DE102012108476B4

DE102012108476B4 - Vorrichtung zur Befestigung einer Schraube auf einem Werkstück und Verfahren zum Beurteilen des Lösens einer Schraube

Info

Publication number: DE102012108476B4
Application number: DE102012108476.9A
Authority: DE
Inventors: Toyoo Harada
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: CN103240586A; JP2013059816A; DE102012108476A1; CN103240586B; US9370848B2; JP5733122B2; US20130067711A1

Abstract

Schraubenbefestigungsvorrichtung, aufweisend:
einen Einsatz (27), der mit einer Schraube (14) in Eingriff bringbar ist, wobei die Schraube aus einer Schraubenzufuhrvorrichtung (13) erhalten werden kann und die erhaltene Schraube auf ein Werkstück (15) geschraubt werden kann, wobei die Schraube (14) eine Axialrichtung aufweist, und wobei das Werkstück (15) eine Werkstückoberfläche (67) aufweist;
eine Einsatzantriebssektion (25), welche den Einsatz derart antreibt, dass der Einsatz (27) mit der Schraube eingreift und die Schraube (14) derart gedreht wird, dass diese in Axialrichtung vordringt oder sich zurückbewegt, wobei die Schraubenzufuhrvorrichtung (13) eine Setzoberfläche (67) aufweist;
eine erste Antriebssektion (50 (S1)), die die Einsatzantriebssektion (25) derart ansteuert, dass von der Schraubenzufuhrvorrichtung (13) ein Schraubenerhaltzustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn der Einsatz (17) mit der Schraube (14) in Eingriff gebracht wurde und der Einsatz (17) die Schraube (14) gegen die Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) gedrückt wurde, um die Schraube (14) in dem Schraubenerhaltzustand zu erhalten;
eine erste Einsatzpositionsmesssektion (50 (S1)), die als eine erste Einsatzposition eine Position (H3) des Einsatzes misst, welche relativ zu einer Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) in dem Schraubenerhaltzustand ist, ,
eine zweite Antriebssektion (50 (S2)), die die Einsatzantriebssektion (25) derart ansteuert, dass ein Schraubenbefestigungsabschlusszustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn das Befestigen der Schraube (14) in ein Loch des Werkstücks (15) durch den Einsatz (27) abgeschlossen wurde, der durch die Einsatzantriebssektion (25) angetriebenen wird, wobei der Einsatz (27) in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand immer noch mit der Schraube (14) in Eingriff steht;
eine zweite Einsatzpositionsmesssektion (50 (S6), die eine Position (H4) des Einsatzes (27), die relativ zu der Werkstückoberfläche (74) des Werkstücks (15) ist, als eine zweite Einsatzposition in dem zweiten Schraubenbefestigungsabschlusszustand misst; und
eine Schraubenlösbeurteilungssektion (50 (S7, S8, S9)), die basierend auf einem Vergleich eines Unterschieds (H3-H4), der zwischen den ersten und den zweiten Einsatzpositionen (H3, H4) vorgesehen ist, mit einem im Voraus für den Unterschied eingestellten zulässigen Bereich beurteilt, dass ein Lösen der Schraube in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand aufgetreten ist oder nicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Technisches Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenbefestigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Beurteilen des Lösens von Schrauben.
(Beschreibung des Standes der Technik)
Eine Schraubenbefestigungsvorrichtung ist seit jeher bekannt, die eine Schraube aus einer Schraubenzufuhrvorrichtung erhält und die erhaltene Schraube auf ein als ein Subjekt dienendes Werkstück befestigt.
Eine Schraubenbefestigungsvorrichtung, wie z.B. diese, führt eine Schraubenmomentsteuerung, Erfassen eines Schraubenwinkels und einer Schraubenverriegelung und dergleichen durch, wenn eine Schraube befestigt wird. Das Reduzieren von Schraubenbefestigungsfehlern wird durch diese Steuerungs- und Erfassungsoperationen erreicht. Ferner beurteilt die Schraubenbefestigungsvorrichtung, ob die Schraube nach dem Befestigen der Schraube fest an dem Werkstück sitzt oder nicht, bzw. mit anderen Worten, ob die Schraube locker ist oder nicht (d.h. Schraubenlösen). Genauer, das „Schraubenlösen“ bedeutet, dass der Kopf (oder Stutzen) einer Schraube nicht fest auf der Setzoberfläche eines Werkstücks sitzt und oberhalb der Setzoberfläche positioniert ist, selbst wenn die Schraubenbefestigung abgeschlossen ist. Dagegen bedeutet „Schraubenverschluss bzw. Schraubenarretierung“, dass eine Schraube arretiert ist und nicht mehr in das Schraubenloch, während deren Schraubenbefestigungsbetrieb aufgrund von Unregelmäßigkeiten bei der Größe des Gewindes, einer schrägen Einführung der Schraube in ein Schraubenloch, von komprimierten Staub oder dergleichen, gedreht werden kann.
Das Schraubenlösen wird basierend auf verschiedenen Kriterien, wie beispielsweise in der JP-A-2004-338043 beschrieben. In der JP-A-2004-338043 wird das Schraubenlösen danach beurteilt, ob die Höhe einer Kopfsektion der Schraube beim Abschluss der Schraubenbefestigung innerhalb eines im Voraus eingestellten Referenzbereichs bezüglich der Höhe der Kopfsektion ist. Darüber hinaus wird das Schraubenlösen danach beurteilt, ob der Betrag der Bewegung eines Einsatzes bzw. Bits von einer Position, bei der die Schraube und ein Schraubenloch ineinandergreifen, wenn die Schraube befestigt wird, bis die Schraubenbefestigung abgeschlossen ist, innerhalb eines Referenzbereichs bezüglich der Länge des Schafts der Schraube liegt.
Die Schraube wird unter Einhaltung von Standards, wie z.B. dem japanischen Industriestandard, hergestellt. Allerdings weisen die Abmessungen zulässige Fehler auf. Dadurch berücksichtigt bei der herkömmlichen Beurteilung des Schraubenlösens der Referenzbereich Standardwerte der Abmessungen von spezifischen Bereichen der Schraube sowie einen zulässigen Fehler für Standardwerte.
Allerdings kann, wenn ein Beurteilen des Schraubenlösens bezüglich der Höhe der Kopfsektion der Schraube, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt wird, das Schraubenlösen nicht korrekt beurteilt werden. Beispielsweise kann, wenn der Referenzbereich auf einen Bereich, der den maximalen Wert des zulässigen Fehlers der Kopfsektion enthält, eingestellt wird, eine mit dem zulässigen Fehler auf der Minusseite hergestellte kleinere Schraube beurteilt werden, nicht gelöst zu werden, falls die Höhe innerhalb des Referenzbereichs liegt, ungeachtet dessen, dass sich die Schraube eigentlich löst. Zudem kann, wenn der Referenzbereich auf einen kleineren Bereich als der maximale Wert des zulässigen Fehlers eingestellt ist, eine mit dem zulässigen Fehler auf der Plusseite hergestellte größere Schraube beurteilt werden, wegen der den Referenzbereich überschreitende Höhe zu lösen, ungeachtet dessen, dass sich die Schraube eigentlich nicht löst. Dieses Problem kann sich ereignen, selbst wenn die Abmessung eines anderen Bereichs, wie z.B. die Länge der Schaftsektion der Schraube, als Referenz dient.
Mit anderen Worten, bei der herkömmlichen Beurteilung des Schraubenlösens wird der Referenzbereich bei Bedarf auf einen Bereich eingestellt, der in der Lage ist, den zulässigen Fehler der Schraube abzufedern. Dadurch ist das Schraubenlösen, das innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers aufgetreten ist, schwierig zu beurteilen. Mit anderen Worten, bei der herkömmlichen Beurteilung des Schraubenlösens wird der Referenzbereich durch den zulässigen Fehler der Schraube begrenzt. Dadurch wird die Beurteilungsgenauigkeit verbessert, mit anderen Worten, das Verbessern der Rate der korrekten Beurteilung, um ein konstanter Wert oder mehr zu sein, ist schwierig. Zudem entstehen individuelle Unterschiede, wie z.B. die Form des Schraubenlochs, in dem als Subjekt dienenden Werkstück. Dadurch entstehen ähnliche Probleme, selbst wenn der Referenzbereich basierend auf den Standardwerten der Abmessungen des Werkstücks eingestellt ist.
Darüber hinaus ist ein weiteres Verfahren bezüglich des vorstehend beschriebenen herkömmlichen Referenzbereichs bekannt. Insbesondere wird, nachdem die Schraube befestigt wurde, die Größe der Kopfsektion der Schraube oder der Betrag der Bewegung des Einsatzes während dem Befestigen gemessen. Daten, wie z.B. der Betrag der Bewegung des Einsatzes, werden während dem Befestigen gemessen. Der Referenzbereich wird derart eingestellt, dass die Auftretensrate des Schraubenlösens statistisch kleiner als ein zulässiger Wert basierend auf den Messdaten ist. Dadurch werden zahlreiche Datenmessoperationen erforderlich, um den Referenzbereich einzustellen. Arbeitsbelastung und Betriebszeit zum Einstellen des Referenzbereichs nimmt dabei zu. Ungeachtet der Zunahme der Arbeitsbelastung und der Betriebszeit, ist das Verbessern der Rate der Korrekturbeurteilung in der Beurteilung des Schraubenlösens, wie vorstehend beschrieben, schwierig.
Die JP 2004 338 043 A offenbart eine Schraubenbefestigungsvorrichtung mit einem Schrauben-Schwimmdetektionsmechanismusals, wobei daslösende Problem das Vorsehen einer stabilen Standardposition der Höheist, wodurch die Produktivität verbessert wird, sowie die Unterscheidung, ob ein Gewinde normalerweise auch an einem Werkstück mit einer Gewindebohrung in einer komplizierten Form befestigt ist. Dazu ist die Schraubenbefestigungsvorrichtung mit einem Mechanismus zum Erfassen der Lockerheit einer Schraube ausgestattet ist, weist einen Halteblock auf, der an einer Grundplatte befestigt ist, die an einem Vorrichtungskörper durch eine Gleitführung vertikal bewegbar befestigt ist; einen elektrischer Treiber und eine Sensorabschattungsplatte, die jeweils an dem Halterblock befestigt sind; sowie einen Sensor vom Transmissionstyp zum Detektieren der Höhenposition der Sensorabschattungsplatte. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung weist ferner eine Sensorplatte auf, die an dem Halterblock angebracht ist, und einen Anlageblock, der an dem unteren Teil der Sensorplatte befestigt ist.
In der DE 36 14 007 A1 wird Folgendes offenbart: Um bei einer derartigen Vorrichtung die einzudrehenden Schrauben unabhängig von der jeweiligen Kopfkonfiguration sehr genau erfassen und positionieren zu können, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung am unteren Ende des vorgesehenen hülsenförmigen Schraubenhalters vorzugsweise drei winkelmäßig gegeneinander versetzt angeordnete Zangenelemente vorgesehen, welche mit Hilfe von Stiftachsen innerhalb des Schraubenhalters gelagert sind. Im Hinblick auf die Erzielung einer zwangsweisen Abhebung und erneuten Zusammenführung dieser schwenkbaren Zangenelemente ist um die vorgesehene Übertragungswelle herum eine längsverschiebbare Steuerhülse mit entsprechenden konischen Steuerflächen vorgesehen, mit welchen die gewünschte zwangsweise Abhebung und Zurückschwenkung der Zangenelemente erreicht werden kann.
DE 44 00 709 B4 beschreibt eine Schraubenfestziehvorrichtung mit einem elektrischen Schraubendreher, dessen Bitwelle in Eingriff mit einer in ein Montageloch eines Werkstücks einzuschraubenden, mit Außengewinde versehenen Schraube bringbar ist, - einem Antriebsmechanismus, mittels dessen der Schraubendreher auf das Montageloch zu und von ihm weg bewegbar ist und eine Schubkraft auf die Bitwelle des Schraubendrehers aufbringbar ist, und mit einem elektrischen Steuersystem zum Steuern des Betriebs des Schraubendrehers und des Antriebsmechanismus derart, dass während einer Anfangsphase, während der die Schraube in Eingriff mit dem Montageloch des Werkstücks zu bringen ist, die Bitwelle mit niedriger Drehzahl angetrieben und mit einer ersten Schubkraft beaufschlagt ist, während einer Zwischenphase, während der die Schraube in das Montageloch des Werkstücks eingeschraubt wird, die Bitwelle mit höherer Drehzahl als in der Anfangsphase angetrieben und mit einer zweiten Schubkraft beaufschlagt wird, und während einer Endphase, während die Schraube festgezogen und am Werkstück festgesetzt wird, die Bitwelle mit verminderter Drehzahl angetrieben und mit einer dritten Schubkraft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Bitwelle während der Endphase mit niedrigerer Drehzahl als während der Anfangsphase antreibt und die auf die Bitwelle aufgebrachte erste Schubkraft kleiner als die zweite Schubkraft und die zweite Schubkraft kleiner als die dritte Schubkraft ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der vorstehend erläuterten Probleme erreicht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schraubenbefestigungsvorrichtung und ein Schraubenlösbeurteilungsverfahren zu schaffen, welche in der Lage sind, die Rate der Korrekturbeurteilung beim Beurteilen des Schraubenlösens zu verbessern, ohne die Arbeitsbelastung und Betriebszeit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination von Anspruch 1 und Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Bei der Erfindung einer Schraubenbefestigungsvorrichtung nach einem ersten Aspekt misst eine Einsatzpositionsmesssektion eine Position eines mit einer Schraube in Eingriff stehenden Einsatzes bzw. Bits als eine Relativposition bezüglich einer Setzoberfläche, auf der die Schraube in einer Schraubenzufuhrvorrichtung beim Erhalt einer Schraube platziert wird. Der Erhalt einer Schraube, wie z.B. ein Schraubenerhalt liegt vor, wenn die Schraube bei einem Zustand, bei dem der durch eine Einsatzantriebssektion angetriebene Einsatz bzw. Bit mit der Schraube in Eingriff steht und die Schraube gegen die Setzoberfläche durch den Einsatz drückt, erhalten wird. Die Einsatzpositionsmesssektion misst auch die Position des mit der Schraube in Eingriff stehenden Einsatzes als eine relative Position bezüglich einer Werkstückoberfläche, die mit einem Schraubenloch beim Schraubenbefestigungsabschluss vorgesehen ist. Der Abschluss des Schraubenbefestigens, wie z.B. ein Schraubenbefestigungsabschluss, liegt vor, wenn das Befestigen der Schraube auf einem Werkstück abgeschlossen wurde. Beim Schraubenerhalt wird der Einsatz in Richtung der Schraube durch die Einsatzantriebssektion angetrieben. Der Einsatz steht mit der Schraube im Eingriff während er gegen die Schraube drückt. Zu dieser Zeit steht die Schraube im engen Kontakt mit der Setzoberfläche durch die durch den Einsatz ausgeübte Kraft, mit anderen Worten, sitzt auf der Setzoberfläche. Mit anderen Worten, die erste Einsatzposition, die beim Schraubenerhalt gemessen wird, zeigt eine Position des Einsatzes in einem Zustand, in dem die Schraube auf der Setzoberfläche sitzt.
Andererseits steht bei dem Schraubenbefestigungsabschluss, wenn das Befestigen der Schraube auf dem Werkstück abgeschlossen ist oder insbesondere unmittelbar nachdem das Schraubenbefestigen abgeschlossen wurde, die Schraube mit dem Einsatz in Eingriff. Zudem steht mittels Gedrückt werden die Schraube durch den Einsatz im engen bzw. nahen Kontakt mit der Werkstückoberfläche, oder mit anderen Worten, sitzt auf der Werkstückoberfläche. Darüber hinaus steht bei dem Schraubenbefestigungsabschluss der Einsatz mit der Schraube in Eingriff während er gegen die Schraube auf eine Weise ähnlich zu der des Schraubenerhalts, wie vorstehend erläutert, gedrückt wird. Die Einsatzpositionsmesssektion misst die Position des Einsatzes beim Schraubenbefestigungsabschluss als eine zweite Einsatzposition. Mit anderen Worten, die beim Schraubenbefestigungsabschluss gemessene zweite Einsatzposition zeigt eine Position des Einsatzes in einem Zustand, in dem die Schraube auf der Werkstückoberfläche sitzt.
Mit anderen Worten, der Einsatz und die Schraube stehen während der Kopf der Schraube gegen die Sitzoberfläche beim Schraubenerhalt gedrückt wird in Eingriff. Dadurch kann die Positionsbeziehung zwischen der Schraube und dem Einsatz, wenn die Setzoberfläche als Referenz beim Schraubenerhalt dient, und die Positionsbeziehung zwischen der Schraube und dem Einsatz, wenn die Werkstückoberfläche als Referenz beim Schraubenbefestigungsabschluss dient, einen gemeinsamen Aspekt teilen, oder mit anderen Worten, beide können in einem Zustand sein, in dem die Schraube auf der Setzoberfläche oder der Werkstückoberfläche gesetzt wird. Die Position des Einsatzes beim Schraubenerhalt wird bei der ersten Einsatzposition gemessen. Das Schraubenlösen wird basierend auf der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition, die beim Schraubenbefestigungsabschluss gemessen wird, beurteilt. Dadurch kann, obwohl sich die Position des Einsatzes beim Schraubenerhalt für jede Schraube aufgrund des zulässigen Fehlers jeder Schraube verändert, berücksichtigt werden, dass die erste Einsatzposition für diese Schraube gemessen wird, um für ein Schraubenlösen beurteilt zu werden. Bei diesem Fall wird der zulässige Fehler für jede Schraube in der Position des Einsatzes beim Schraubenbefestigungsabschluss auf eine ähnliche Weise wie die beim Schraubenerhalt reflektiert. Dadurch wird, selbst wenn der zulässige Fehler für jede Schraube sich unterscheidet, eine fehlerhafte Beurteilung, welche durch eine Beurteilung des durch den zulässigen Fehler beeinflussten Schraubenlösens verursacht wird, als nicht aufgetreten angesehen. Ferner sind gemäß einer solchen Konfiguration die Abmessungen des Werkstücks nicht erforderlich, um für die Beurteilung des Schraubenlösens verwendet zu werden. Dadurch gilt das Beurteilen des Schraubenlösens nicht durch individuelle Unterschiede in den Schraubenlöchern des Werkstücks oder dergleichen als beeinflusst.
Dadurch beurteilt eine Schraubenlösbeurteilungssektion das Schraubenlösen basierend auf der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition. Mit anderen Worten, die Schraubenlösbeurteilungssektion beurteilt das Schraubenlösen basierend auf einer Einsatzposition, die bei einem Zustand gemessen wird, bei dem die Schraube sitzt, bevor die Schraube befestigt wird, und eine Einsatzposition, die bei einem Zustand gemessen wird, bei dem die Schraube sitzt, nachdem die Schraube befestigt wurde. Zu dieser Zeit, wie vorstehend beschrieben, wird die erste Einsatzposition getrennt für jede Schraube gemessen. Außerdem wird die von der ersten Einsatzposition gemessene Schraube direkt auf dem Werkstück befestigt. Mit anderen Worten, die erste Einsatzposition und die zweite Einsatzposition, die als Referenzwerte zum Beurteilen des Schraubenlösens dienen, werden für jede Schraube und jedes Werkstück gemessen. Dadurch kann eine Beurteilung des Schraubenlösens geführt werden, während der zulässige Fehler der Schraube und die individuellen Unterschiede der Werkstücke aufgenommen werden ohne Verwendung der Abmessungen der spezifischen Bereiche der Schraube als Referenz. Dadurch sind die Referenzwerte nicht durch den zulässigen Fehler der Schraube, den individuellen Unterschieden der Werkstücke oder dergleichen beschränkt. Die Rate der korrekten Beurteilung beim Beurteilen des Schraubenlösens kann verbessert werden.
Ferner werden, wie vorstehend beschrieben, der erste Einsatz und der zweite Einsatz für jede Schraube und jedes Werkstück gemessen. Dadurch berücksichtigt ein gemeinsamer Referenzbereich den zulässigen Fehler der Schraube und die individuellen Unterschiede der Werkstücke werden nicht länger benötigt, um bereitgestellt zu werden. Mit anderen Worten, der Betrieb für das Datenmessen zum Einstellen eines gemeinsamen Referenzwerts wird nicht länger benötigt. Dadurch kann die Arbeitsbelastung und Betriebszeit, die zum Beurteilen des Schraubenlösens benötigt werden, reduziert werden.
Bei der Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Beurteilen des Schraubenlösens einer Schraube (14), die von einer Schraubenzufuhrvorrichtung (13) erhalten wird und auf ein Werkstück (15) geschraubt wird, bereitgestellt. Dieses Verfahren weist die Schritte auf: Erstes Messen einer Position des Einsatzes als eine erste Einsatzposition, die relativ zu einer Setzoberfläche (67) der Schraubenzufuhrvorrichtung (13) in einem Schraubenerhaltzustand ist, bei dem die Schraube (14) von der Schraubenzufuhrvorrichtung (13) erhalten wird, wobei der Schraubenerhaltzustand realisiert wird, wenn ein Einsatz (27) mit der Schraube (14) in Eingriff gebracht wurde und der Einsatz (27) die Schraube (14) gegen die Setzoberfläche (67) drückt; Speichern von Informationen, die die erste Einsatzposition zeigen; Liefern der Schraube (14) zu dem Werkstück (15); Befestigen der gelieferten Schraube (14) auf dem Werkstück (15); zweites Messen einer Position des Einsatzes als eine zweite Einsatzposition, die relativ zu einer Werkstückoberfläche (74) des Werkstücks (15) ist, auf der ein Schraubenloch (71) bereitgestellt ist, in einem Schraubenbefestigungsabschlusszustand, bei dem das Befestigen der Schraube (14) auf dem Werkstück abgeschlossen wurde und der Einsatz mit der Schraube (14) in Eingriff steht; und Beurteilen, dass das Schraubenlösen nicht aufgetreten ist, wenn basierend auf der ersten Einsatzposition und einer zweiten Einsatzposition ein Unterschied zwischen der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition innerhalb eines im Voraus eingestellten zulässigen Bereichs liegt, und Beurteilen, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist, wenn der Unterschied zwischen der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Dadurch können ähnliche oder äquivalente Arbeitsabläufe und Vorteile zu jenen, die bei der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt erhalten werden, erhalten werden.
Figurenliste
Bei den beigefügten Figuren zeigt:

1 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration einer Schraubenbefestigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 ein schematisches Diagramm einer äußeren Erscheinung eines Roboters der Schraubenbefestigungsvorrichtung;
3 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Roboters der Schraubenbefestigungsvorrichtung;
4 ein schematisches Diagramm einer äußeren Erscheinung einer Schraube;
5A und 5B schematische Diagramme eines Aspekts, in dem eine Schraube durch eine Schraubenzufuhrvorrichtung zugeführt wird;
6 ein Flussdiagramm eines Schraubenbefestigungsprozesses;
7A bis 7D schematische Diagramme einer Positionsbeziehung zwischen einem Einsatz und einer Setzoberfläche, wenn eine Schraube erhalten wird; und
8A bis 8D schematische Diagramme einer Positionsbeziehung zwischen dem Einsatz und einer Werkstückoberfläche, wenn eine Schraube befestigt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform einer Schraubenbefestigungsvorrichtung und eines Schraubenbefestigungsbeurteilungsverfahrens wird nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 8A bis 8D beschrieben.
Eine Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Roboter 11 und einen Controller 12, wie in 1 dargestellt. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 erhält eine Schraube 14, die von der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 zugeführt wird. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 befestigt anschließend die erhaltene Schraube 14 auf einem Werkstück 15, das als Subjekt dient.
Der Roboter 11 der Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 enthält, wie in 2 und 3 dargestellt, eine Basissektion 20, eine Kopfsektion 21, eine Armsektion 22 und eine Verbindungsbox 23. Die Basissektion 20 ist an einer Montieroberfläche 24 fixiert, auf der der Roboter 11 montiert ist. Die Kopfsektion 21 ist mit der Basissektion 20 durch die Armsektion 22 verbunden. Die Armsektion 22 ist an eine obere Endseite der Basissektion 20 angebracht. Die Kopfsektion 21 ist derart vorgesehen, dass sie bezüglich der Basissektion 20 drehbar ist. Insbesondere ist die Kopfsektion 21 derart vorgesehen, dass sie bewegbar zwischen einer Schraubenerhaltposition und einer Befestigungsposition ist. Die Schraubenerhaltposition ist diejenige, bei der die Schraube 14 von der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 erhalten wird. Die Befestigungsposition ist diejenige, bei der die Schraube 14 auf dem Werkstück 15 befestigt wird. Der Roboter 11 kann ein gelenkiger Roboter sein, der eine Mehrzahl von Verbindungen, wie z.B. einen sogenannten Sechsachsenroboter, enthält.
Zudem enthält die Kopfsektion 21 eine linear angetriebene Mechanismussektion 25, eine Drehantriebsmechanismussektion 26, einen Einsatz 27, ein Saugrohr 28 und eine Einsatzpositionsmesssektion 29. Die linear angetriebene Mechanismussektion 25 treibt die Kopfsektion 21 linear auf eine hin- und herbewegenden Weise bezüglich der Armsektion 22 an. In dem in 2 gezeigten Fall treibt die linear angetriebene Meachanismussektion 25 linear die Kopfsektion 21 auf eine hin- und herbewegende Weise in Auf-/Abrichtung in 2 an. Bei der Subjektanwendung wird die Bewegungsrichtung der Kopfsektion 21 nachstehend als Auf-/Abrichtung beschrieben. Die lineare Antriebsmechanismussektion 25 enthält, wie in 3 dargestellt, z.B. einen Motor 30, der als Leistungsquelle dient, eine Zahnstange 31 und ein Ritzel 32. Als Ergebnis dieser Komponenten bewegt sich die Kopfsektion 21 in 2 in Auf-/Abrichtung, wenn der Motor 30 erregt wird. Zu dieser Zeit bewegt sich der in der Kopfsektion 21 vorgesehene Einsatz 27 auch integral mit der Kopfsektion 21 in Auf-/Abrichtung in Begleitung mit der Bewegung der Kopfsektion 21 in Auf-/Abrichtung.
Die Drehantriebsmechanismussektion 26 enthält, wie in 3 dargestellt, einen Motor 33 und eine Welle 34. Eine Drehwelle des Motors 33 ist mit der Welle 34 verbunden. Der Motor 33 treibt die Welle 34 drehbar an. Die Welle 34 ist mit dem Einsatz 27 an der Endsektion verbunden, die dem Motor 33, wie in 2 und 3 dargestellt, gegenüberliegt. Dadurch wird der Einsatz 27 durch den Schaft 34 der Drehantriebsmechanismussektion 26 drehbar angetrieben. Eine in 1 dargestellte Einsatzantriebssektion 35 ist durch die lineare Antriebsmechanismussektion 25 und die Drehantriebsmechanismussektion 26 konfiguriert.
Die Spitze des Einsatzes 27 auf der gegenüberliegenden Seite der Welle 34 (das untere Ende in 3) steht mit der Schraube 14 in Eingriff. Der Einsatz 27 dreht sich mit der Schraube 14. Insbesondere steht, wenn die Schraube 14 von der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 erhalten wird und wenn die Schraube 14 auf dem Werkstück 15 befestigt wird, der Einsatz 27 mit der Schraube 14 durch eine Bewegung nach unten durch die lineare Antriebsmechanismussektion 25 in Eingriff. Der Einsatz 27 dreht anschließend die Schraube 14 durch Drehen durch die Drehantriebsmechanismussektion 26. Der Einsatz 27 ist innerhalb einer Haltesektion 36 aufgenommen. Die Haltesektion 36 ist integral mit der Kopfsektion 21 verbunden. Die Haltesektion 36 bewegt sich in Auf-/Abrichtung mit der Kopfsektion 21. Dadurch bewegt sich auch die Haltesektion 36 integral mit dem Einsatz 27 in Auf-/Abrichtung. Somit verändert sich, selbst wenn sich die Einsatzsektion 27 in Auf-/Abrichtung bewegt, die relative Position zwischen der Haltesektion 36 und dem Einsatz 27, oder insbesondere die relative Position zwischen der Haltesektion 36 und des Einsatzes 27 bezüglich der Auf-/Abrichtung nicht.
Das Saugrohr 28 ist in einer kreisförmigen Zylinderform ausgebildet, die sich wie in 3 gezeigt, in Auf-/Abrichtung an der äußeren Umfangsseite des Einsatzes 27 erstreckt. Der Einsatz 27 ist an der inneren Umfangsseite des Saugrohrs 28 aufgenommen. Das Saugrohr 28 ist durch ein metallisches Material, wie z.B. rostfreier Stahl, ausgebildet. Das Saugrohr 28 weist eine Steifigkeit auf. Das Saugrohr 28 ist an der spitzen Seite des Einsatzes 27 offen. Die gegenüberliegende Endsektions des Saugrohrs 28 ist mit einer an einer Ansaugsektion 37 mit einem Rohr 38 dazwischen verbunden. Die Ansaugsektion 27 mindert den Druck des Inneren des Saugrohrs 28 über das Rohr 38. Dadurch wird die Schraube 14 zu der Spitze des Saugrohrs 28 angesaugt und durch das Saugrohr 28 gehalten.
Zudem bewegt sich das Saugrohr 28 in Auf-/Abrichtung mit der Bewegung der Kopfsektion 21 in Auf-/Abrichtung. Das Saugrohr 28 ist auch derart vorgesehen, dass es in der Lage ist, eine relative Bewegung in Auf-/Abrichtung bezüglich der Haltesektion 36 und des Einsatzes 27 auszuführen. Ein Aspekt der relativen Bewegung des Saugrohrs 28 bezüglich des Einsatzes 27 und ein Aspekt des vorstehend erläuterten Eingriffs zwischen dem Einsatz 27 und der Schraube 14 wird ausführlich mit Bezug auf die nachstehend beschriebenen 7 und 8 beschrieben.
Die Einsatzpositionsmesssektion 29 misst die relative Position zwischen dem Einsatz 27 und dem Saugrohr 28. Die Einsatzpositionsmesssektion 29 enthält einen Sensorhauptkörper 39, einen Fühler 40 und eine Flanschsektion 41. Der Sensorhauptkörper 39 ist an die Haltesektion 36 fixiert. Der Fühler 40 erstreckt sich von dem Sensorhauptkörper 39 nach unten. Die Flanschsektion 41 ist an das Saugrohr 28 fixiert. Der Sensorhauptkörper 39 bewegt sich in Auf-/Abrichtung in Begleitung mit der Bewegung der Kopfsektion 21 in Auf-/Abrichtung. In anderen Worten, der Sensorhauptkörper 39 bewegt sich in Auf-/Abrichtung während die relative Positionsbeziehung in Auf-/Abrichtung mit dem Einsatz 27 beibehalten wird.
Der Fühler 40 ist mit dem Sensorhauptkörper 39 an der oberen Endsektionsseite in 3 verbunden. Die untere Endsektion in 3 steht mit der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 in Kontakt. Der Fühler 40 ist derart verbunden, dass er bezüglich des Sensorhauptkörpers 39 bewegbar ist. Der Fühler 40 wird in 3 durch eine Drängeinrichtung (nicht gezeigt) des Sensorhauptkörpers 39 nach unten gedrängt. Dadurch wird, wenn sich das Saugrohr 28 relativ bezüglich der Haltesektion 36 nach oben bewegt, der Fühler 40 durch die Flanschsektion 41 nach oben gedrückt. Andererseits wird, wenn das Saugrohr 28 sich relativ bezüglich der Haltesektion 36 nach unten bewegt, der Fühler 40 durch die Press- bzw. Drängeinrichtung (nicht gezeigt) nach unten gedrückt. Dadurch steht die untere Endsektion in 3 der Fühlers 40 jederzeit mit der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 in Kontakt. Dadurch misst der Sensorhauptkörper 39 die Position des Fühlers 40, wodurch die relative Position des Saugrohrs 28 bezüglich der Haltesektion 36, oder mit anderen Worten, die relative Position des Saugrohrs 28 bezüglich des Einsatzes 27 gemessen wird.
Zudem enthält, wie in 1 dargestellt, der Roboter 11 eine Steuersektion 42. Die Steuersektion 42 ist durch einen Computer konfiguriert, der eine zentrale Recheneinheit (CPU), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) und dergleichen (nicht gezeigt) enthält. Die Steuersektion 42 steuert den gesamten Roboter 11. Zudem ist, wie vorstehend erläutert, die Steuersektion 42 mit der Einsatzantriebssektion 35, der Ansaugsektion 37 und der Einsatzpositionsmesssektion 29 verbunden. Die Steuersektion 42 ist mit einer bekannten Sensoreinrichtung, die verwendet wird, wenn das Befestigen der Schraube 14 automatisiert wird, verbunden. Die bekannte Sensoreinrichtung enthält einen Momentensensor 43, einen Neigungssensor 44 und dergleichen. Der Momentensensor 43 erfasst ein Moment, das an den Einsatz 27 ausgeübt wird, der drehbar durch die Drehantriebsmechanismussektion 25 angetrieben wird. Der Neigungssensor 44 erfasst die Neigung der Schraube 14.
Der Roboter 11 befestigt basierend auf einem Befehl des Controllers 12 die Schraube 14 auf dem Werkstück 15. Der Controller 12 enthält eine Steuersektion 50, eine Kommunikationssektion 51, eine Eingabesektion 52, eine Ausgabesektion 53, eine Speichersektion 54, eine Momentenbeurteilungssektion 55, eine Schraubenblockierbeurteilungssektion 56, eine Schraubenlösebeurteilungssektion 57 und dergleichen. Die Steuersektion 50 ist durch einen Computer konfiguriert, der eine CPU 50A, ein RAM 50B und einen ROM 50C enthält. Die Steuersektion 50 steuert den gesamten Controller 12 durch Ablaufen eines Computerprogramms. Die Kommunikationssektion 51 führt eine Übertragung und einen Empfang von verschiedenen Informationsteilen und Daten zwischen dem Controller 12 und dem Roboter 11 und zwischen dem Controller 12 und der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 durch. Die Eingabesektion 52 ist z.B. durch verschiedene Schalter oder einer Tastatur konfiguriert. Verschiedene Operationen und Anweisungen durch einen Operator werden in der Eingabesektion 52 eingegeben. Die Ausgabesektion 53 ist z.B. durch eine Anzeigelampe oder ein Relais konfiguriert. Die Ausgabesektion 53 gibt verschiedene Informationsteile, Warnungen und dergleichen aus. Die Speichersektion 54 ist durch ein Speichermedium, wie z.B. ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder einen elektrisch löschbaren programmierbaren Lesespeicher (EEPROM), konfiguriert. Die Speichersektion 54 speichert darin, wie nachstehend beschrieben, verschiedene Informationsteile, die eine erste Einsatzposition enthalten. Die Speichersektion 54 ist äquivalent mit einer Einsatzpositionsspeichersektion.
Die Steuersektion 50 ist mit der Momentenbeurteilungssektion 55, der Schraubenblockierbeurteilungssektion 56 und der Schraubenlösebeurteilungssektion 57 verbunden. Die Momentenbeurteilungssektion 55 und die Schraubenblockierbeurteilungssektion 56 beurteilen den Befestigungszustand der Schraube 14 basierend auf verschiedenen Informationsteilen, die von der Roboter 11.-Seite, wie bereits bekannt, übertragen werden. Die verschiedenen Daten enthalten z.B. ein durch den Momentensensor 43 erfasstes Moment und die durch den Neigungssensor 44 erfasste Neigung der Schraube 14 oder dergleichen. Die Schraubenlösebeurteilungssektion 57 beurteilt, ob das Schraubenlösen bei der auf dem Werkstück 15 befestigten Schraube 14 aufgetreten ist oder nicht. Die Schraubenlösebeurteilungssektion 57 wird nachstehend ausführlich beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Momentenbeurteilungssektion 55, die Schraubenblockierbeurteilungssektion 56 und die Schraubenlösebeurteilungssektion 57 als Software durch ein Computerprogramm, das durch die Steuersektion 50 läuft, aktualisiert.
Nebenbei bemerkt können die vorstehenden Beurteilungssektionen 55, 56 und 57 funktional durch einen Computer realisiert werden, der von dem Computer verschieden ist, der die Steuersektion 50 bildet. Alternativ können jene Beurteilungsssektionen 55, 56 und 57 unter Verwendung von elektronischen Schaltungen, die logische Schaltungen enthalten, realisiert werden.
Die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 enthält eine Platziersektion 60, eine Sendesektion 61 und eine Steuersektion 62. Die Steuersektion 62 steuert die Platziersektion 60 und die Sendesektion 61. Die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 versorgt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 mit der Schraube 14. Die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 an sich weist eine bekannte Konfiguration auf. Dadurch wird auf deren detaillierte Erläuterung verzichtet. Die durch die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 zugeführte Schraube 14 enthält, wie in 4 dargestellt, eine Kopfsektion 63, eine Halssektion 64 und eine Schaftsektion 65. Die Kopfsektion 63 ist mit einer Eingriffsvertiefungssektion 66 vorgesehen, die mit der Spitze des Einsatzes 27 in Eingriff steht. Die Eingriffsvertiefungssektion 66 ist in eine kreuzförmige Nutsektion ausgebildet, wenn die Schraube z.B. eine sogenannte Phillips-Kopfschraube ist. Wenn die Kopfsektion 63 gedreht wird, drängt die Schraube 14 in axiale Richtung (Längsrichtung) der Schaftsektion 65 vor.
Die Platziersektion 60 der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 weist, wie in 5A und 5B dargestellt, eine Setzoberfläche 67 und eine Vertiefungssektion 68 auf. Die Schraube 14 wird auf die Setzoberfläche 67 platziert. Die Vertiefungssektion 68 empfängt die Schraube 14. Wenn die Schraube 14 auf der Setzoberfläche 67 platziert wird, bewegt sich die Platziersektion 60 in eine durch einen Pfeil in 5B angezeigte Bewegungsrichtung. Die Sendesektion 61 weist eine Schraubensendemechanismussektion (nicht gezeigt) auf. Die Beförderungssektion 61 befördert die Schraube 14 in eine in 5B von zwischen den Schienen 69 angezeigte Beförderungsrichtung. Dadurch wird eine einzelne Schraube 14 in die Platziersektion 60 platziert. Die Position des Bewegungsziels, zu dem sich die Platziersektion 60 in einem Zustand bewegt, in dem die einzelne Schraube 14 darauf entsprechend der Schraubenerhaltposition platziert wird. Die Schraubenerhaltposition ist dort, wo die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die Schraube 14, wie vorstehend erläutert, erhält. Die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 enthält auch verschiedene bekannte Einrichtungen, wie z.B. eine Inspektionseinrichtung und eine Platziererfassungseinrichtung (nicht gezeigt). Die Inspektionseinrichtung ist zum Erfassen des Vorliegens von defekten Schrauben 14, die durch die Beförderungssektion 61 befördert werden. Die Platziererfassungseinrichtung ist zum Erfassen der Platzierung der Schraube 14 auf der Platziersektion 60.
Als Nächstes werden Operationen der Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, die wie vorstehend erläutert konfiguriert ist, mit dem in 6 dargestellten Ablauf eines Befestigungsprozesses der Schraube 14 erläutert. Jeder nachstehend erläuterte Prozess wird durch die Steuersektion 42 des Roboters 11 oder der Steuersektion 50 des Controllers 12 durchgeführt. Allerdings wird, um die Beschreibung zu vereinfachen, das Gesamte der Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 als Hauptkomponente festgelegt, die für das Durchführen der Steuerung verantwortlich ist.
Wenn die Schraube 14 aus der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 erhalten wird, bringt die Schraubenfestigungsvorrichtung 10 zunächst den Einsatz 27 mit der Schraube 14 (S1: Eingriffsprozess) in Eingriff. Bei dem Eingriffsprozess werden der Einsatz 27 und die Schraube 14 in Eingriff gebracht. In 7A bis 7D werden, wie in 7A bis 7B dargestellt, die Hauptsektionen des Einsatzes 27, das Saugrohr 28 und die Einsatzpositionsmesssektion 29 dargestellt. 7A bis 7D zeigen schematisch, dass der Einsatz 27 und die Einsatzpositionsmesssektion 29 integral durch beide Komponenten, die durch gestrichelte Linien verbunden sind, bewegt.
Bei der in 7A dargestellten Schraubenerhaltposition ist ein Abstand zwischen dem Sensorhauptkörper 39 der Einsatzpositionsmesssektion 29 und der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41, oder mit anderen Worten die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 H1. Der Abstand zwischen der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 und der Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 ist H2. Die Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 ist äquivalent mit der Saugseitenendoberfläche.
Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 treibt linear die Kopfsektion 21 durch die lineare Antriebsmechanismussektion 25 nach unten. Zu dieser Zeit bewegt sich auch der Einsatz 27 nach unten. Andererseits kommt, wie in 7B dargestellt, die Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 mit der Setzoberfläche 67 in Kontakt. Wenn der Einsatz 27 sich ferner in diesem Zustand nach unten bewegt, verändert sich die relative Position zwischen dem Saugrohr 28 und dem Einsatz 27 in Begleitung mit der Bewegung der Kopfsektion 21. Insbesondere steht die Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 mit der Setzoberfläche 67 in Kontakt. Dadurch dringt die obere Endsektionsseite (nicht gezeigt) des Saugrohrs 28 in Richtung des Inneren des Halters 36 voran. Die Flanschsektion 41 ist integral mit dem Saugrohr 28 vorgesehen. Dadurch drückt zu dieser Zeit die Flanschsektion 41 den Fühler 40 der Einsatzpositionsmesssektion 29 nach oben. Dadurch nimmt der Abstand H1' (<H1) zwischen dem Sensorhauptkörper 39 und der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 allmählich in Begleitung mit der Abwärtsbewegung der Kopfsektion 21 ab.
Mit anderen Worten, während der Periode von dem Zustand in 7B bis zum Zustand 7C verändert sich die relative Position zwischen dem Einsatz 27 und dem Saugrohr 28, oder insbesondere die relative Position zwischen der Spitze des Einsatzes 27 und der Endoberfläche 70 des Saugrohrs 28. Der Einsatz 27 kommt schließlich mit der Schraube 14, wie in 7C dargestellt, in Eingriff. Zu dieser Zeit ist der Abstand zwischen dem Sensorhauptkörper 39 und der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41, der durch die Einsatzpositionsmesssektion 29 gemessen wird, oder mit anderen Worten die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 H3. Das Saugrohr 28 weist, wie vorstehend erläutert, eine Steifigkeit auf. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 und der Endoberfläche 70 des Saugrohrs 28 nicht und bleibt H2.
Die Eingriffsvertiefungssektion 66 der Schraube 14 ist z.B. in einer kreuzförmige Nut, wie in 5B dargestellt, ausgebildet. Dadurch kann die Spitze des Einsatzes 27 nicht korrekt mit der Eingriffsvertiefungssektion 66 durch einfaches Abwärtsbewegen des Einsatzes 27 in Eingriff gebracht werden. Somit bewegt, wenn die Schraube 14 erhalten wird, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 den Einsatz 27 nach unten, während der Einsatz 27 durch die Drehantriebsmechanismussektion 26 gedreht wird. Zudem gibt, um sicherzustellen, dass der Einsatz 27 mit der Schraube 14 in Eingriff steht, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 ein Befehlssignal zu der linear Antriebsmechanismussektion 25 mit einer Position aus, bei der die Spitze des Einsatzes 27 weiter als die Endoberfläche 70 des Saugrohrs 28 hervorsteht, das mit der Setzoberfläche 27 als Zielposition in Kontakt steht. Dadurch steht, wenn die Schraube 14 erhalten wird, der Einsatz 27 mit der Schraube 14 in Kontakt, während die Schraube 14 von oben gedrückt wird. Wenn der Einsatz 27 mit der Schraube 14 in Eingriff steht, bewegt sich der Einsatz 27 nicht mehr weiter nach unten. Dadurch steht der Einsatz 27 eigentlich nicht weiter als das Saugrohr 28 hervor.
Mit anderen Worten ist der Zustand, in dem der Einsatz 27 mit der Schraube 14 in Eingriff steht, wie in 7C dargestellt, ein Zustand, in dem der Einsatz 27 die Schraube 14 von oben drückt. Dadurch ist die Schraube 14 in diesem Zustand in einem Zustand, in dem die Halssektion 64 nahe mit der Setzoberfläche 67 durch die durch den Einsatz 27 ausgeübte Kraft in Kontakt steht. Mit anderen Worten, die Halssektion 64 wird auf die Setzoberfläche 67 gesetzt. Der in 7C dargestellte Zustand ist äquivalent mit „beim Schraubenerhalt“. Zu dieser Zeit dient die Setzoberfläche 67 als Referenzoberfläche zum Messen der relativen Position des Einsatzes 27 beim Schraubenerhalt.
Anschließend misst die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die Position des Einsatzes 27 beim Schraubenerhalt (S2: erster Messprozess). Wie vorstehend erläutert, steht beim Schraubenerhalt die Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 mit der Setzoberfläche 67 in Kontakt. Zudem ist der Abstand zwischen der oberen Oberfläche der Flanschsektion 41 und der Endoberfläche 70 des Saugrohrs 28 H2 und ist ein konstanter Abstand. Dadurch ist der Abstand von dem Sensorhauptkörper 39 zu der Setzoberfläche 67 beim Erhalten einer Schraube H2+H3. Dadurch kann als Ergebnis die gemessene relative Position (H3) des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 die Position des Einsatzes 27 beim Erhalt einer Schraube, oder mit anderen Worten die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 gemessen werden. Die bei Schritt S2 gemessene Position des Einsatzes 27 ist äquivalent zur ersten Einsatzposition.
Als Nächstes speichert die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 temporär Informationen, die die gemessene erste Einsatzposition in der Speichersektion 54 (S3: Speicherprozess) anzeigt. Dadurch wird die Position des Einsatzes 27 in einem Zustand, in dem die Schraube 14 beim Erhalt einer Schraube gesetzt wird, in die Speichersektion 54 gespeichert. Mit anderen Worten, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 misst die Position des Einsatzes 27 in dem Zustand, in dem die Schraube 14 gesetzt wird, bevor die Schraube 14 auf dem Werkstück 15 befestigt wird. Wenn die erste Einsatzposition gespeichert wird, bewegt sich die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 der Kopfsektion 21, wie in 7D dargestellt, nach oben. Zu dieser Zeit wird die Ansaugsektion 37 angetrieben. Dadurch wird die Schraube 14 durch das Saugrohr 28 angesaugt. Mit anderen Worten, die Schraube 14 wird durch das Saugrohr 28 gehalten. Die Ansaugsektion 37 kann zu jeder Zeit solange angetrieben werden, nachdem das Saugrohr 28 mit der Setzoberfläche 67 in Kontakt kommt.
In dem Zustand, in dem Schraube 14 gehalten wird, und der Einsatz 27 mit der Schraube 14 auf diese Weise in Eingriff steht, erhält die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die Schraube 14 von der Schraubenzufuhrvorrichtung 13.
Wenn die Schraube 14 erhalten wird, fördert die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, wie in 8A (S4: Förderprozess) gezeigt, die erhaltene Schraube 14 zu der oberen Seite des Werkstücks 15. Die Position, die z.B. durch 8A angezeigt wird, entspricht der Befestigungsposition. Die Befestigungsposition ist dort, wo die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, wie vorstehend erläutert, die Schraube 14 auf dem Werkstück 15 befestigt.
Anschließend befestigt, nachdem der Kopf 10 nach unten bewegt wird, wie in 8B gezeigt, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 das Werkstück 15 und ein Werkstück 73 durch die Schraube 14 (S5: Schraubenbefestigungsprozess). Das Werkstück 15 ist mit einem Schraubenloch 21 vorgesehen. Das Werkstück 23 ist mit einem Schraubendurchgangsloch 72 vorgesehen. Zu dieser Zeit beurteilt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, ob das Befestigen der Schraube 14 durch die Momentenbeurteilungssektion 55, die das Schraubenbefestigungsmoment beurteilt, abgeschlossen wurde oder nicht. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 führt auch bekannte Inspektionsoperationen aus, wie z.B. Beurteilen, ob die Schraube basierend auf einem Erfassungswert von dem Neigungssensor 44 geneigt ist oder nicht, und Beurteilung, ob ein Schraubenblockieren mittels der Schraubenblockierbeurteilungssektion 56 aufgetreten ist oder nicht.
Anschließend misst, wenn beurteilt wird, dass das Befestigen der Schraube 14, wie in 8C darstellt, abgeschlossen wurde, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die Position des Einsatzes 27 bei dieser Zeit (S6: zweiter Messprozess). Mit anderen Worten, der in 8C gezeigte Zustand ist ein Zustand, in dem das Befestigen der Schraube 14 abgeschlossen wurde, oder insbesondere ein Zustand unmittelbar nachdem das Befestigen der Schraube 14 abgeschlossen wurde. Dieser Zustand ist äquivalent mit „beim Schraubenbefestigungsabschluss“. Zudem ist die beim Schraubenbefestigungsabschluss gemessene Position des Einsatzes 27 äquivalent mit der zweiten Einsatzposition. Bei dem in 8C gezeigten Fall misst die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die relative Position (H4) des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 beim Schraubenbefestigungsabschluss. Dadurch misst die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich einer Werkstückoberfläche 74 als zweite Einsatzposition. Nachstehend ist die Werkstückoberfläche 74 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Oberfläche (die obere Oberflächenfigur 8C) des Werkstücks 73. Mit anderen Worten kommt, wenn das Werkstück 15 und das Werkstück 73 durch eine Schraube entsprechend der vorliegenden Ausführungsform befestigt, die Werkstückoberfläche 74, die eine Oberfläche des gesamten Werkstücks enthält, das sowohl Werkstück 15 als auch Werkstück 73 enthält, mit der die Endoberfläche 70 des Saugrohrs 28 in Kontakt. Die Werkstückoberfläche 74 dient als Referenzoberfläche zum Messen der relativen Position des Einsatzes 27 beim Schraubenbefestigungsabschluss.
Beim Schraubenbefestigungsabschluss, wie z.B. der der in 8C gezeigt ist, wird die Schraube 14 mit dem Einsatz 27 in Eingriff gebracht. Zudem wird die Schraube 14 von oben durch den Einsatz 27 gedrückt. Dadurch steht, wenn die Schraube 14 beim Schraubenbefestigungsabschluss korrekt befestigt ist, die Schraube 14 im engen Kontakt mit der Werkstückoberlfäche 74, oder mit anderen Worten sitzt auf der Werkstückoberfläche 74. Mit anderen Worten, der Zustand der Schraube 14 bei dem in 8C gezeigten Schraubenbefestigungsabschluss wird als Nachbildung des Zustands der Schraube bei dem in 7C gezeigten Erhalt einer Schraube betrachtet.
Anschließend beurteilt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, ob das Schraubenlösen basierend auf der beim Erhalt einer Schraube gemessenen ersten Einsatzposition und der beim Schraubenbefestigungsabschluss (S7: Befestigungsprozess) gemessenen zweiten Einsatzposition aufgetreten ist. In diesem Fall beurteilt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist (die Schraube ist nicht lose), wenn die Schraubenbefestigungsbeurteilungssektion 57 beurteilt, dass der Abstand zwischen dem ersten Einsatz und dem zweiten Einsatz innerhalb eines im Voraus eingestellten zulässigen Bereichs liegt. Andererseits beurteilt, wenn beurteilt wird, dass der Abstand zwischen der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition nicht innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist (die Schraube ist lose).
Nebenbei gesagt kann das Lösen einer Schraube einen positiven Wert oder einen negativen Wert einnehmen. Wenn der Hals 64 der Schraube 14 höher als die Oberfläche eines Werkstücks ist, wenn das Schraubenbefestigen abgeschlossen ist, ist der Betrag des Schraubenlösens positiv. Dagegen ist ein Schraubenloch in einem lokal vertieften Bereich eines Werkstücks positioniert, wobei der Hals 64 niedriger als die Oberfläche des Werkstücks sein kann. In einem solchen Fall wird der Betrag des Schraubenlösens als negativer Wert erfasst. Somit kann das Schraubenlösen basierend auf absoluten Werten der gemessenen Höhenpositionen bestimmt werden.
Nachstehend ist der im Voraus eingestellte zulässige Bereich ein Einstellwert zum Beurteilen des Abstands zwischen der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition. Die erste Einsatzposition ist die Position des Einsatzes 27 beim Erhalt einer Schraube. Die zweite Einsatzposition ist die Position des Einsatzes 27 beim Schraubenbefestigungsabschluss. Mit anderen Worten, der zulässige Bereich ist ein Einstellwert zum Beurteilen, ob der sitzende Zustand der Schraube 14 bei dem in 7C dargestellten Erhalt einer Schraube bei dem in 8E gezeigten Schraubenbefestigungsabschluss wiederholt wird oder nicht. Der zulässige Bereich ist nicht zum Beurteilen der Abmessung eines spezifischen Bereichs der Schraube 14 oder der Abmessung des Werkstücks 15 nachdem die Schraube 14 befestigt wurde. Dadurch kann der zulässige Bereich ungeachtet der Abmessungen der Schraube 14 und des Werkstücks 15 eingestellt werden. Mit anderen Worten, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 und das Schraubenlösebeurteilungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform beurteilt, ob das Schraubenlösen aufgetreten ist ohne Abhängigkeit der Abmessungen von spezifischen Bereichen der Schraube 14 und dergleichen, die einen zulässigen Fehler aufweisen.
Als Nächstes endet, wenn beurteilt wird, dass das Schraubenlösen basierend auf dem Beurteilungsergebnis durch die Schraubelösebeurteilungssektion 57 (S8: NEIN) aufgetreten ist, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 den Prozess. Andererseits gibt, wenn beurteilt wird, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist (S8: JA), die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 eine Benachrichtigung, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist, z B. an den Operator oder an eine andere Steuervorrichtung ab (nicht gezeigt) (S9: Schraubenlösebenachrichtigungsprozess).
Auf diese Weise führt bei den Reihen der Prozesse zum Befestigen der Schraube 14 die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 einen Erhalt der Schraube 14 aus, Befestigen der Schraube 14 und Beurteilen des Schraubenlösens mit besonderem Augenmerk auf den Zustand, in den die Schraube 14 gesetzt wird, der bevor und nachdem die Schraube 14 befestigt wird aufgetreten ist. Anschließend wiederholt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die Prozesse bei Schritt S1 bis Schritt S9, wie vorstehend erläutert, für jede Schraube 14, die durch die Schraubenzufuhrvorrichtung 13 zugeführt wird.
Gemäß der Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 und dem vorstehend erläuterten Schraubelösebeurteilungsverfahren können nachstehende Effekte erreicht werden.
Beim Erhalt einer Schraube wird der Einsatz 27 in Richtung der Schraube 14 durch die Einsatzantriebssektion 35 angetrieben. Der Einsatz 27 kommt mit der Schraube 14 in Eingriff während er gegen die Schraube 14 drückt. Dadurch wird die Schraube 14 beim Erhalt einer Schraube im engen Kontakt mit der Setzoberfläche 67 durch die durch den Einsatz 27 ausgeübte Kraft gehalten. Mit anderen Worten, die Schraube 14 wird auch auf die Werkstückoberfläche 74 beim Schraubenbefestigungsabschluss auf eine ähnliche Weise zu der beim Erhalt einer Schraube gesetzt. Mit anderen Worten, der Zustand, bei dem die Schraube 14 auf die Setzoberfläche 67 gesetzt wird, tritt auf, wenn die Schraube 14 erhalten wird. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 misst die erste Einsatzposition, die die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 beim Erhalt einer Schraube ist. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 misst die zweite Einsatzposition, die die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich des Werkstücks 74 beim Schraubenbefestigungsabschluss ist. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 beurteilt das Schraubenlösen basierend auf der ersten Einsatzposition und der zweiten Einsatzposition. Zu dieser Zeit wird die erste Einsatzposition separat für jede Schraube 14 gemessen. Zudem wird die Schraube 14, von der die erste Einsatzposition gemessen wurde, direkt auf dem Werkstück 15 befestigt. Dadurch werden die erste Einsatzposition und die zweite Einsatzposition, die als Referenzwerte zum Beurteilen des Schraubenlösens dienen, für jede Schraube 14 und jedes Werkstück 15 gemessen. Dadurch kann das Beurteilen des Schraubenlösens ausgeführt werden, während der zulässige Fehler der Schraube 14 und die individuellen Unterschiede des Werkstücks 15 ohne Verwendung der Abmessungen der spezifischen Bereiche der Schraube 14 als Referenz aufgenommen. Dadurch werden die Referenzwerte nicht durch den zulässigen Fehler der Schraube 14, der individuellen Unterschiede des Werkstücks 15 und dergleichen begrenzt. Die Rate der korrekten Beurteilung beim Beurteilen des Schraubenlösens kann verbessert werden.
Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 misst die erste Einsatzposition und die zweite Einsatzposition für jede Schraube 14 und jedes Werkstück 15. Dadurch ist ein gemeinsamer Wert, der den zulässigen Fehler der Schraube 14 und die individuellen Unterschiede der Werkstücke 15 berücksichtigen, nicht erforderlich, vorgesehen zu werden. Mit anderen Worten, die Operation selbst zum Datenmessen zum Einstellen eines gemeinsamen Referenzwertes ist nicht länger erforderlich. Dadurch können Arbeitsbelastung und Arbeitszeit, die für die Beurteilung des Schraubenlösens erforderlich sind, reduziert werden.
Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 misst die Position des Einsatzes 27 als relative Position zwischen dem Saugrohr 28 und dem Einsatz 27. Die Endoberfläche 70 auf der unteren Endseite des Saugrohrs 28 kommt mit der Setzoberfläche 67 beim Erhalt einer Schraube in Kontakt. Zudem kommt die Endoberfläche 70 mit der Werkstückoberfläche 74 beim Schraubenbefestigungsabschluss in Kontakt. Dadurch kann als ein Ergebnis der gemessenen relativen Position des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 die relativen Positionen des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der Werkstückoberfläche 74 indirekt gemessen werden.
In diesem Fall kann, wenn ein neuer Mechanismus zum Messen der relativen Positionen des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der Werkstückoberfläche 74 hinzugefügt wird, der Aufbau kompliziert werden. Zudem kann der neue Mechanismus den Erhalt und das Befestigen der Schraube 14 stören. Dadurch wird in dem Fall einer Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 vom Typ einer Luftansaugung die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich des Saugrohrs 28 unter Verwendung des bereits bestehenden Saugrohrs 28 gemessen. Dadurch werden die relativen Positionen des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der Werkstückoberfläche 74 indirekt gemessen. Dadurch kann die Position des Einsatzes 74 ohne dass der Aufbau kompliziert wird und ohne dass dieser das Erhalten und Befestigen der Schraube 14 stört, gemessen werden.
Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 beurteilt, ob das Schraubenlösen durch Messen der relativen Position des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der relativen Position des Einsatzes 27 bezüglich der Werkstückoberfläche 74 aufgetreten ist oder nicht. Nachstehend kann in dem Fall einer Vorrichtung mit einer herkömmlichen Konfiguration, in der das Schraubenlösen beispielsweise unter Verwendung der Dimension des Einsatzes 27 als Referenzwert beurteilt wird, wenn der Eingriff zwischen dem Einsatz 27 und der Schraube 14 wiederholt wird und die Spitze des Einsatzes 27 verschlissen ist, der Referenzwert selbst ungenau wären. Andererseits misst die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 die erste Einsatzposition, die als Referenzwert beim Erhalt einer Schraube dient, und anschließend misst sie die zweite Einsatzposition als Vergleichswert beim Schraubenbefestigungsabschluss, der unmittelbar danach folgt. Zudem kann ein übermäßiger Verschleiß des Einsatzes 27 nicht während der kurzen Periode zwischen dem Messen der ersten Einsatzposition und dem Messen der zweiten Einsatzposition auftreten. Dadurch wird, selbst bei einem Fall, bei dem der Einsatz 27 über eine lange Periode durch wiederholtes Befestigen der Schraube 14 verschlissen wird, der Referenzwert nicht ungenau. Somit kann das Schraubenlösen korrekt beurteilt werden. Dies gilt analog für einen Fall, in dem das Saugrohr 28 wiederholt mit der Setzoberfläche 67 oder der Werkstückoberfläche 64 in Kontakt kommt und verschlissen wird. Mit anderen Worten, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 10 ist, selbst wenn der Einsatz 27 oder das Saugrohr 28 verschlissen wird, in der Lage, ein genaues Beurteilen des Schraubenlösens durchzuführen ohne dass eine Operation irgendeiner Art, die vom Zustand des Verschleißes abhängt, erforderlich ist.
Das Schraubenlösebeurteilungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit besonderem Augenmerk auf dem Zustand, bei dem die Schraube 14 gesetzt wird, dass beim Schraubenerhalt und beim Schraubenbefestigungsabschluss aufgetreten ist, in den Reihen der Prozesse zum Erhalt der Schraube 14 von der Schraubenzufuhrvorrichtung 13 und dem Befestigen der Schraube 14 auf dem Werkstück 15 erreicht. Mit anderen Worten, die Beurteilung wird durchgeführt, dass das Schraubenlösen nicht aufgetreten ist, wenn der Zustand, in dem Schraube 14 gesetzt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs beim Schraubenbefestigungsabschluss nachgebildet wird. Die Beurteilung wird durchgeführt, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist, wenn der Zustand, in dem die Schraube 14 gesetzt wird, nicht nachgebildet wird. Dadurch wird der Referenzwert zum Beurteilen des Schraubenlösens nicht auf den zulässigen Fehler der Schraube 14, der individuellen Unterschiede des Werkstücks 15 und dergleichen begrenzt. Die Rate der Korrekturbeurteilung beim Beurteilen des Schraubenlösens kann verbessert werden. Zudem kann die Arbeitsbelastung und die Operationszeit, die zum Beurteilen des Schraubenlösens erforderlich sind, reduziert werden.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform begrenzt. Abwandlungen oder Erweiterungen können wie folgt durchgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform wird der Abstand der Flanschsektion 41 durch den Fühler 40 gemessen, der in physischen Kontakt mit der Flanschsektion 41 steht. Allerdings ist eine Konfiguration möglich, in der der Abstand der Flanschsektion 41 ohne Kontakt durch einen optischen Sensor, wie z.B. einem sogenannten Laserabstandsmesser, gemessen wird. Zudem sind die Form- und die Befestigungsposition der Flanschsektion 41 nicht auf jene begrenzt, die gemäß der Ausführungsform angegeben sind. Darüber hinaus ist eine Konfiguration möglich, in der die Flanschsektion 41 nicht vorgesehen ist. In diesem Fall wird der Abstand der Setzoberfläche 67 oder der Werkstückoberfläche 74 direkt gemessen. Mit anderen Worten, die Einsatzpositionsmesssektion 29 der vorliegenden Erfindung kann irgendeine Konfiguration aufweisen, solange sie in der Lage ist, direkt oder indirekt die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der Werkstückoberfläche 74 zu messen oder zu schätzen.
Gemäß der Ausführungsform wird die Schraube 14 durch eine sogenannte Luftansaugung gehalten. Allerdings sind andere Konfigurationen möglich, wie z.B. eine magnetische Anbringung, in der die Schraube 14 durch eine magnetische Einrichtung gehalten wird, oder einer mechanischen Anbringung, in der die Schraube 14 gegriffen wird. In diesem Fall ist die Position des Einsatzes 27 erforderlich, um unter Verwendung eines Messkopfs gemessen zu werden. Der Messkopf ist zum Identifizieren der Positionsbeziehung mit der Setzoberfläche 67 oder der Werkstückoberfläche 74 vorgesehen, wenn die Schraube 14 erhalten oder befestigt wird. Der Schraubenkopf kommt mit der Setzoberfläche 67 beim Erhalt einer Schraube in Kontakt. Zudem kommt der Messkopf mit der Werkstückoberfläche 74 beim Schraubenbefestigungsabschluss in Kontakt. Dadurch kann als ein Ergebnis der gemessenen relativen Position zwischen dem Messkopf und dem Einsatz 27 die relative Position des Einsatzes 27 bezüglich der Setzoberfläche 67 und der Werkstückoberfläche 74 gemessen werden ohne dass der Aufbau kompliziert wird oder das Erhalten oder Befestigen der Schraube 14 gestört wird.

Claims

Schraubenbefestigungsvorrichtung, aufweisend: einen Einsatz (27), der mit einer Schraube (14) in Eingriff bringbar ist, wobei die Schraube aus einer Schraubenzufuhrvorrichtung (13) erhalten werden kann und die erhaltene Schraube auf ein Werkstück (15) geschraubt werden kann, wobei die Schraube (14) eine Axialrichtung aufweist, und wobei das Werkstück (15) eine Werkstückoberfläche (67) aufweist; eine Einsatzantriebssektion (25), welche den Einsatz derart antreibt, dass der Einsatz (27) mit der Schraube eingreift und die Schraube (14) derart gedreht wird, dass diese in Axialrichtung vordringt oder sich zurückbewegt, wobei die Schraubenzufuhrvorrichtung (13) eine Setzoberfläche (67) aufweist; eine erste Antriebssektion (50 (S1)), die die Einsatzantriebssektion (25) derart ansteuert, dass von der Schraubenzufuhrvorrichtung (13) ein Schraubenerhaltzustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn der Einsatz (17) mit der Schraube (14) in Eingriff gebracht wurde und der Einsatz (17) die Schraube (14) gegen die Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) gedrückt wurde, um die Schraube (14) in dem Schraubenerhaltzustand zu erhalten; eine erste Einsatzpositionsmesssektion (50 (S1)), die als eine erste Einsatzposition eine Position (H3) des Einsatzes misst, welche relativ zu einer Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) in dem Schraubenerhaltzustand ist, , eine zweite Antriebssektion (50 (S2)), die die Einsatzantriebssektion (25) derart ansteuert, dass ein Schraubenbefestigungsabschlusszustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn das Befestigen der Schraube (14) in ein Loch des Werkstücks (15) durch den Einsatz (27) abgeschlossen wurde, der durch die Einsatzantriebssektion (25) angetriebenen wird, wobei der Einsatz (27) in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand immer noch mit der Schraube (14) in Eingriff steht; eine zweite Einsatzpositionsmesssektion (50 (S6), die eine Position (H4) des Einsatzes (27), die relativ zu der Werkstückoberfläche (74) des Werkstücks (15) ist, als eine zweite Einsatzposition in dem zweiten Schraubenbefestigungsabschlusszustand misst; und eine Schraubenlösbeurteilungssektion (50 (S7, S8, S9)), die basierend auf einem Vergleich eines Unterschieds (H3-H4), der zwischen den ersten und den zweiten Einsatzpositionen (H3, H4) vorgesehen ist, mit einem im Voraus für den Unterschied eingestellten zulässigen Bereich beurteilt, dass ein Lösen der Schraube in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand aufgetreten ist oder nicht.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, die eine Speichersektion (54) (S3)) aufweist, welche darin temporär Informationen speichert, die die erste Einsatzposition (H3) anzeigt bis die zweite Einsatzposition (H4) durch die zweite Einsatzpositionsmesssektion (50 (S6)) gemessen wird.
Schraubenfestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, die einen Messkopf (28) aufweist, welcher relativ zu dem Einsatz (27) in axialer Richtung bewegbar angebracht ist, der mit der Setzoberfläche (67) in dem Schraubenerhaltzustand in Kontakt steht und der mit der Werkstoffoberfläche (74) in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand in Kontakt steht, wobei die die ersten und zweiten Einsatzpositionsmesssektionen (50 (S2, S6)) konfiguriert sind, um jeweils die erste Einsatzposition und die zweite Einsatzposition als Positionsbeträge des Einsatzes (27) zu messen, welche sich relativ zum Messkopf (28) in Axialrichtung verändern.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Messkopf (28) ein Saugrohr (28) ist, das die Schraube (14) ansaugt, wenn die Schraube (14) aus der Schraubezufuhrvorrichtung (13) erhalten wird; und das Saugrohr (28) ist so angeordnet, dass es dadurch den Einsatz (27) derart aufnimmt, dass das Saugrohr (28) relativ zum Einsatz (27) bewegbar ist und mit einer Endoberfläche (70) mit einer Öffnung vorgesehen ist, durch welche die Schraube (14) angesaugt wird, wobei die Endoberfläche (70) sowohl mit der Setzoberfläche (67) in dem Schraubenerhaltzustand als auch mit der Werkstückoberfläche (74) in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand in Kontakt steht.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, aufweisend: einen Messkopf (28), der relativ zu dem Einsatz (27) in axialer Richtung bewegbar angeordnet ist, wobei der Messkopf (28) darin den Einsatz (27) aufnimmt, wobei die ersten und zweiten Einsatzpositionsmesssektionen (50 (S2, S6)) mit einer Abtasteinrichtung (39, 40, 41) zum Abtasten einer relativen Position zwischen dem Messkopf (28) und dem Einsatz (27) in axialer Richtung vorgesehen sind, wenn der Schraubenerhaltzustand und der Schraubenbefestigungsabschlusszustand realisiert werden.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, die einen Halter (36) aufweist, der den Einsatz (27) derart hält, dass der Einsatz (27) in Axialrichtung bewegbar ist, wobei die Abtasteinrichtung (39, 40, 41) aufweist: einen Flansch (41), der an einer äußeren Oberfläche des Messkopfs fest gesichert ist, und einen Sensor (39), der ein elektrisches Signal entsprechend sowohl der ersten Einsatzposition als auch der zweiten Einsatzposition ausgibt, wobei der Sensor (39) fest an der äußeren Oberfläche des Halters (36) fixiert ist, und ein Fühler (40) mit zwei Enden, von denen eines mit dem Flansch (41) fest gesichert ist und das andere den Sensor (39) mit einer Positionsveränderung des Messkopfs (28) in Axialrichtung vorsieht.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Messkopf (28) ein Saugrohr (28) ist, das die Schraube (14) ansaugt, wenn die Schraube aus der Schraubenzufuhrvorrichtung erhalten wird, wobei das Saugrohr (28) derart konfiguriert ist, dass es sowohl für das Ansaugen der Schraube als auch für das Messen der ersten und zweiten Einsatzpositionen verwendet wird.
Schraubenbefestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Benachrichtigungseinheit (57 (S8, S9)) zum Benachrichtigen des Auftretens des Schraubenlösens aufweist, wenn die Schraubenlösebeurteilungssektion (50 (S7, S8, S9)) beurteilt, dass das Schraubenlösen aufgetreten ist.
Verfahren zum Beurteilen eines Lösens einer Schraube (14), die aus einer Schraubenzuführvorrichtung (13) erhalten wird und die auf ein Werkstück (15) geschraubt wird, wobei die Schraube (14) eine Axialrichtung aufweist, und wobei das Werkstück (15) eine Werkstückoberfläche (67) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: erstes Ansteuern der Einsatzantriebssektion (25), so dass ein Schraubenerhaltzustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn die Schraube (14) von der Schraubenzuführvorrichtung (13) erhalten wird, wobei der Einsatz (17) mit der Schraube (14) in Eingriff gebracht wurde und der Einsatz (17) die Schraube (14) gegen die Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) gedrückt wurde, um die Schraube (14) in dem Schraubenerhaltzustand zu erhalten; erstes Messen einer Position eines Einsatzes als erste Einsatzposition, die relativ zu einer Setzoberfläche (67) der Schraubenzuführvorrichtung (13) in dem Schraubenerhaltzustand ist; Speichern von Informationen, die die erste Einsatzposition anzeigen; Liefern der Schraube (14) zum Werkstück (15); Befestigen der gelieferten Schraube (14) auf dem Werkstück (15); ein zweites Ansteuern der Einsatzantriebssektion (25), so dass ein Schraubenbefestigungsabschlusszustand erzeugt wird, der vorgesehen ist, wenn das Befestigen der Schraube (14) in ein Loch des Werkstücks (15) durch den Einsatz (27) abgeschlossen wurde, der durch die Einsatzantriebssektion (25) angetriebenen wird, wobei der Einsatz (27) in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand immer noch mit der Schraube (14) in Eingriff steht; zweites Messen einer Position des Einsatzes als eine zweite Einsatzposition, die relativ zu der Werkstückoberfläche (74) des Werkstücks (15) ist, auf der ein Schraubenloch (71) vorgesehen ist, in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand; und Beurteilen, in dem Schraubenbefestigungsabschlusszustand, ob das Lösen der Schraube aufgetreten ist oder nicht, basierend auf einem Vergleich eines Unterschieds (H3-H4), der zwischen den ersten und den zweiten Einsatzpositionen (H3, H4) vorgesehen ist, mit einem im Voraus für den Unterschied eingestellten zulässigen Bereich..
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Schritt eines Benachrichtigens des Auftretens des Lösens der Schraube, wenn der Schraubenlösebeurteilungsschritt beurteilt, dass das Lösen der Schraube aufgetreten ist.
Schraubenbefestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schraubenlösbeurteilungssektion (50 (S7, S8, S9)) derart konfiguriert ist, dass diese den Unterschied (H3-H4) berechnet, und den berechneten Unterschied mit dem zulässigen Bereich vergleicht, um zu bestimmen, ob sich der berechnete Unterschied außerhalb des zulässigen Bereichs befindet, und dass diese bestimmt, dass das Lösen der Schraube aufgetreten ist, wenn der Vergleich zeigt, dass der berechnete Unterschied sich außerhalb des zulässigen Bereichs befindet.