DE102015205259B4

DE102015205259B4 - Method and system for aligning components

Info

Publication number: DE102015205259B4
Application number: DE102015205259.1A
Authority: DE
Inventors: Otmar Honsberg; Christina Heckl; Jürgen Proske; Maximilian Burkhard
Original assignee: KUKA Systems GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: DE102015205259A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch, wobei ein Greifdorn zur Anwendung kommt, auf den die Bauteile in einem ersten Schritt aufgefädelt werden. Anschließend werden die aufgefädelten Bauteile mittels des Greifdorns zu einem Bürstenmittel geführt, so dass die aufgefädelten Bauteile in Kontakt mit Borsten des Bürstenmittels sind.The invention relates to a method for aligning components with through-hole, wherein a gripping mandrel is used, to which the components are threaded in a first step. Subsequently, the threaded components are guided by means of the gripping mandrel to a brush means, so that the threaded components are in contact with bristles of the brush means.

Description

Gebiete ErfindungAreas of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch, insbesondere von kleinteiligen Stückgütern, und ein entsprechendes System zum Ausrichten von Bauteilen, sowie einen Greifdorn.The present invention relates to a method and a system for aligning components with through-hole, in particular small-sized piece goods, and a corresponding system for aligning components, and a gripping mandrel.

Stand der TechnikState of the art

In vielen, beispielsweise industriellen Anwendungen ist es notwendig Bauteile zu greifen und diese von einem Ort zu einem anderen zu bewegen, wie beispielsweise von einem Lager oder Vorratsbehälter zu einer Bearbeitungsstation, und dort in einer bestimmten Ausrichtung abzugeben. Bei großen Stückzahlen oder automatisierten Verarbeitungsprozessen werden für das Greifen und Bewegen der Bauteile häufig Manipulatoren eingesetzt. Als Manipulator wird in der Robotik ein Gerät verstanden, welches die physikalische Interaktion mit der Umgebung ermöglicht, wie z.B. Industrieroboter. Industrieroboter sind nach EN ISO 8373 automatisch geführte, mit drei oder mehr frei programmierbaren Bewegungsachsen ausgerüstete Mehrzweckmanipulatoren, die entweder ortsfest oder mobil in industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Sie führen Greifer, Werkzeuge oder Werkstücke und Ähnliches.In many, for example, industrial applications, it is necessary to grip components and move them from one location to another, such as from a warehouse or storage bin to a processing station, and deliver there in a particular orientation. In large quantities or automated processing manipulators are often used for gripping and moving the components. In robotics, a manipulator is understood to be a device which enables the physical interaction with the environment, such as, for example, Industrial robots. Industrial robots are according to EN ISO 8373 automatically guided multipurpose manipulators equipped with three or more freely programmable axes of motion, which are used either stationary or mobile in industrial applications. They carry grippers, tools or workpieces and the like.

Aus der EP 1943 064 B1 ist ein Greifer vorbekannt, der als Effektor eines Roboterarms vorgesehen ist oder an Endbereichen von Linear- oder Rotationsanstrieben angebracht werden kann. Dieser vorbekannte Greifer umfasst einen Rahmen und ein daran angeordnetes Aktuatorelement, das wenigstens zwei Greiferbacken bzw. Klemmbacken aufweist, die über eine Gelenkeinheit betätigt werden können. Mit derartigen Greifern lassen sich eine Vielzahl von Bauteilen greifen, bewegen und in eine gewünschte Orientierung bringen. Es können jedoch in der Regel nicht mehrere Bauteile gleichzeitig gegriffen oder bewegt werden.From the EP 1943 064 B1 a gripper is previously known, which is provided as an effector of a robot arm or can be attached to end portions of linear or Rotationsanstrieben. This previously known gripper comprises a frame and an actuator element arranged thereon, which has at least two gripper jaws or clamping jaws which can be actuated via a hinge unit. With such grippers, a variety of components can grab, move and bring in a desired orientation. However, it is usually not possible to grasp or move several components at the same time.

Die DE 26 23 924 C2 zeigt den Einsatz von Rüttlern und Bürsten beim Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch. Hierbei soll eine Montagemaschine das Zusammenstecken von Schraubenrohlingen mit Unterlegscheiben ermöglichen. Die Unterlegscheiben werden mittels einer ebenen, in Vibration versetzbaren Transportplatte zugeführt.The DE 26 23 924 C2 shows the use of vibrators and brushes when aligning components with through hole. This is an assembly machine to allow the mating of screw blanks with washers. The washers are supplied by means of a flat, vibratable transport plate.

In vielen Anwendungen ist es wünschenswert, eine Vielzahl von Bauteilen gleichzeitig zu bewegen und diese in einer bestimmten Orientierung bzw. Ausrichtung bereitzustellen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Vielzahl von kleinteiligen Bauteilen, wie Muttern, Dichtringe, Ringrohlinge, Zahnräder, Flansche, etc. gehandhabt werden müssen.In many applications, it is desirable to move a plurality of components simultaneously and to provide them in a particular orientation. This is the case, for example, when a variety of small-scale components, such as nuts, sealing rings, ring blanks, gears, flanges, etc., must be handled.

Bei automatisierten Anlagen zur Handhabung von derartigen kleinteiligen Bauteilen werden die Bauteile bisher z.B. mittels eines Manipulators und einem Greifer einzeln aufgenommen und in eine gewünschte Position und Ausrichtung gebracht. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen die Lage und Ausrichtung eines einzelnen Bauteils mittels einer Kamera oder sonstigen Bildverarbeitungssensoriken erfasst wird, und die ermittelten Daten an eine Robotersteuerung gegeben werden, so dass ein hierfür vorgesehener Roboter das Bauteil aufnehmen und in die gewünschte Lage und Ausrichtung befördern kann. Eine weitere Alternative besteht darin, Bauteile bereits nur korrekt ausgerichtet bereitzustellen. Dies bedingt jedoch einen vorherigen Ausrichtschritt, z.B. mit einem Vibrationsförderer und einer entsprechenden Schikane.In automated systems for handling such small-scale components, the components are hitherto, e.g. picked up individually by means of a manipulator and a gripper and brought into a desired position and orientation. Methods are also known in which the position and orientation of an individual component is detected by means of a camera or other image processing sensors, and the determined data are given to a robot controller so that a robot provided for this purpose picks up the component and into the desired position and orientation can carry. Another alternative is to provide components already aligned only correctly. However, this requires a prior alignment step, e.g. with a vibratory conveyor and a corresponding chicane.

Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, dass sie entweder relativ aufwändig sind oder eine externe Energiezufuhr benötigen. Zudem verlangen die vorbekannten Greifer, dass Kräfte auf die Bauteile aufgebracht werden, was bei empfindlichen Bauteilen zu Beschädigungen führen kann. Letztendlich ist ein großer Nachteil der vorbekannten Verfahren, das immer nur lediglich ein einziges Bauteil aufgenommen werden kann, was insbesondere bei kleinteiligen Bauteilen, die in großer Menge bewegt und ausgerichtet werden müssen, nachteilig ist.All these solutions have in common that they are either relatively expensive or require an external energy supply. In addition, the previously known gripper require that forces are applied to the components, which can lead to damage to sensitive components. Ultimately, a major disadvantage of the previously known method, which can be taken only ever a single component, which is particularly disadvantageous in small-scale components that must be moved and aligned in large quantities.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zum Ausrichten von Bauteilen bereitzustellen, und zwar insbesondere für Bauteile die ein Durchgangsloch bzw. eine Durchgangsbohrung aufweisen. Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren nach Anspruch 1, einem System nach Anspruch 13 und einem Greifdorn nach Anspruch 14 gelöst.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a system for aligning components, in particular for components having a through hole or a through hole. These objects are achieved by a method according to claim 1, a system according to claim 13 and a gripping mandrel according to claim 14.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch, wie beispielsweise ringförmige Bauteile, wie Muttern, Dichtringe, Ringrohlinge, Zahnräder, Flansche, Getrieberinge, Antriebsscheiben etc. In einem ersten Schritt werden die Bauteile auf einen Greifdorn aufgefädelt, wobei vorzugsweise mehr als zwei Bauteile zur gleichen Zeit auf denselben Greifdorn aufgefädelt werden. Danach werden die aufgefädelten Bauteile mittels des Greifdorns zu einem Bürstenmittel, wie etwa einer Leistenbürste, bewegt, so dass die aufgefädelten Bauteile in Kontakt mit Borsten des Bürstenmittels kommen. Anschließend wird der Greifdorn gerüttelt bzw. vibriert, während die Bauteile in Kontakt mit den Borsten sind. Es hat sich dabei gezeigt, dass durch die Kombination von rütteln bzw. vibrieren und dem Kontakt mit den Borsten ein sehr schnelles und sicheres Ausrichten der Bauteile auf dem Greifdorn erfolgt. Das Ausrichten gelingt dabei im Wesentlichen ausschließlich durch die Wirkung der Schwerkraft in Verbindung mit der Vibration und den Borsten, so dass keine starken äußeren Kräfte auf die Bauteile wirken, wodurch auch empfindliche Bauteile gehandhabt werden können. Dies ist überraschend, da ein Rütteln des Greifdorns ohne einen Kontakt der aufgefädelten Bauteile mit den Borsten nicht den gewünschten Erfolg hat. Bei Bauteilen mit Außenkontur, wie beispielsweise Muttern, die auf den Greifdorn aufgefädelt sind, führt ein Rütteln oder Vibrieren des Greifdorns ohne die Bürstenmittel nicht zu einer Ausrichtung entlang der Außenkontur. Im Zusammenwirken mit den Borsten ist dies jedoch möglich, wobei die vorliegende Erfindung insbesondere bei Bauteilen mit Durchgangsloch wirksam ist, die keine rotationssymmetrische Außenkontur aufweisen. Generell bevorzugt sind die Bauteile ringförmig, da dies ein einfaches Auffädeln ermöglicht.The invention relates to a method for aligning components with through-hole, such as annular components, such as nuts, sealing rings, ring blanks, gears, flanges, gear rings, drive pulleys, etc. In a first step, the components are threaded onto a gripping mandrel, preferably more than two Components are threaded at the same time on the same gripping mandrel. Thereafter, the threaded components are moved by means of the gripping mandrel to a brush means, such as a strip brush, so that the threaded components come into contact with bristles of the brush means. Subsequently, the gripping mandrel is vibrated while the components are in contact with the bristles. It has been shown that by the combination of shaking or vibrating and the contact with the bristles a very fast and secure alignment of the components takes place on the gripping mandrel. Aligning succeeds essentially exclusively by the effect of gravity in conjunction with the vibration and the bristles, so that no strong external forces act on the components, which also sensitive components can be handled. This is surprising since shaking the gripping mandrel without contact of the threaded components with the bristles does not have the desired result. For components with an outer contour, such as nuts that are threaded onto the gripping mandrel, shaking or vibrating the gripping mandrel without the brush means does not lead to alignment along the outer contour. In cooperation with the bristles, however, this is possible, and the present invention is particularly effective for components with through hole, which have no rotationally symmetrical outer contour. In general, the components are preferably annular, since this allows easy threading.

Vorzugsweise wird das Rütteln bzw. Vibrieren bei einer Frequenz von 2 bis 100 Hz durchgeführt, mehr bevorzugt von 5-50 Hz und am meisten bevorzugt von 5-20 Hz. Es hat sich gezeigt, dass diese Frequenzen besonders geeignet sind und zu einem schnellen und zuverlässigen Ausrichten der Teile führen. Die Amplitude der Bewegung (d.h. der vollständige Bewegungsweg) der Spitze der Greifnadel liegt vorzugsweise bei 5 bis 30 mm, mehr bevorzugt bei 8 bis 25 mm und am meisten bevorzugt zwischen 10 und 15 mm.Preferably, the shaking is performed at a frequency of 2 to 100 Hz, more preferably 5-50 Hz, and most preferably 5-20 Hz. It has been found that these frequencies are particularly suitable and fast and efficient reliable alignment of the parts. The amplitude of movement (i.e., the full travel) of the tip of the jaw needle is preferably 5 to 30 mm, more preferably 8 to 25 mm, and most preferably 10 to 15 mm.

Vorzugsweise wird der Greifdorn von einem Manipulator geführt und insbesondere von einem mehrachsigen Gelenkarmroboter. Die Bauteile werden dem Manipulator vorzugsweise derart bereitgestellt, dass die Durchgangslöcher der Bauteile miteinander fluchten, so dass der Greifdorn mehrere Bauteile gleichzeitig auffädeln kann, indem er durch die gefluchteten Durchgangslöcher geführt wird.Preferably, the gripping mandrel is guided by a manipulator and in particular by a multi-axis articulated arm robot. The components are preferably provided to the manipulator such that the through-holes of the components are aligned with each other so that the gripping mandrel can thread several components simultaneously by passing it through the aligned through-holes.

Vorzugsweise kommt ein Manipulator zum Einsatz, der ein mehrachsiger Gelenkarmroboter ist, dessen Achsen mit Kraft- und/oder Momentensensoren versehen sind und der vorzugsweise zudem in Nachgiebigkeitsregelung betrieben wird. Die Kraft- und/oder Momentensensoren erlauben es die Bauteile besonders schonend zu handhaben und insbesondere den Auffädelvorgang sicher zu überwachen, so dass dieser abgebrochen werden kann, falls der Greifdorn nicht richtig mit den Durchgangslöchern der Bauteile ausgerichtet ist. Ein Betrieb in Nachgiebigkeitsregelung erlaubt es darüber hinaus, dass der Manipulator den Greifdorn sensitiv einfädeln kann. Dies bedeutet, dass der Greifdorn nicht exakt mit dem Zentrum des Durchgangslochs, durch welchen der Greifdorn geführt werden muss, ausgerichtet sein muss, sondern dass der Greifdorn auch vom Zentrum des Durchgangslochs versetzt angesetzt werden kann. Wenn die Spitze des Greifdorns in Kontakt mit dem Rand eines Durchgangslochs kommt, kann aufgrund der Nachgiebigkeitsregelung der Greifdorn von der Manipulatorsteuerung automatisch zur Mitte des Durchgangslochs hin ausgerichtet werden.Preferably, a manipulator is used, which is a multi-axis articulated robot whose axes are provided with force and / or torque sensors and is preferably also operated in compliance control. The force and / or moment sensors allow the components to be handled particularly gently and in particular to safely monitor the threading process so that it can be broken off if the gripping mandrel is not properly aligned with the through holes of the components. Operation in compliance control also allows the manipulator to thread the gripping pin sensitively. This means that the gripping mandrel does not have to be aligned exactly with the center of the through-hole through which the gripping mandrel has to be guided, but that the gripping mandrel can also be offset from the center of the through-hole. When the tip of the gripping mandrel comes into contact with the edge of a through-hole, due to the compliance control, the gripping mandrel can be automatically aligned by the manipulator control toward the center of the through-hole.

Vorzugsweise erfolgt das Rütteln bzw. Vibrieren des Greifdorns durch Bewegungen des Manipulators, an dem der Greifdorn angebracht ist. Das Rütteln wird also nicht durch ein externes Vibrationsmittel oder Ähnliches auf den Greifdorn übertragen, sondern der Greifdorn ist fest mit dem Manipulator verbunden und wird von diesem selbst entsprechend gerüttelt. Dies ist insbesondere in Zusammenhang mit Gelenkarmrobotern vorteilhaft, die in Nachgiebigkeitsregelung betrieben werden, da derartige Roboter eine entsprechende Rüttelfunktion bieten, so dass auf zusätzliche (z.B. externe) Vibrationsmitteln verzichtet werden kann.Preferably, the shaking or vibrating of the gripping mandrel takes place by movements of the manipulator to which the gripping mandrel is attached. The shaking is therefore not transmitted by an external vibrating means or the like on the gripping mandrel, but the gripping mandrel is firmly connected to the manipulator and is shaken accordingly by himself. This is particularly advantageous in the context of articulated arm robots operating in compliance control since such robots provide a corresponding shudder function so that additional (e.g., external) vibration means can be dispensed with.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bürstenmittel zumindest eine Leistenbürste umfassen. Leistenbürsten sind in einer großen Auswahl kommerziell erhältlich und sind kostengünstig.It is preferably provided that the brush means comprise at least one strip brush. Strip brushes are commercially available in a wide variety and are inexpensive.

Vorzugsweise ist der Greifdorn an seinem Umfang mit Einschnürungen und/oder Vorsprüngen versehen, die sich im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Greifdorns erstrecken. Die Einschnürungen und/oder Vorsprünge sind dabei vorteilhaft derart gestaltet, dass sie jeweils zwischen sich genau ein Bauteil aufnehmen können. Auf diese Weise ist es möglich, einen möglicherweise geforderten Abstand zwischen den einzelnen Bauteilen genau einzuhalten. Zudem verhindern die Einschnürungen und/oder Vorsprünge, dass aufgefädelte Bauteile vom Greifdorn rutschen, wenn dieser beispielsweise leicht schräg nach unten geführt wird.Preferably, the gripping mandrel is provided at its periphery with constrictions and / or projections which extend substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel. The constrictions and / or projections are advantageously designed such that they can each accommodate exactly one component between them. In this way, it is possible to exactly maintain a possibly required distance between the individual components. In addition, prevent the constrictions and / or projections that threaded components slip from the gripping mandrel when it is, for example, slightly obliquely down.

Vorzugsweise ist dem Greifdorn ein Spannmittel zugeordnet, mit dem aufgefädelte Bauteile fixiert werden können. Das Spannmittel hält die aufgefädelten Bauteile am Greifdorn, wenn dieser die Bauteile beispielsweise von der Aufnahmestation zum Bürstenmittel führt und nachdem die aufgefädelten Bauteile ausgerichtet wurden, um zu verhindern, dass sich diese wieder in unerwünschte Orientierungen bewegen, wenn sie von dem Bürstenmittel weggeführt werden. Zusätzlich kann der Klemmfinger auch dazu dienen, um unterschiedliche Ablageorientierung zu realisieren. Während die Bauteile in Kontakt mit den Borsten sind und der Greifdorn gerüttelt bzw. vibriert wird, müssen die Bauteile selbstverständlich lose auf dem Greifdorn aufgefädelt sein, da sie sich ansonsten nicht ausrichten können.Preferably, a gripping means is associated with the gripping mandrel, can be fixed with the threaded components. The biasing means holds the threaded components on the picking mandrel as it guides the components, for example, from the pickup station to the brushing means and after the threaded components have been aligned to prevent them from returning to undesirable orientations as they are guided away from the brushing means. In addition, the clamping finger can also serve to realize different storage orientation. Of course, while the components are in contact with the bristles and the gripping mandrel is shaken or vibrated, the components must of course be loosely threaded on the gripping mandrel, otherwise they can not align.

Vorzugsweise umfasst das Spannmittel einen Klemmfinger, der im Wesentlichen parallel zum Greifdorn verläuft und relativ zum Greifdorn beweglich angeordnet ist. Mit einem derartigen Klemmfinger können mit einer einzigen Bewegung des Fingers alle aufgefädelten Bauteile auf dem Greifdorn fixiert werden.Preferably, the clamping means comprises a clamping finger which extends substantially parallel to the gripping mandrel and relative to the gripping mandrel is movably arranged. With such a clamping finger all threaded components can be fixed on the gripping mandrel with a single movement of the finger.

Die Erfindung betrifft auch ein System zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch, welches einen Manipulator mit Greifdorn umfasst, wobei der Greifdorn eingerichtet ist, um die Bauteile auffädeln zu können. Weiter umfasst das System eine Manipulatorsteuerung und eine Ausrichtstation umfassend ein Bürstenmittel, wie oben beschrieben, wobei die Manipulatorsteuerung eingerichtet ist, um den Greifdorn zur Ausrichtstation zu führen, so dass aufgefädelte Bauteile in Kontakt mit den Borsten des Bürstenmittels kommen, und um den Greifdorn zu rütteln bzw. zu vibrieren, während die Bauteile in Kontakt mit den Borsten sind. Mit einem derartigen System kann eine große Anzahl von Bauteilen in einer gegebenen Zeiteinheit aufgefädelt, ausgerichtet und weiterbewegt werden, z.B. zu einer nachfolgenden Bearbeitungsstation, an der die Bauteile in einer bestimmten Ausrichtung benötigt werden. Da das Rütteln des Greifdorns durch den Manipulator bzw. die Manipulatorsteuerung selbst durchgeführt wird, werden keine zusätzlichen Vibrationserzeuger benötigt.The invention also relates to a system for aligning components with a through hole, which comprises a manipulator with a gripping mandrel, wherein the gripping mandrel is set up in order to be able to thread the components. Further, the system includes a manipulator controller and an alignment station comprising a brush means as described above, wherein the manipulator controller is arranged to guide the gripper pin to the alignment station so that threaded components come into contact with the bristles of the brush means and to shake the gripper mandrel or to vibrate while the components are in contact with the bristles. With such a system, a large number of components can be threaded, aligned and advanced in a given unit of time, e.g. to a subsequent processing station where the components are needed in a particular orientation. Since the jigging of the gripping mandrel is performed by the manipulator or manipulator control itself, no additional vibration generators are needed.

Vorzugsweise weist auch beim System der Greifdorn an seinem Umfang Einschnürungen und/oder Vorsprünge auf, die sich im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Greifdorns erstrecken. Mit derartigen Einschnürungen und/oder Vorsprüngen kann ein unbeabsichtigtes Herunterfallen von aufgefädelten Bauteilen vom Greifdorn vermieden werden und Bauteile können z.B. in einem vorgegebenen Abstand am Greifdorn geführt werden.Preferably, in the system of the gripping mandrel on its circumference constrictions and / or projections which extend substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel. With such constrictions and / or protrusions, unintentional dropping of threaded components from the gripping mandrel can be avoided and components can e.g. be guided at a predetermined distance on the gripping mandrel.

Vorzugsweise ist die Manipulatorsteuerung eingerichtet, um den Greifdorn mittels des Manipulators mit einer Frequenz von 2 bis 100 Hz zu vibrieren bzw. zu rütteln, mehr bevorzugt von 5-50 Hz und am meisten bevorzugt von 5-20 Hz ..Preferably, the manipulator control is arranged to vibrate the gripping mandrel by means of the manipulator at a frequency of 2 to 100 Hz, more preferably from 5 to 50 Hz, and most preferably from 5 to 20 Hz.

Die Erfindung betrifft auch einen Greifdorn zur Aufnahme von Bauteilen mit Durchgangsloch, wobei der Greifdorn an seinem Umfang mit Einschnürungen und/oder Vorsprüngen versehen ist, die sich im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Greifdorns erstrecken.The invention also relates to a gripping mandrel for receiving components with a through hole, wherein the gripping mandrel is provided at its periphery with constrictions and / or projections which extend substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

1 eine schematische Seitenansicht eines Greifdorns, der am Handflansch eines Manipulators angeordnet ist;
2 den Greifdorn von 1 in einer perspektivischen Ansicht, wie er eine Anzahl von aufgefädelten Bauteilen in Kontakt mit den Borsten eines Bürstenmittels bringt;
3 den Greifdorn von 2, wenn die aufgefädelten Bauteile ausgerichtet sind;
4 a und b schematische Seitenansichten einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifdorns; und
5 schematisch ein beispielhaftes System zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch.

In the following the invention will be described in more detail with reference to the accompanying figures. It shows:

1 a schematic side view of a gripping mandrel, which is arranged on the hand flange of a manipulator;
2 the Greifdorn of 1 in a perspective view, as it brings a number of threaded components in contact with the bristles of a brush means;
3 the Greifdorn of 2 when the threaded components are aligned;
4 a and b are schematic side views of a preferred embodiment of a gripping mandrel according to the invention; and
5 schematically an exemplary system for aligning components with through hole.

In 1 ist eine Seitenansicht eines Greifdorns 10 zum Auffädeln von Bauteilen mit Durchgangsloch in einer Seitenansicht gezeigt. Der Greifdorn 10 ist an einem Handflansch 12 eines Manipulators eingerichtet, von dem in 1 nur ein Glied 14 abgebildet ist. Dem Greifdorn 10 zugeordnet ist ein Spannmittel 16, dass über einen Klemmfinger 18 und einen Verstellmechanismus 20 verfügt. Der Klemmfinger 18 ist parallel zum Greifdorn 10 angeordnet und über den Verstellmechanismus 20 relativ zum Greifdorn 10 beweglich. Bei Aktivierung des Verstellmechanismus 20 kann der Klemmfinger 18 orthogonal zur Längsachse des Greifdorns 10 zum Greifdorn hin und wegbewegt werden. Mit dem Spannmittel 16 ist es möglich vom Greifdorn aufgefädelte Bauteile am Greifdorn 10 zu fixieren, so dass diese bei einer Bewegung des Greifdorns 10 durch den Manipulator nicht vom Greifdorn 10 abrutschen.In 1 is a side view of a picking pin 10 for threading components with through-hole shown in a side view. The Greifdorn 10 is on a hand flange 12 of a manipulator, of which in 1 only one link 14 is shown. The Greifdorn 10 assigned is a clamping device 16 that over a clamping finger 18 and an adjustment mechanism 20 features. The clamping finger 18 is parallel to the gripping mandrel 10 arranged and over the adjustment mechanism 20 relative to the gripping mandrel 10 movable. When activating the adjustment mechanism 20 can the clamping finger 18 orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel 10 to the gripping pin and are moved away. With the clamping device 16 It is possible from the gripping mandrel aufgefädelte components on the gripping mandrel 10 to fix, so that this during a movement of the Greifdorns 10 not by the manipulator from the picking pin 10 slip off.

In 2 ist eine dreidimensionale Ansicht der Elemente von 1 gezeigt. In der Abbildung von 2 ist eine Anzahl von Bauteilen 22 mit Durchgangsloch 23 auf dem Greifdorn 10 aufgefädelt. Die Bauteile 22 sind identisch und weisen eine Außenkontur auf, die nicht rotationssymmetrisch ist. Wie man aus 2 erkennen kann, sind die Bauteile 22 nicht ausgerichtet, das heißt ihre rotatorische/radiale Ausrichtung ist unterschiedlich. In 2 ist weiter ein Bürstenmittel 24 schematisch dargestellt, dass über eine Anzahl von Borsten 25 verfügt. Das Bürstenmittel 24 kann beispielsweise eine Leistenbürste sein. In der in 2 gezeigten Darstellung sind die aufgefädelten Bauteile 22 in Kontakt mit den Borsten 25 des Bürstenmittels 24. Wenn in der gezeigten Anordnung der Greifdorn 10 zur Vibration gebracht wird, richten sich die Bauteile 22 radial selbsttätig in kurzer Zeit aus. Dies wird durch den Kontakt der Bauteile 22 mit den Borsten 25 und der Vibrationsbewegung erreicht.In 2 is a three-dimensional view of the elements of 1 shown. In the picture of 2 is a number of components 22 with through hole 23 on the Greifdorn 10 threaded. The components 22 are identical and have an outer contour that is not rotationally symmetric. How to get out 2 can recognize, are the components 22 not aligned, that is their rotational / radial orientation is different. In 2 is still a brushing agent 24 shown schematically that over a number of bristles 25 features. The brush agent 24 For example, it can be a strip brush. In the in 2 shown representation are the threaded components 22 in contact with the bristles 25 of the brush agent 24 , If, in the arrangement shown, the gripping mandrel 10 to vibrate, the components are directed 22 radially automatically in a short time. This is due to the contact of the components 22 with the bristles 25 and reaches the vibratory motion.

In 3 ist die Anordnung von 2 gezeigt, nachdem die Bauteile 22 durch den Kontakt mit den Borsten 25 und der Vibrations- bzw. Rüttelbewegung des Greifdorns 10 ausgerichtet wurden. In der in 3 gezeigten ausgerichteten Stellung der Bauteile 22 wird vorzugsweise der Klemmfinger 18 zum Greifdorn 10 verfahren, um die Bauteile 22 zu fixieren. In dieser fixierten Stellung können die Bauteile 22 dann vom Manipulator zu einer gewünschten Position bewegt werden, wo die Bauteile benötigt oder weiterverarbeitet werden soll.In 3 is the arrangement of 2 shown after the components 22 through contact with the bristles 25 and the vibration or shaking movement of the gripping mandrel 10 were aligned. In the in 3 shown aligned position of the components 22 is preferably the clamping finger 18 to the Greifdorn 10 proceed to the components 22 to fix. In this fixed position, the components 22 then be moved by the manipulator to a desired position where the components needed or further processed.

In den 4a und b sind schematische Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Greifdorns 30 gezeigt. Der Greifdorn 30 verfügt an seinem Umfang über vier Einschnürungen 31 und vier Erhebungen 32, die sich im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Greifdorns 30 erstrecken. Die Einschnürungen 31 und Erhebungen 32 sind so ausgebildet, dass Bauteile 22' mit Durchgangsloch genau in die Einschnürungen 31 und zwischen die Erhebungen 32 passen. Auf diese Weise, wie in 4b dargestellt, haben die aufgefädelten Bauteile 22' alle einen definierten Abstand zueinander. Außerdem bewirken die Einschnürungen 31 und Erhebungen 32, dass die Bauteile 22', nachdem sie ausgerichtet wurden, in der ausgerichteten Stellung verbleiben, auch wenn kein Spannmittel 16 zu Fixierung der Bauteile vorgesehen ist. Die in 4 gezeigte bevorzugte Ausführungsform des Greifdorns 30 ist besonders vorteilhaft, wenn das Durchgangsloch der Bauteile eine Innenkontur aufweist, an die die Einschnürungen 31 angepasst sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 4 weisen die Einschnürungen 31 beispielsweise eine Stufe auf. Die Bauteile 22' weisen in ihrem Durchgangsloch eine komplementäre Stufe auf (nicht abgebildet), so dass ein besonders sicherer Halt der Bauteile 22' gewährleistet ist.In the 4a and b are schematic side views of an embodiment of a gripping mandrel according to the invention 30 shown. The Greifdorn 30 has four constrictions on its circumference 31 and four surveys 32 which is substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel 30 extend. The constrictions 31 and surveys 32 are designed so that components 22 ' with through hole exactly in the constrictions 31 and between the surveys 32 fit. In this way, as in 4b shown, have the threaded components 22 ' all a defined distance from each other. In addition, the constrictions cause 31 and surveys 32 that the components 22 ' after being aligned, remain in the aligned position, even if no tensioning means 16 is provided for fixing the components. In the 4 shown preferred embodiment of the gripping mandrel 30 is particularly advantageous when the through hole of the components has an inner contour to which the constrictions 31 are adjusted. In the embodiment shown the 4 Show the constrictions 31 for example, a step up. The components 22 ' have in their through hole to a complementary stage (not shown), so that a particularly secure hold of the components 22 ' is guaranteed.

In 5 ist ein System 1 zum Ausrichten von Bauteilen mit Durchgangsloch gezeigt. Das System weist einen Manipulator 40 auf, mit den aus den 1-3 gezeigten Elementen, nämlich dem Glied 14, dem Handflansch 12, dem Spannmittel 16 und dem Greifdorn 10. In 5 ist weiter eine Bauteilbereitstellungsstation 42 gezeigt, in der mehrere identische Bauteile 22 so bereitgestellt werden, dass die Durchgangslöcher der Bauteile 22 miteinander fluchten, so dass der Greifdorn 10 mehrere Bauteile 22 gleichzeitig auffädeln kann.In 5 is a system 1 shown for aligning components with through hole. The system has a manipulator 40 on, with those from the 1-3 shown elements, namely the member 14 , the hand flange 12 , the clamping device 16 and the picking pin 10 , In 5 is still a component supply station 42 shown in the several identical components 22 be provided so that the through holes of the components 22 aligned with each other, so that the Greifdorn 10 several components 22 can thread at the same time.

Der Manipulator 40 weist weiter eine Manipulatorsteuerung 41 auf, die eingerichtet ist, um den Greifdorn zur Bauteilbereitstellungsstation 42 zu führen, um dort bereitgestellte Bauteile 22 mittels des Greifdorns 10 aufzufädeln. Danach werden die aufgefädelten und nicht ausgerichteten Bauteile mittels des Klemmfingers 18 fixiert und in Kontakt mit den Borsten 25 des Bürstenmittels 24 geführt. Nachdem der Klemmfinger 18 wieder gelöst wurde, veranlasst die Manipulatorsteuerung 41 ein Rütteln bzw. Vibrieren des Greifdorns 10, während die aufgefädelten Bauteile 22 in Kontakt mit den Borsten 25 sind. Dies führt zu einem schnellen Ausrichten der Bauteile, so dass alle aufgefädelten Bauteile dieselbe Orientierung haben. Nachdem die Bauteile 22 so ausgerichtet wurden (wie beispielsweise in 3 gezeigt) wird der Klemmfinger 18 in Richtung des Greifdorns 10 bewegt, um die ausgerichteten Bauteile 22 wieder am Greifdorn 10 zu fixieren. Danach kann der Manipulator 40 die ausgerichteten und fixierten Bauteile zu einer weiteren Position verbringen, wo die Bauteile benötigt werden.The manipulator 40 further has a manipulator control 41 which is set up to the gripping mandrel to component supply station 42 lead to components provided there 22 by means of the gripping mandrel 10 to thread. Thereafter, the aufgefädelten and non-aligned components by means of the clamping finger 18 fixed and in contact with the bristles 25 of the brush agent 24 guided. After the clamping finger 18 has been released again, causes the manipulator control 41 a shaking or vibration of the gripping mandrel 10 while the threaded components 22 in contact with the bristles 25 are. This leads to a fast alignment of the components, so that all threaded components have the same orientation. After the components 22 aligned (such as in 3 shown) becomes the clamping finger 18 in the direction of the Greifdorns 10 moves to the aligned components 22 again at the Greifdorn 10 to fix. After that, the manipulator 40 spend the aligned and fixed components to another position where the components are needed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Greifdornspear
1212: Handflanschhand flange
1414: Gliedelement
1616: Spannmittelclamping means
1818: Klemmfingerclamping fingers
2020: Verstellmechanismusadjustment
22,22'22.22 ': Bauteilecomponents
2323: DurchgangslochThrough Hole
2424: Bürstenmittelbrush means
2525: Borstenbristles
3030: Greifdornspear
3131: Einschnürungconstriction
3232: Erhebungsurvey
4040: Manipulatormanipulator
4141: Manipulatorsteuerungmanipulator control
4242: BauteilbereitstellungsstationComponent supply station

Claims

A method of aligning components (22, 22 ') with through-hole (23), comprising the following steps: Threading the components (22, 22 ') onto a gripping mandrel (10, 30); Guiding the threaded components (22; 22 ') by means of the gripping mandrel (10; 30) to a brush means (24) so that the threaded components are in contact with bristles (25) of the brush means (24); Shaking or vibrating the gripping mandrel (10; 30) while the components (22; 22 ') are in contact with the bristles (25).

Method for aligning components (22, 22 ') with through-hole to Claim 1 wherein the shaking or vibrating is performed at a frequency of 2-100 Hz or performed from 5-50 Hz.

Method for aligning components (22, 22 ') with through-hole to Claim 1 or 2 , wherein the gripping mandrel (10; 30) is guided by a manipulator (40).

Method for aligning components (22, 22 ') with through-hole to Claim 3 , wherein the manipulator (40) is a multi-axis Articulated robot is provided with force and / or torque sensors on its axes.

Method for aligning components (22, 22 ') with through-hole to Claim 3 or 4 wherein the shaking or vibrating of the gripping mandrel (10; 30) is effected by movements of the manipulator (40).

A method of aligning through-hole components (22; 22 ') according to any one of the preceding claims, wherein the brush means (24) comprises at least one strip brush.

A method of aligning through-hole components (22; 22 ') according to any one of the preceding claims, wherein the components are annular and provided prior to the step of threading onto a gripping mandrel (10; 30).

A method of aligning through-hole components (22; 22 ') according to any one of the preceding claims, wherein the gripping mandrel (30) is provided at its periphery with constrictions (31) and / or protrusions (32) substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel (30) extend.

Method for aligning components (22; 22 ') with through-hole according to one of the preceding claims, wherein a clamping means (16) is associated with the gripping mandrel (10) with which threaded components (22; 22') are fixed on the gripping mandrel (10) can.

Method for aligning components (22; 22 ') with through-hole according to the preceding claim, wherein the clamping means (16) comprises a clamping finger (18) which runs substantially parallel to the gripping mandrel (10) and is movable relative to the gripping mandrel (10) is.

A system for aligning through hole components (22; 22 ') comprising: A manipulator (40) with a gripping mandrel (10; 30), which gripping mandrel (10; 30) is arranged to be able to thread the components (22; 22 '); a manipulator controller (41); and an alignment station comprising brush means (24); wherein the manipulator control (41) is arranged to guide the gripping mandrel (10; 30) to the alignment station so that threaded components come into contact with the bristles (25) of the brush means (24) and around the gripping mandrel (10; 30). jarring or vibrating while the components (22; 22 ') are in contact with the bristles (25).

System for aligning components with through-hole to Claim 11 wherein the gripping mandrel (30) is provided at its periphery with constrictions (31) and / or projections (32) which extend substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel (30).

A system for aligning components (22; 22 ') with a through hole according to one of Claims 11 to 12 wherein the manipulator control (41) is arranged to vibrate or vibrate the gripping mandrel (10; 30) by means of the manipulator (40) at a frequency of 2-100 Hz or 5-50 Hz.

Gripping mandrel (30) for receiving components (22; 22 ') with through hole, wherein the gripping mandrel (30) at its periphery with constrictions (31) and / or projections (32) is provided, which is substantially orthogonal to the longitudinal axis of the gripping mandrel (30) extend.