DE102014001460A1 - Method for producing a screw connection - Google Patents

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Simon Klumpp
Matthias Reichenbach
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Roboters (10), bei welchem wenigstens zwei Schraubelemente über jeweilige Gewinde miteinander verschraubt werden, indem ein zumindest mittelbar an einer terminalen Achse (24) des Roboters (10) gehaltenes, erstes der Schraubelemente unter In-Wirkverbindung-Bringen der Gewinde relativ zu dem zweiten Schraubelement gedreht wird, wobei mittels eines der terminalen Achse (24) zugeordneten Sensors ein an der terminalen Achse (24) wirkendes Einschraubmoment erfasst wird, wobei mittels eines der terminalen Achse (24) des Roboters (10) zugeordneten und zusätzlich zum ersten Sensors vorgesehenen, zweiten Sensors das an der terminale Achse (24) wirkende Einschraubmoment überwacht wird.The invention relates to a method for producing a screw connection by means of a robot (10), in which at least two screw elements are screwed together via respective threads, by at least indirectly on a terminal axis (24) of the robot (10) held, the first of the screw below Engagement of the threads is rotated relative to the second screw, wherein by means of one of the terminal axis (24) associated with a sensor acting on the terminal axis (24) screwing moment is detected, by means of one of the terminal axis (24) of the robot (10) assigned and provided in addition to the first sensor, second sensor acting on the terminal axis (24) screwing is monitored.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Roboters gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing a screw connection by means of a robot according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Roboters ist der DE 10 2012 010 662 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren werden wenigstens zwei Schraubelemente über jeweilige Gewinde miteinander verschraubt. Hierzu wird ein zumindest mittelbar an einer terminalen Achse des Roboters gehaltenes, erstes der Schraubelemente relativ zu dem zweiten Schraubelement gedreht, wobei die Gewinde in Wirkverbindung miteinander gebracht werden. Mit anderen Worten wird beispielsweise das Gewinde des ersten Schraubelements in das Gewinde des zweiten Schraubelements eingeschraubt oder umgekehrt. Im Rahmen des Verfahrens wird mittels eines der terminalen Achse zugeordneten Sensors ein an der terminalen Achse wirkendes Einschraubmoment erfasst. Mit diesem Einschraubmoment werden die Schraubelemente beispielsweise miteinander verschraubt. Mit anderen Worten werden die Schraubelemente unter Herstellen der Schraubverbindung mit dem Einschraubmoment festgezogen beziehungsweise angezogen.Such a method for producing a screw connection by means of a robot is the DE 10 2012 010 662 A1 to be known as known. In the method, at least two screw elements are screwed together via respective threads. For this purpose, a first of the screw elements held at least indirectly on a terminal axis of the robot is rotated relative to the second screw element, the threads being brought into operative connection with one another. In other words, for example, the thread of the first screw is screwed into the thread of the second screw or vice versa. In the context of the method, a screw-in torque acting on the terminal axis is detected by means of a sensor associated with the terminal axis. With this screwing the screw, for example, screwed together. In other words, the screw elements are tightened or tightened to produce the screw with the screwing.

Bei einigen Schraubverbindungen ist das Erfassen und somit das Überwachen des Einschraubmoments mittels genau eines Sensors ausreichend. Gemäß VDI-Richtlinie 2862 jedoch ist bei Verschraubungen beziehungsweise Schraubverbindungen der Kategorie A, bei deren Versagen mittelbar oder unmittelbar Gefahr für Leib und Leben besteht, eine redundante Mess-Sensorik zur Überprüfung des Anzugsmoments beziehungsweise des Einschraubmoments notwendig. Bei solchen Verschraubungen wird das Anzugsmoment daher in der Regel durch eine Messung mit einem zweiten, externen Drehmomentsensor kontrolliert. So ist es möglich, das Einschraubmoment mittels jeweiliger Sensoren unabhängig voneinander zu erfassen. Die Verwendung von redundanten, voneinander unabhängigen Sensoren ist jedoch aufwendig.For some screw connections, the detection and thus the monitoring of the screw-in torque by means of exactly one sensor is sufficient. According to VDI Guideline 2862 However, a redundant measuring sensor system for checking the tightening torque or the screwing torque is necessary for screw connections or screw connections of category A, in the failure of which, directly or indirectly, danger to life and limb exists. In such glands, the tightening torque is therefore usually controlled by a measurement with a second, external torque sensor. It is thus possible to detect the screw-in torque independently of one another by means of respective sensors. However, the use of redundant, independent sensors is expensive.

Ferner offenbart die DE 10 2010 035 551 A1 ein Werkzeug zum Herstellen einer Schraubverbindung für einen Roboter, mit einem ersten Werkzeugteil, mit zumindest einem zweiten Werkzeugteil, mittels welchem zumindest mittelbar ein Schraubelement der Schraubverbindung drehfest aufnehmbar ist und welches relativ zu dem ersten Werkzeugteil um eine Drehachse drehbar ist, und mit einer Kupplungseinrichtung, mittels welcher das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil drehfest miteinander koppelbar sind.Further, the DE 10 2010 035 551 A1 a tool for producing a screw connection for a robot, having a first tool part, with at least one second tool part, by means of which at least indirectly a screw element of the screw is rotatably receivable and which is rotatable relative to the first tool part about an axis of rotation, and with a coupling device, by means of which the first tool part and the second tool part are rotatably coupled to one another.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem auf besonders schnelle und einfache Weise eine redundante Kontrolle von Schraubverbindungen realisierbar ist.Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned, by means of which in a particularly fast and easy way, a redundant control of screw is feasible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem auf besonders schnelle und einfache Art eine redundante Kontrolle von Schraubverbindungen möglich ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels eines der terminalen Achse des Roboters zugeordneten und zusätzlich zum ersten Sensor vorgesehenen, zweiten Sensors das an der terminalen Achse wirkende Einschraubmoment überwacht wird. Mit anderen Worten weist der Roboter, welcher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, wenigstens zwei integrierte Sensoren auf. Diese bedeutet, dass diese Sensoren in den Roboter integriert beziehungsweise Bestandteile des Roboters sind. Mittels der Sensoren ist es möglich, das an der terminalen Achse wirkende Einschraubmoment zu erfassen.In order to provide a method of the type mentioned, by means of which in a particularly fast and simple way a redundant control of screw is possible, it is provided according to the invention that by means of one of the terminal axis of the robot associated and provided in addition to the first sensor, the second sensor On the terminal axis acting screwing is monitored. In other words, the robot used in the method according to the invention has at least two integrated sensors. This means that these sensors are integrated into the robot or are components of the robot. By means of the sensors, it is possible to detect the acting on the terminal axis screwing.

Mit anderen Worten kann das Einschraubmoment sowohl mittels des ersten Sensors als auch unabhängig vom ersten Sensor mittels des zweiten Sensors erfasst werden. Bei dem Einschraubmoment handelt es sich um ein Drehmoment, welches um eine Drehachse, um welche das erste Schraubelement relativ zum zweiten Schraubelement gedreht wird, wirkt. Durch das Verwenden der voneinander unabhängigen Sensoren ist es möglich, das Einschraubmoment, das heißt das Drehmoment besonders einfach und zuverlässig zweikanalig zu erfassen und zu überwachen. Dies bedeutet, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zweikanaliger Roboter zum Herstellen der Schraubverbindung verwendet wird. Unter einem solchen zweikanaligen Roboter ist ein Roboter zu verstehen, welcher wenigstens die zwei Sensoren aufweist und es ermöglicht, das Einschraubelement redundant, das heißt mittels der zwei Sensoren zu erfassen und somit zu überwachen. Die jeweiligen Sensoren sind beispielsweise als Drehmomentsensoren ausgebildet, welche durch zwei voneinander getrennte DMS-Sensoren (DMS – Dehnungsmessstreifen) realisiert sein können. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass die DMS-Sensoren auf die gleiche Baugruppe des Roboters montiert sind und voneinander getrennte und somit voneinander unabhängige Signalleitungen aufweisen. Hierbei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein vom ersten Sensor bereitgestelltes und das mittels des ersten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes erstes Signal über eine erste der Signalleitungen und ein vom zweiten Sensor bereitgestelltes und das mittels des zweiten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes, zweites Signal über die von der ersten Signalleitung unterschiedliche und zusätzlich zur ersten Signalleitung vorgesehene, zweite Signalleitung übertragen wird.In other words, the screw-in torque can be detected both by means of the first sensor and independently of the first sensor by means of the second sensor. The screw-in torque is a torque which acts around a rotation axis about which the first screw element is rotated relative to the second screw element. By using the independent sensors, it is possible to detect and monitor the screw-in torque, that is, the torque particularly easy and reliable two-channel. This means that in the context of the method according to the invention a two-channel robot is used for producing the screw connection. Such a two-channel robot is to be understood as meaning a robot which has at least the two sensors and makes it possible to detect the screw-in element redundantly, that is to say by means of the two sensors, and thus to monitor it. The respective sensors are designed, for example, as torque sensors, which can be realized by two separate strain gauge sensors (strain gauge strain gauges). Preferably, it is provided that the strain gauge sensors are mounted on the same assembly of the robot and have separate and thus mutually independent signal lines. In this case, it is preferably provided that a first signal provided by the first sensor and detected by means of the first sensor characterizes the first signal a first of the signal lines and a second signal provided by the second sensor and characterized by the screwing-in torque characterizing second signal is transmitted via the second signal line, which is different from the first signal line and additionally provided to the first signal line.

Die Signale werden über die Signalleitungen beispielsweise an eine Auswerteeinheit übertragen, mittels welcher das Einschraubmoment und somit die Herstellung der Schraubverbindung überwacht wird. Die Signalleitungen stellen jeweilige, voneinander getrennte Kanäle dar, über welche das jeweilige Signal übertragen werden kann. Hierdurch ist die zuvor genannte Zweikanaligkeit geschaffen.The signals are transmitted via the signal lines, for example, to an evaluation unit, by means of which the screw-in torque and thus the production of the screw connection is monitored. The signal lines represent respective, separate channels, via which the respective signal can be transmitted. As a result, the aforementioned dual-channeling is created.

Mit anderen Worten ist eine zweikanalige Erfassung des Drehmoments, das heißt des Einschraubmoments, darstellbar. Hierbei ist der Roboter beispielsweise als zweikanaliger Leichtbauroboter ausgebildet, welcher eine zumindest zweikanalige Drehmoment- und Positionssensorik aufweist. Mittels einer solchen zweikanaligen Drehmomentensensorik können beispielsweise nach VDI-VDE 2862 alle Erfordernisse für eine sicherheitsrelevante Verschraubung erfüllt werden. Insbesondere weist ein solcher zweikanaliger Leichtbauroboter eine kompakte Bauweise auf, so dass eine bauraum- und kostengünstige Erfassung und Überwachung des Einschraubmoments darstellbar ist. Hierbei wird die in den Leichtbauroboter integrierte und somit ohnehin vorhandene Sensorik verwendet, um das Einschraubmoment redundant erfassen zu können. Ferner kann eine externe Steuerung beziehungsweise Regelung vermieden werden, da der vollständige Schraubprozess, das heißt die Herstellung der Schraubverbindung, durch die Steuerung beziehungsweise Regelung des Roboters erfolgen kann. Somit sind Sicherheitsverschraubungen mit allen Vorgaben durchführbar und dokumentierbar.In other words, a two-channel detection of the torque, that is, the screwing, can be displayed. In this case, the robot is designed, for example, as a two-channel lightweight robot, which has an at least two-channel torque and position sensor. By means of such a two-channel torque sensor, for example, after VDI-VDE 2862 All requirements for a safety-relevant screwing are met. In particular, such a dual-channel lightweight robot has a compact design, so that a space-saving and cost-effective detection and monitoring of the screw-in torque can be displayed. Here, the integrated into the lightweight robot and thus already existing sensors used to detect the screw-in torque redundant can. Furthermore, an external control or regulation can be avoided since the complete screwing process, that is to say the production of the screw connection, can take place by the control or regulation of the robot. Thus, safety fittings with all specifications are feasible and documented.

Unter einem zuvor genannten Leichtbauroboter (LBR) ist ein Roboter zu verstehen, der ein sehr geringes Eigengewicht und eine sehr präzise Steuerung, insbesondere Kraftsteuerung, oder Regelung, insbesondere Kraftregelung, aufweist. Bei einem solchen Leichtbauroboter handelt es sich insbesondere um einen kraftsensitiven Roboter, welche eine prozesssichere und schnelle Durchführung von Prozessen ermöglicht. Der Leichtbauroboter weist dabei integrierte Kraft- und/oder Drehmoment- und/oder Wegsensoren auf, mittels welchen eine Kraft und/oder ein Drehmoment, das an der terminalen Achse wirkt, gemessen werden kann. Mit anderen Worten können diese integrierten Sensoren verwendet werden, um das an der terminalen Achse wirkende Einschraubmoment redundant zu erfassen und somit zu überwachen. Die terminale Achse des Leichtbauroboters ist beispielsweise an wenigstens einer weiteren Achse des Roboters gehalten und relativ zur weiteren Achse um eine Drehachse drehbar. Dabei ist mittels der Sensoren ein um die Drehachse, das heißt an der terminalen Achse wirkendes Drehmoment erfassbar. Beispielsweise kann das vom ersten Sensor bereitgestellte Signal zum Schrauben, das heißt zum Herstellen der Schraubverbindung, und das vom zweiten Sensor bereitgestellte Signal zur Überwachung des Schraubvorgangs genutzt werden.Under a previously mentioned lightweight robot (LBR) is a robot to understand, which has a very low weight and a very precise control, in particular force control or regulation, in particular force control. In particular, such a lightweight robot is a force-sensitive robot, which enables a process-reliable and rapid implementation of processes. The lightweight robot has integrated force and / or torque and / or displacement sensors, by means of which a force and / or a torque acting on the terminal axis can be measured. In other words, these integrated sensors can be used to redundantly detect and thus monitor the screwing torque acting on the terminal axis. The terminal axis of the lightweight robot is held, for example, on at least one further axis of the robot and rotatable relative to the further axis about an axis of rotation. In this case, by means of the sensors around the axis of rotation, that is acting on the terminal axis torque can be detected. For example, the signal provided by the first sensor for screwing, that is to say for producing the screw connection, and the signal provided by the second sensor can be used to monitor the screwing operation.

In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein an der terminalen Achse des Roboters gehaltenes Schraubwerkzeug, insbesondere ein Druckluftschrauber, verwendet wird, mittels welchem das erste Schraubelement um eine Drehachse gedreht wird. Insbesondere wird das erste Schraubelement um mehr als 360 Grad gedreht. Hierbei ist es also vorgesehen, dass die letzte Achse des Roboters mit einem Druckluftschrauber als Endeffektor des Roboters kombiniert wird, um eine Drehung des ersten Schraubelements um mehr als 360 Grad zu realisieren. Die terminale Achse des Roboters ist hierbei beispielsweise als nicht unendlich drehende Achse ausgebildet, welche nicht um mehr als 360 Grad gedreht werden kann. Eine Drehung des ersten Schraubelements um mehr als 360 Grad kann durch das Schraubwerkzeug realisiert werden. Bei Verwendung des Schraubwerkzeugs können die genannten, integrierten Sensoren des Roboters, insbesondere des Leichtbauroboters, genutzt werden, um das Einschraubmoment zu erfassen und zu überwachen.In a further embodiment it is provided that a screwing tool held on the terminal axis of the robot, in particular a pneumatic screwdriver, is used, by means of which the first screwing element is rotated about an axis of rotation. In particular, the first screw is rotated more than 360 degrees. In this case, it is provided that the last axis of the robot is combined with a pneumatic screwdriver as the end effector of the robot to realize a rotation of the first screw by more than 360 degrees. The terminal axis of the robot is formed here, for example, as a non-infinite rotating axis, which can not be rotated more than 360 degrees. A rotation of the first screw by more than 360 degrees can be realized by the screwing. When using the screwing tool, the said integrated sensors of the robot, in particular of the lightweight robot, can be used to detect and monitor the screwing-in torque.

Durch die Verwendung eines solchen Schraubwerkzeugs kann eine besonders einfache Auswechselbarkeit realisiert werden, da das Schraubwerkzeug auf besonders einfache Weise mit der terminalen Achse gekoppelt und von dieser gelöst werden kann. Hierzu ist beispielsweise eine Wechselkupplung vorgesehen, über welche das Schraubwerkzeug mit der terminalen Achse drehfest koppelbar ist.By using such a screwing a particularly simple interchangeability can be realized because the screwing can be coupled in a particularly simple manner with the terminal axis and released from this. For this purpose, for example, an exchange coupling is provided, via which the screwing tool with the terminal axis is rotatably coupled.

Alternativ dazu ist es möglich, dass die terminale Achse des Roboters als eine unendlich drehende, terminale Achse ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass sich die terminale Achse des Roboters um mehr als 360 Grad drehen kann, so dass dadurch die Verschraubung auf einfache und schnelle Weise erfolgen kann.Alternatively, it is possible that the terminal axis of the robot is formed as an infinite rotating, terminal axis. This means that the terminal axis of the robot can rotate more than 360 degrees, so that the screwing can be done in a simple and fast way.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zur Überwachung des Einschraubmoments beziehungsweise als Referenz für das Einschraubmoment ein elektrischer Strom verwendet wird, mit welchem ein Elektromotor des Roboters versorgt wird. Mit anderen Worten kann das Einschraubmoment anhand eines elektrischen Stroms erfasst beziehungsweise überwacht werden, wobei ein Elektromotor, mittels welchem die terminale Achse beziehungsweise das Schraubelement bewegt wird, mit dem genannten elektrischen Strom versorgt wird. Das an der terminalen Achse wirkende Drehmoment wird somit nicht direkt mittels eines Drehmomentsensors erfasst, sondern über den Motorstrom ermittelt, das heißt berechnet. Auch hierdurch ist es möglich, zusätzlich und bezogen auf den Roboter externe Sensoren zu vermeiden und eine besonders kompakte, redundante Erfassung und Überwachung des Einschraubmoments zu realisieren.As further advantageous, it has been shown, when an electric current is used to monitor the screw-in or as a reference for the screwing, with which an electric motor of the robot is supplied. In other words, the screwing can be detected or monitored by means of an electric current, wherein an electric motor, by means of which the terminal axis or the screw is moved, is supplied with said electric current. The torque acting on the terminal axis is thus not detected directly by means of a torque sensor, but determined by the motor current, that is calculated. This also makes it possible to additionally and in relation to the robot to avoid external sensors and to realize a particularly compact, redundant detection and monitoring of the screwing.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in der einzigen Figur eine schematische Seitenansicht auf einen Roboter zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen einer Schraubverbindung, bei welchem ein an einer terminalen Achse wirkendes Einschraubmoment redundant mittels zweier integrierter Sensoren des Roboters erfasst und überwacht wird.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing; this shows in the single figure a schematic side view of a robot for carrying out a method for producing a screw connection, in which a force acting on a terminal axis screw-in torque is detected and monitored redundantly by means of two integrated sensors of the robot.

Die Figur zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Roboter, welcher als Leichtbauroboter (LBR) ausgebildet ist. Der Leichtbauroboter (Roboter 10) umfasst insgesamt sieben Achsen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, die über entsprechende Gelenke 26, 27, 28, 30, 32, 34 gekoppelt sind. Die Achse 24 ist dabei eine sogenannte terminale Achse des Roboters, welche auch als „letzte Achse” oder als „Handachse” bezeichnet wird. Die terminale Achse 24 trägt einen Endeffektor in Form eines Schraubwerkzeugs 36 zum Herstellen von Schraubverbindungen. Bei dem Schraubwerkzeug 36 handelt es sich beispielsweise um einen Druckluftschrauber, welcher an der terminalen Achse 24 gehalten ist.The figure shows a schematic side view of a whole 10 designated robot, which is designed as a lightweight robot (LBR). The lightweight robot (robot 10 ) comprises a total of seven axes 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 that have appropriate joints 26 . 27 . 28 . 30 . 32 . 34 are coupled. The axis 24 is a so-called terminal axis of the robot, which is also referred to as "last axis" or as "hand axis". The terminal axis 24 carries an end effector in the form of a screwing tool 36 for making screw connections. In the screwing tool 36 it is, for example, a pneumatic screwdriver, which at the terminal axis 24 is held.

Jeder der Achsen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 ist wenigstens ein Sensor in Form eines Drehmomentsensors des Roboters 10 zugeordnet. Mit anderen Worten weist der Roboter 10 eine Mehrzahl von integrierten Drehmomentsensoren auf, mittels welchen jeweilige, an den Achsen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 wirkende Drehmomente erfassbar sind. Zumindest der terminalen Achse 24 ist wenigstens ein zweiter Sensor in Form eines zweiten Drehmomentsensors zugeordnet. Mittels des der terminalen Achse 24 zugeordneten, ersten Sensors des Roboters 10 ist somit ein an der terminalen Achse 24 wirkendes Drehmoment erfassbar. Das Drehmoment ist unabhängig vom ersten Sensor auch mittels des der terminalen Achse 24 zugeordneten, zweiten Sensors des Roboters 10 erfassbar, wobei es sich bei den beiden Sensoren um in den Roboter 10 integrierte Sensoren, das heißt um Sensoren des Roboters 10 und nicht etwa um externe Sensoren handelt.Each of the axles 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 is at least one sensor in the form of a torque sensor of the robot 10 assigned. In other words, the robot points 10 a plurality of integrated torque sensors by means of which, respectively, on the axles 12 . 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 acting torques are detected. At least the terminal axis 24 At least one second sensor in the form of a second torque sensor is assigned. By means of the terminal axis 24 associated, first sensor of the robot 10 is thus one at the terminal axis 24 acting torque detectable. The torque is independent of the first sensor also by means of the terminal axis 24 associated, second sensor of the robot 10 detectable, wherein it is in the two sensors in the robot 10 integrated sensors, that is to say sensors of the robot 10 and not about external sensors.

Mittels des Roboters 10 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung durchführbar, wobei bei dem Verfahren wenigstens zwei Schraubelemente über jeweilige Gewinde miteinander verschraubt werden, indem ein über das Schraubwerkzeug 36 an der terminalen Achse 24 des Roboters 10 gehaltenes, erstes der Schraubelemente unter In-Wirkverbindung-Bringen der Gewinde relativ zu dem zweiten Schraubelement gedreht wird. Dabei wird mittels des der terminalen Achse 24 zugeordneten, integrierten ersten Sensors ein an der terminalen Achse 24 wirkendes Einschraubmoment als Drehmoment erfasst. Ferner wird das an der terminalen Achse 24 wirkende Einschraubmoment auch mittels des der terminalen Achse 24 zugeordneten, integrierten zweiten Sensors erfasst und dadurch überwacht. Dies bedeutet, dass beim Herstellen der Schraubverbindung beide der terminalen Achse 24 zugeordneten Drehmomentsensoren des Roboters 10 genutzt werden, um das Einschraubmoment und somit das Herstellen der Schraubverbindung zu überwachen.By means of the robot 10 a method for producing a screw connection can be carried out, wherein in the method at least two screw elements are screwed together via respective threads by an over the screwing 36 at the terminal axis 24 of the robot 10 held, first of the screw elements under engagement of the threaded connection is rotated relative to the second screw. It is by means of the terminal axis 24 associated, integrated first sensor on the terminal axis 24 acting screwing torque detected as torque. Furthermore, this will be on the terminal axis 24 acting screwing also by means of the terminal axis 24 assigned, integrated second sensor detected and thereby monitored. This means that when making the screw both of the terminal axis 24 associated torque sensors of the robot 10 be used to monitor the screwing and thus making the screw.

Der Roboter 10 ist somit als zweikanaliger Leichtbauroboter ausgebildet. Mit anderen Worten ist bei dem Roboter 10 eine Zweikanaligkeit vorgesehen. Hierbei wird ein vom ersten Sensor bereitgestelltes und das mittels des ersten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes, erstes Signal über eine erste Signalleitung und ein vom zweiten Sensor bereitgestelltes und das mittels des zweiten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes, zweites Signal über eine zusätzlich zur ersten Signalleitung vorgesehene, zweite Signalleitung beispielsweise an eine Auswerteeinheit übertragen. Die Signalleitungen stellen dabei jeweilige Kanäle dar, über welche die Signale übertragen werden können. Hierdurch kann das Einschraubmoment redundant erfasst werden, so dass eine redundante Überwachung des Schraubvorgangs darstellbar ist. Durch die Verwendung des Schraubwerkzeugs 36 ist es auf einfache Weise möglich, beispielsweise Schrauben zeitgünstig in eine korrespondierende Schrauböffnung einzudrehen und kontrolliert auf Endanzug zu bringen. Das Schraubwerkzeug 36 kann zum Anzug durch den Roboter 10, insbesondere durch die terminale Achse 24, blockiert werden, damit ein Verdrehen des Schraubwerkzeugs 36 vermieden werden kann.The robot 10 is thus designed as a two-channel lightweight robot. In other words, with the robot 10 a dual-channel provided. Here, a first signal provided by the first sensor and detected by the first sensor Einschraubmoment characterizing, the first signal via a first signal line and a second sensor provided by the second sensor and characterized by the second sensor characterizing second signal via a second signal provided in addition to the first signal line Signal line, for example, transmitted to an evaluation. The signal lines represent respective channels through which the signals can be transmitted. As a result, the screw-in torque can be detected redundantly, so that a redundant monitoring of the screwing is represented. By using the screwdriver 36 It is possible in a simple manner, for example screw in screws timely in a corresponding screw hole and controlled to bring to final suit. The screwing tool 36 can to suit by the robot 10 , in particular by the terminal axis 24 , be blocked, thus twisting the screwing tool 36 can be avoided.

Durch diese redundante Überwachung des Einschraubmoments ist es insbesondere möglich, mittels des Roboters 10 Schraubverbindungen nach VDI-VDE 2862 auszubilden und somit Sicherheitsverschraubungen auf einfache und sichere Weise herzustellen.This redundant monitoring of the screw-in torque makes it possible in particular by means of the robot 10 Screw connections after VDI-VDE 2862 train and thus produce safety fittings in a simple and secure way.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012010662 A1 [0002] DE 102012010662 A1 [0002]
  • DE 102010035551 A1 [0004] DE 102010035551 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • VDI-Richtlinie 2862 [0003] VDI Guideline 2862 [0003]
  • VDI-VDE 2862 [0010] VDI-VDE 2862 [0010]
  • VDI-VDE 2862 [0021] VDI-VDE 2862 [0021]

Claims (5)

Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Roboters (10), bei welchem wenigstens zwei Schraubelemente über jeweilige Gewinde miteinander verschraubt werden, indem ein zumindest mittelbar an einer terminalen Achse (24) des Roboters (10) gehaltenes, erstes der Schraubelemente unter In-Wirkverbindung-Bringen der Gewinde relativ zu dem zweiten Schraubelement gedreht wird, wobei mittels eines der terminalen Achse (24) zugeordneten Sensors ein an der terminalen Achse (24) wirkendes Einschraubmoment erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines der terminalen Achse (24) des Roboters (10) zugeordneten und zusätzlich zum ersten Sensors vorgesehenen, zweiten Sensors das an der terminale Achse (24) wirkende Einschraubmoment überwacht wird.Method for producing a screw connection by means of a robot ( 10 ), in which at least two screw elements are screwed together via respective threads by at least indirectly on a terminal axis ( 24 ) of the robot ( 10 ), the first of the screw members is rotated while engaging the threads relative to the second screw member, by means of one of the terminal axis (Fig. 24 ) associated sensor on the terminal axis ( 24 ) acting screwing moment is detected, characterized in that by means of one of the terminal axis ( 24 ) of the robot ( 10 ) and in addition to the first sensor provided, the second sensor on the terminal axis ( 24 ) acting screwing is monitored. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als der erste Sensor ein in den Roboter (10) integrierter erster Drehmomentsensor und/oder der als der zweite Sensor ein in den Roboter (10) integrierter zweiter Drehmomentsensor verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that as the first sensor a in the robot ( 10 ) integrated first torque sensor and / or than the second sensor in the robot ( 10 ) integrated second torque sensor is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom ersten Sensor bereitgestelltes und das mittels des ersten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes, erstes Signal über eine erste Signalleitung und ein vom zweiten Sensor bereitgestelltes und das mittels des zweiten Sensors erfasste Einschraubmoment charakterisierendes, zweites Signal über eine zusätzlich zur ersten Signalleitung vorgesehene, zweite Signalleitung an eine Auswerteeinheit übertragen wird.Method according to one of Claims 1 or 2, characterized in that a first signal, characterized by the first sensor and characterized by the first sensor, characterizes a first signal via a first signal line and a screw-in torque provided by the second sensor and characterized by the second sensor, second signal via a second signal line provided in addition to the first signal line is transmitted to an evaluation unit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren an derselben Baugruppe des Roboters (10) montiert sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors on the same assembly of the robot ( 10 ) are mounted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der terminalen Achse (24) des Roboters (10) gehaltenes Schraubwerkzeug (36), insbesondere ein Druckluftschraubwerkzeug, verwendet wird, mittels welchem das erste Schraubelement um eine Drehachse gedreht, insbesondere um mehr als 360 Grad gedreht, wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that one on the terminal axis ( 24 ) of the robot ( 10 ) held screwing tool ( 36 ), in particular a Druckluftschraubwerkzeug, is used, by means of which the first screw is rotated about an axis of rotation, in particular rotated by more than 360 degrees, is.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110039563A (en) * 2019-04-24 2019-07-23 北京轩宇智能科技有限公司 A kind of arm end tool
DE102018129554A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Device for the automated production of screw connections
DE102019114421B3 (en) 2019-05-29 2020-07-09 HELLA GmbH & Co. KGaA Screwing device with protective device for use in a collaborative workplace
DE102021110411A1 (en) 2021-04-23 2022-10-27 HELLA GmbH & Co. KGaA Process for producing a screw connection

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010035551A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Daimler Ag Tool for producing screw connection for robot for series manufacture of motor cars, has screw element rotated around rotational axle relative to tool part, where tool part and another tool part are coupled together by coupling device
DE102012010662A1 (en) 2012-05-31 2012-12-13 Daimler Ag Method for producing screw connection by robot, involves screwing one component with another component in operative connection by thread, and holding former component in manipulator arranged in terminal axle of robot

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010035551A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Daimler Ag Tool for producing screw connection for robot for series manufacture of motor cars, has screw element rotated around rotational axle relative to tool part, where tool part and another tool part are coupled together by coupling device
DE102012010662A1 (en) 2012-05-31 2012-12-13 Daimler Ag Method for producing screw connection by robot, involves screwing one component with another component in operative connection by thread, and holding former component in manipulator arranged in terminal axle of robot

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VDI-Richtlinie 2862
VDI-VDE 2862

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018129554A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Device for the automated production of screw connections
WO2019238883A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 Hella Gmbh & Co Kgaa Device for the automatic manufacture of screw connections by means of a screw
DE102018129555A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Device for the automated production of screw connections
DE102018129533A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Device for the automated production of screw connections by means of a screw
US11524373B2 (en) 2018-06-14 2022-12-13 Hella Gmbh & Co Kgaa Device for the automatic manufacture of screw connections by means of a screw
CN110039563A (en) * 2019-04-24 2019-07-23 北京轩宇智能科技有限公司 A kind of arm end tool
CN110039563B (en) * 2019-04-24 2022-02-08 北京轩宇智能科技有限公司 End tool of manipulator
DE102019114421B3 (en) 2019-05-29 2020-07-09 HELLA GmbH & Co. KGaA Screwing device with protective device for use in a collaborative workplace
DE102021110411A1 (en) 2021-04-23 2022-10-27 HELLA GmbH & Co. KGaA Process for producing a screw connection

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