴靠在解锁套筒20的环绕的轴环24的操作面26上。联接元件38和解锁套筒20在图2中以俯视图示出。通过将解锁装置28的可移动的部分32朝向不可移动的部分30的方向移动，联接元件38进而还有锁定套筒20在工具方向14上被推向驱动单元12并且工具架16因此被带入进入解锁状态。当通过相应地加载压缩空气将解锁装置28的可移动的部分32推离不可移动的部分30时，由驱动单元12将联接元件38沿工具方向14推离不可移动的部分30。因此，未示出的工具架16的弹簧可以将锁定套筒20沿工具方向14压离驱动单元12，从而使工具架16进入锁定状态。

驱动单元12还具有接口42，装配系统(图4中的74)的图1中未示出的控制装置(图4中的94)的控制信号可以通过该接口传送到驱动单元12的控制装置。借助控制信号例如可以启动驱动单元12的电马达并且例如也可以为电马达预先规定额定转速。接口42与工具架16相对地布置在驱动单元12上。接口42还用于将装配装置10机械地联接到装配系统(图7中的74)的图1中未示出的机电安装部件，以及用于向装配装置10输送电能和压缩空气，机电安装部件呈工业机器人(图4中的88)的形式。

可以借助夹具44和装配装置10相对于夹具44的相应移位来更换装配装置10的工具22，即旧工具可以从工具架16中移除，并且新工具可以插入工具架16中。为此，夹具44布置在用于在墙壁(图4中的76)上执行装配步骤的装配设备(图4中的86)的移动式装配框架(图4中的84)的沿工具方向14延伸的纵梁46上。

夹具44具有基体48，该基体通过两个杆50在工具方向14上与不可移动地布置在纵梁46上的保持件52可推移地连接。在两个杆50之间，布置有沿工具方向14在保持件52和基体48之间延伸的螺旋弹簧54，使得该螺旋弹簧推动基体48进而将夹具44推离保持件52。杆50在工具方向14上被引导通过保持件52并且可以在工具方向14上相对于保持件52移动，由此，实现保持件52和夹具44之间的所述可移动连接。杆50和穿过基体48的相关联的穿通部因此形成两个滑动引导件。杆50具有环绕的轴环56，该轴环布置在保持件52的与夹具44相对的一侧，并且对夹具44相对于保持件52向下的移位加以界定。图1示出夹具44的停用位置，在该停用位置中，夹具与保持件52的距离最大，也就是说，杆50的轴环56放置在保持件52上。为了能够检测夹具44相对于保持件52的位置，第一传感器58布置在保持件52的与夹具44相对的一侧。第一传感器58检测：杆50的轴环56放置在保持件52上的情况，即夹具44处于停用位置中的情况。第二传感器60布置在保持件52的指向夹具44的一侧，该第二传感器检测：夹具44已经在保持件52的方向上至少移动预定的一段距离的情况。特别地，第二传感器60检测到夹具44的略小于最大移位的移位。在此，第一和第二传感器58和60被设计为接近传感器并且形成第一传感器单元。

夹爪44具有两个夹持臂62，所述夹持臂布置在基体48的相对的两侧。夹持臂62可以通过布置在基体中的、未另外示出的气动操作的致动器彼此远离或朝向彼此移动。夹持臂62在工具22的方向上延伸并且分别具有两个对应的凹部64、66(见图3)。夹具44和夹持臂62尤其由不锈钢制成。夹持臂可以在其相应的内侧、即指向工具的一侧上具有未示出的橡胶垫片。

工具22在图1和图3中以如下方式定位，即工具在凹部64的区域中穿过夹持臂62伸出。然后，工具22相对于夹具44处于所谓的保持位置。在此，凹部64的轮廓与工具22的外轮廓相匹配。将具有较小直径的工具匹配于凹部66地定位。如果从图1和图3所示的情况出发，夹持臂62朝向彼此移动，则夹持臂将工具22夹在夹持臂之间并因此固定工具22。

夹具44可以通过夹持臂62的相应运动占据三种不同的状态。如果夹持臂62相对于彼此布置成，使得布置在凹部64、66的区域中的工具未被夹紧或固定，则夹具44处于打开状态。这种状态示于图3中。如果夹持臂62相对于彼此布置成，使得夹持臂对布置在凹部64、66的区域中的工具夹持或固定，则夹具44处于固定状态。当夹持臂62发生接触时，夹具处于闭合状态，只有当没有工具从夹持臂62中伸出时才能达到该状态。为了能够识别上述三种状态，将第二传感器单元68布置在基体48上，第二传感器单元具有三个未详细示出的位置开关，每个位置开关能够检测到夹具44的三个状态之一。

夹具44还具有光栅70，该光栅通过保持板72布置在基体48上。光栅70的光束71在夹持臂62的背离基体48的端部的区域中垂直于工具方向14延伸。因此，光栅以如下方式布置，使得垂直于工具方向14在基体48的方向上输送给夹具44的工具22被引导通过光栅70，即光栅70的光束71被中断。这使得可以检查：工具22为了固定在夹具44中是否实际上被带入保持位置。此外，当通过光栅70时，可以确定工具22的直径。在图1和图3中，工具轴线14竖直地延伸，并且光栅70的光束71水平地延伸。工具22由光束71水平且垂直于光束71移动，以确定其直径。基于与保持装配装置10的机电安装部件(图4中的工业机器人88)的位置相关的信息以及工具22开始遮断光栅70的情况，光束71和工具22的工具轴线之间的距离进而还有工具22的半径或直径得以确定。此外，也可以考虑光栅70的中断的结束，进而可以直接确定工具22的直径。

在图4中示出装配系统74，用于在电梯竖井形式的竖直延伸的竖井78中的墙壁76上执行装配步骤。呈绞盘80形式的移位部件在上方布置在竖井78中。绞盘80通过呈绳索82形式的吊具与装配设备86的装配框架84连接，用于在墙壁76上执行装配步骤。借助绞盘80和绳索82，装配框架84以及装配设备86可以在竖直方向上在竖井78中移动。装配框架84可以固定在竖井78中，使得装配框架可以在竖井78中占据固定位置。在上方在装配框架84上布置有呈向下悬挂的工业机器人88形式的机电安装部件。如图4所示，工业机器人88可以容纳夹持工具90或容纳在图4中放在装置料库91中的上述装配装置10。工业机器人88可以使用夹持工具90来夹持和移动上述工具22。在基础框架84的下部区域布置有料库92，在料库中支承有工具22。在此，可以涉及的是新的或可用的工具或旧的或磨损的工具。

在上方在装配框架84上还布置有控制装置94，所述控制装置对绞盘80、工业机器人88、夹持工具90和装配装置10加以操控。为此，装配系统74具有未示出的通信线路、压缩空气线路和电力线路。

如果工业机器人88已经容纳了呈钻头形式的装配装置10，则通过适当地操控工业机器人88和装配装置10，自动地在竖井78的墙壁76中钻出孔，因此在竖井78中自动地执行装配步骤。

工具22在使用时会磨损，特别是当钻头在钻孔时遇到墙壁76中的钢筋时。装配设备86可自动更换装配装置10的工具22，即从装配装置10上移除旧工具22并装入新工具22。为了更换装配装置的工具22，执行以下步骤：

通过工业机器人88拾取装配装置10连同保持在工具架16中的旧工具22，

通过工业机器人88使装配装置10移位，直到旧工具22占据图1和图3中所示的保持位置，在该保持位置，夹具44可以固定旧工具22，

通过夹具44固定旧工具22，

借助解锁装置28将工具架16带入解锁状态，

通过工业机器人88使装配装置10沿工具方向14远离旧工具22移位，直到旧工具22不再沉入工具架16中，

通过工业机器人88将装配装置10放入装置料库91中，

通过工业机器人88将夹持工具90从设备库91中拾取，

通过夹持工具90抓取固定在夹具44中的旧工具22，

通过夹具44释放旧工具22，

将旧工具22放在料库92中，

通过夹持工具90将新工具22从料库92中拾取，

借助工业机器人8移位带有新工具22的夹持工具90，直到新工具22占据在图1和图3中所示的保持位置，在该保持位置中，夹具44可以固定新工具22，

通过夹具44固定新工具22，

将夹持工具90与工业机器人88一起放在装置料库91中，

通过工业机器人88从装置料库91中拾取装配装置10，

通过工业机器人88将装配装置10移位到就绪位置中，

将装配装置10沿工具方向14朝向新工具22的方向移动，直到新工具22插入装配装置10的工具架16中，其中，装配装置10进而还有工具架16围绕沿工具方向14的轴线转动，以及

由夹具44释放新工具22。

附加地，可以通过两个上述的传感器单元58、60和68以及光栅70如上所述地检查所介绍的方法的各个步骤。

最后需要说明的是，“具有”、“包括”等术语不排除其他元件或步骤，“一个”或“一”等术语也不排除多个。此外，应该指出，已经参考上述实施例之一介绍的特征或步骤也可以与上述其他实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制性的。

Claims (11)

1.一种用于在墙壁上执行装配步骤的装配设备，

所述装配设备具有装配装置(10)，

所述装配装置包括驱动单元(12)和工具架(16)，

其中，工具架(16)与驱动单元(12)联接，

所述工具架设置用于容纳工具(22)，所述工具在工具方向(14)上远离工具架(16)延伸并且能够由驱动单元(12)驱动，并且

所述工具架能够占据锁定状态和解锁状态，由工具架(16)容纳的工具(22)在解锁状态下能够从工具架(16)中取出，并且在锁定状态下，被固定在工具架(16)中，以及

所述工具架具有解锁装置(28)，所述解锁装置具有能够操控的致动器(30、32)，所述致动器以如下方式设计和布置，使得：所述工具架(16)借助致动器(30、32)能够从锁定状态进入解锁状态，

所述装配设备还包括移动的装配框架(84)、机电安装部件(88)以及用于固定工具(22)的能够操控的夹具(44)，

其中，机电安装部件(88)和夹具(44)布置在装配框架(84)上，装配装置(10)能够被机电安装部件(88)所容纳和移位。

2.根据权利要求1所述的装配设备，其特征在于，夹具(44)通过不可移动地布置在装配框架(84)上的保持件(52)以能够从停用位置出发沿工具方向(14)推移的方式布置在装配框架(84)上，其中，所述夹具(44)借助弹簧(54)压入停用位置。

3.根据权利要求2所述的装配设备，其特征在于，所述装配设备(86)具有第一传感器单元(58、60)，借助所述第一传感器单元，能够检测夹具(44)相对于所述保持件(52)在工具方向(14)上的位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的装配设备，其特征在于，夹具(44)被设计成，所述夹具能够固定至少两个不同的工具(22)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装配设备，其特征在于，所述夹具(44)能够占据打开状态和闭合状态，并且在夹具(44)上布置有第二传感器单元(68)，借助所述第二传感器单元(68)能够检测夹具(44)的状态。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装配设备，其特征在于，在夹具(44)上布置有光栅(70)，所述光栅以如下方式设计和布置，使得：所述工具(22)能够垂直于工具方向(14)移位穿过光栅(70)。

7.一种用于在竖井中的墙壁上执行装配步骤的装配系统，所述装配系统具有：

根据权利要求1至6中任一项所述的装配设备(86)，以及

用于在竖井(78)中移位装配设备(86)的移位部件(80)。

8.一种用于更换工具的方法，所述工具由用于在墙壁上执行装配步骤的根据权利要求1至6中任一项所述的装配设备的装配装置所容纳，所述方法包括以下步骤：

借助机电安装部件(88)使装配装置(10)连同容纳在工具架(16)中的旧的工具(22)一起移位，从而使旧的工具(22)占据保持位置，在所述保持位置中，夹具(44)能够将旧的工具(22)固定，

通过夹具(44)来固定旧的工具(22)，

借助解锁装置(28)使工具架(16)进入解锁状态，以及

沿工具方向(14)使装配装置(10)移位远离旧的工具(22)，至少达到旧的工具(22)不再沉入工具架(16)中的程度。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还具有如下步骤：

取下装配装置(10)，

通过机电安装部件(88)来拾取夹持工具(90)，

通过夹持工具(90)从料库(92)中拾取新的工具(22)，

借助机电安装部件(88)来移位带有新的工具(22)的夹持工具(90)，直到新的工具(22)占据保持位置，在所述保持位置中，所述夹具(44)能够固定新的工具(22)，

利用夹具(44)固定新的工具(22)，

取下夹持工具(90)，

通过机电安装部件(88)来拾取装配装置(10)，

通过机电安装部件(88)将装配装置(10)移位到就绪位置，

将装配装置(10)沿工具方向(14)朝向新的工具(22)的方向移位，直到新的工具(22)插入工具架(16)中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当装配装置(10)沿工具方向(14)朝向新的工具(22)的方向移位时，工具架(16)围绕沿工具方向(14)的轴线转动。

11.根据权利要求8、9或10所述的方法，所述方法还具有如下步骤：

通过夹持工具(90)拾取固定在夹具(44)中的旧的工具(22)，

由夹具(44)释放旧的工具(22)，以及

将旧的工具(22)放入料库(92)中。

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