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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen, wobei die Vorrichtung ein Bewegungssystem umfasst, mit dem eine Schraube an zu verschraubende Bauteile heranführbar ist, wobei die Schraube an einem Schraubwerkzeug eines Schraubautomaten aufgenommen ist, wobei der Schraubautomat an dem Bewegungssystem angeordnet ist.
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STAND DER TECHNIK
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Vorrichtungen zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise die
DE 10 2014 001 460 A1 eine Vorrichtung mit einem Bewegungssystem, das als Knickarmroboter ausgeführt ist, und an dessen Aufnahmeende ein Schraubautomat mit einem Schraubwerkzeug aufgenommen ist, mit dem Schrauben entsprechend gehandhabt werden können, um Schraubverbindungen beispielsweise zwischen zwei Bauteilen herzustellen. Modernere Arbeitsplätze, insbesondere für die halbautomatische Montage und die dazugehörige Materialbewegung, werden vorzugsweise als sogenannte kollaborative Arbeitsplätze ausgeführt, an denen eine Person in wechselweiser Ausführung von Arbeitsschritten mit einem Roboter zusammenwirkt. Bei solchen kollaborativen Arbeitsplätzen muss sichergestellt werden, dass keine Verletzungen der mitwirkenden Person stattfinden. Dies gilt insbesondere, wenn der Roboter an seinem Aufnahmeende Schrauben bewegt, die aufgrund der typischen Schraubengeometrie mit scharfkantiger Spitze und der durch das Bewegungssystem hervorgerufenen Kräfte schwerwiegende Verletzungen bei der Person hervorrufen können. Um derartige Kollisionen zu vermeiden, sind häufig aufwendig ausgeführte optische Erkennungssysteme notwendig, wobei auch dann beispielsweise eine Schraube freiliegend vorhanden ist, an der sich die mitwirkende Person mit einer unkontrollierten Bewegung, etwa einer ihrer Hände, selbst bei Stillstand des Roboters Verletzungen zuziehen kann. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von kollaborativen Arbeitsplätzen im industriellen Einsatz wächst das Erfordernis einfach ausgeführte, kostengünstige Schutzeinrichtungen zu schaffen, mit denen eine Vermeidung von Verletzungen der Bedienperson effektiv erreicht wird.
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Des Weiteren werden zur besseren Ausnutzung der verfahrenstechnischen und wirtschaftlichen Vorteile von kollaborativen Arbeitsplätzen flexiblere Prozesstechnologien und Prozessstationen erforderlich. Insbesondere ist eine Erweiterung des Funktionsumfangs von Vorrichtungen zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen auf Prozessschritte der Bauteilhandhabung wünschenswert, so dass beispielsweise bei der Montage von LED-Platinen das Greifen, Positionieren und Verschrauben der Platine vollautomatisch durchgeführt werden können, ohne dass dazu eine Mehrzahl an separaten Vorrichtungen in dem kollaborativen Arbeitsplatz anzuordnen ist.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weiterbildung einer Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen vorzuschlagen, welche sich für den Einsatz in einem kollaborativen Arbeitsplatz durch eine sichere Vermeidung von Verletzungen einer mitwirkenden Person durch eine an der Vorrichtung aufgenommene Schraube auszeichnet, sowie durch einen auf die automatisierte Handhabung von Bauteilen erweiterten Funktionsumfang.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Vorrichtung eine Schutzhülse umfasst, welche mit dem Schraubautomaten mitbewegbar angeordnet ist und welche die Schraube in Anordnung außer Kontakt mit einem der zu verschraubenden Bauteile schützend umhüllt, und dass die Vorrichtung einen Sauggreifer und eine Vakuumpumpe umfasst, wobei der Sauggreifer an einem unteren Endabschnitt der Schutzhülse angeordnet ist und mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagbar ist.
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Hinsichtlich der Schaffung einer Schutzeinrichtung besteht der Kerngedanke der Erfindung darin, eine schützende Einhausung der Schraube in Anordnung am Bewegungssystem vorzuhalten, und zwar für den Zeitanteil der Handhabung der Schraube, während dem sich die Schraube nicht in oder unmittelbar über dem wenigstens einen Bauteil befindet, welches zur Verbindung durch die Schraube vorgesehen ist. Durch eine solche Schutzhülse kann auf einfache Weise eine Sensorik aufgebaut werden, die auf einer rein taktilen Erkennung einer Kollision insbesondere mit den Gliedmaßen der Bedienperson beruht. Dabei kann die Bedienperson die Schraube jedoch erst gar nicht berühren, da zuvor die Bewegung der Schraube mittels des Bewegungssystems abgeschaltet werden kann. Hierzu ist eine einfache taktile Erkennung über die Schutzhülse ausreichend, ohne dass aufwendige berührungslose Kollisions-Erkennungssysteme notwendig wären. Die Schutzhülse kann dabei rund, eckig oder mit einer sonstigen geeigneten Querschnittsform ausgebildet sein und insbesondere aus Kunststoff bestehen. Der Innendurchmesser der Schutzhülse ist beispielsweise geringfügig größer ausgeführt als der Durchmesser des Schraubenkopfes der Schraube.
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Die wesentliche Idee hinsichtlich der Funktionserweiterung der Vorrichtung besteht darin, die Schutzhülse als eine exponierte und den zu manipulierenden Bauteilen zugewandte Komponente an ihrem entsprechenden Endabschnitt mit einem mit Unterdruck beaufschlagbaren Sauggreifer zu versehen. Somit ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, neben der Sicherheit auch den Funktionsumfang von bestehenden Vorrichtungen zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen zu erhöhen, wobei insbesondere auch bereits bestehende Vorrichtungen aus dem Stand der Technik nachgerüstet werden können. Die Erweiterung des Funktionsumfangs der erfindungsgemäßen Vorrichtung bringt eine wirtschaftlich vorteilhafte Reduktion der Betriebsmittel-Stückliste und damit der Betriebsmittel-Investitionen mit sich, und führt zu einer gesteigerten Effizienz im Betriebsablauf, da Werkzeugwechsel bzw. manuelle Transportaufwendungen entfallen.
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In vorteilhafter Ausführungsform umfasst die Schutzhülse einen Wellendichtring, welcher die Schutzhülse im Wesentlichen luftdicht gegen das Schraubwerkzeug abschließt, wobei eine Saugleitung an die Schutzhülse angeformt ist, und die Schutzhülse durch die Saugleitung mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Eine derartige Weiterbildung zielt darauf ab, eine möglichst kompakte Bauform der Vorrichtung sicherzustellen, indem die Schutzhülse als ein Abschnitt der mit Unterdruck beaufschlagbaren Zuleitung des Sauggreifers ausgebildet ist, so dass zu diesem Zwecke keine zusätzliche Zuleitung vorzuhalten ist. Insbesondere verläuft die Saugleitung dabei geschützt innerhalb eines den Schraubautomaten und das Schraubwerkzeug umhüllenden Gehäuses.
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In vorgenannter Ausführungsform ist der Sauggreifer vorzugsweise als ein Saugnapf ausgebildet ist, welcher durch die Schutzhülse mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Ein Saugnapf stellt dabei ein napfförmiges Gebilde aus typischerweise elastischem Material dar, welches durch einen Unterdruck an einer glatten Oberfläche eines zu handhabenden Bauteils angepresst wird und somit eine belastbare Verbindung zum Bauteil herstellt, so dass das Bauteil mit dem Bewegungssystems der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung mitbewegt werden kann.
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Alternativ umfasst der Sauggreifer eine Mehrzahl an Saugnäpfen und Zuleitungen, wobei die Saugnäpfe durch die Zuleitungen mit Unterdruck beaufschlagbar sind, und die Zuleitungen durch die Schutzhülse mit Unterdruck beaufschlagbar sind. In dieser Ausführungsform können mehrere Verbindungen mit der Oberfläche eines Bauteils erzeugt werden, was beispielsweise bei schweren Bauteilen vonnöten sein kann, oder es können mehrere Bauteile zugleich adressiert und gehandhabt werden.
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Die Anordnung des Sauggreifers an der Schutzhülse ist vorzugsweise dadurch realisiert, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung magnetische Verbindungsmittel umfasst, mit welchen der Sauggreifer mit dem unteren Endabschnitt der Schutzhülse verbunden ist. Dazu geeignet ist beispielsweise die Kombination eines den unteren Endabschnitt der Schutzhülse umlaufenden Rings aus einem Permanentmagneten mit einem geeignet geformten Gegenstück aus einem magnetisierbaren Werkstoff am Sauggreifer. Die Verwendung einer magnetischen Verbindung, welche sich durch ausreichende mechanische Krafteinwirkung zerstörungsfrei lösen lässt, birgt insbesondere den Vorteil einer Auswechselbarkeit des Sauggreifers.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass die Schutzhülse in einer Längserstreckung der Schraube linear beweglich mittels eines ersten Aufnahmeelementes an dem Bewegungssystem angeordnet ist, wobei das erste Aufnahmeelement einen elektrischen Sensor umfasst, mit welchem eine durch eine äußere Krafteinwirkung verursachte Bewegung der Schutzhülse in einer Längserstreckung der Schraube sensierbar ist. Gelangt beispielsweise der Bediener mit seiner Hand an die untere Mündungsseite der Schutzhülse, so wird die Schutzhülse relativ zum Aufnahmepunkt des Bewegungssystems verlagert, insbesondere im Aufnahmeelement, so erfolgt ein Schaltsignal des elektrischen Sensors, und das Bewegungssystem wird stillgesetzt.
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Dabei ist zu beachten, dass sich für das Erreichen des Stillstandes der Bewegung der Schraube mehrere Zeiteinflüsse ergeben, beispielsweise die Verzögerung des Roboters, die Verzögerung durch den Sensor und die Länge der Schraube muss ebenfalls mitberücksichtigt werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Schutzhülse eine Länge aufweist, die so bestimmt ist, dass die Schutzhülse die Schraube in Anordnung außer Kraft mit einem der zu verbindenden Bauteile auf der Seite der Schraubenspitze überragt. Beispielsweise kann die Schutzhülse die Schraube auf der Seite der Schraubenspitze um wenigstens 90mm überragen. Wird ein Kontakt der Bedienperson mit der Mündungsseite der Schutzhülse erkannt, indem der Sensor schaltet, der sich in Anordnung im oder am Aufnahmeelement befindet, so kann der Roboter bei einer typischen Bewegungsgeschwindigkeit von 250mm/s die Bewegung auf einem Weg von etwa 50mm stoppen. Die Verzögerung durch die Erkennung des elektrischen Sensors verursacht nochmal einen Weg von 20mm, und die Schraube kann beispielsweise eine Länge von 15mm aufweisen. Mit einer Reserve von etwa 5mm ergibt sich daher eine Summe von 90mm, welche die Schutzhülse die Schraubenspitze überragen muss, um auch bei voller Bewegungsgeschwindigkeit der Schraube in Anordnung am Bewegungssystem einen Kontakt mit dem Bediener, beispielsweise dessen Hand, zu vermeiden.
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Damit die Schutzhülse im Normalbetrieb die gewünschte Position relativ zur Schraube insbesondere entlang der Längserstreckung einnimmt, kann die Schutzhülse mittels des ersten Aufnahmeelementes einer Vorspannkraft in die Position vorgespannt sein, in der die Schutzhülse die Schraube in Anordnung außer Kontakt mit einem der zu verbindenden Bauteile auf der Seite der Schraubenspitze überragt. Das Aufnahmeelement kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder sein, und ist die Schutzhülse verlagert worden, so kann der Pneumatikzylinder entsprechend druckbeaufschlagt werden, um die Schutzhülse wieder in die gewünschte Position zu bringen. Zudem kann eine kontrollierte Druckbeaufschlagung eines Pneumatikzylinders zur Bildung des Aufnahmeelementes dazu beitragen, eine leichte Vorspannung der Schutzhülse in die gewünschte Position aufrecht zu erhalten.
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Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn die Schutzhülse einen Ringquerschnitt mit einer Querschnittsfläche von 40mm2 bis 100mm2 und/oder von 40mm2 bis 50mm2 und/oder von 40mm2 bis 45mm2 aufweist. Durch die gezielte Wahl einer Mindest-Querschnittsfläche können Flächenpressungen beispielsweise auf der Haut der Extremitäten der Bedienperson limitiert werden, etwa mit einer maximalen Kraft von kleiner 190N/cm2 gemäß ISO/TS15066.
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In weiterer vorteilhafter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schraubautomat mittels eines zweiten Aufnahmeelementes an dem Bewegungssystem hubbeweglich angeordnet. Vorzugsweise ist auch das zweite Aufnahmeelement als ein Pneumatikzylinder ausgebildet.
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Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn das Bewegungssystem mittels eines Knickarmroboters gebildet ist. Zur Aufnahme des Schraubautomaten und zur Aufnahme der Schutzhülse kann am Aufnahmeende des Bewegungssystems, insbesondere des Knickarmroboters, eine Trägerplatte vorgesehen sein, insbesondere können das Bewegungssystem sowie auch die zu verbindenden Bauteile auf einer gemeinsamen Grundplatte aufgenommen sein. Zur Verbindung der Trägerplatte mit dem Bewegungssystem kann ein Aufnahmekopf dienen, und die Schraube kann über das Schraubwerkzeug am Schraubautomaten aufgenommen sein, beispielsweise durch entsprechende Magnetisierung des Schraubwerkzeugs und der Schraube.
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Figurenliste
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 Eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
- 3 eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur automatisierten Herstellung von Schraubverbindungen zwischen den Bauteilen 21, 22 mittels der Schraube 2. Die Vorrichtung umfasst ein Bewegungssystem 1 in Gestalt eines Knickarmroboters 11 mit einem Aufnahmekopf 12 zur Aufnahme einer Trägerplatte 13, an welcher das Gehäuse 14 befestigt ist. Innerhalb eines oberen Abschnitts des Gehäuses 14 ist der Schraubautomat 3 an dem zweiten Aufnahmeelement 72 angeordnet, wobei das Schraubwerkzeug 31 zur Aufnahme der Schraube 2 dient. Die erfindungsgemäße Schutzhülle 6 ist an dem in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 14 angeordneten ersten Aufnahmeelement 71 aufgenommen, wobei das Gehäuse 14 an seinem unteren Endabschnitt eine Öffnung aufweist, durch welche ein unterer Abschnitt der Schutzhülse 6 aus dem Gehäuse 14 herausragt. In einem oberen Abschnitt der Schutzhülse 6 ist der Wellendichtring 61 angeordnet, welcher die Schutzhülse 6 im Wesentlichen luftdicht gegen das Schraubwerkzeug 31 verschließt, welches radial zentrisch innerhalb der Schutzhülse 6 angeordnet ist. Unterhalb des Wellendichtrings 61 ist die Saugleitung 40 an die Schutzhülse 6 angeformt, so dass das Innere der Schutzhülse 6 zur Beaufschlagung mit Unterdruck durch die an der Saugleitung 40 angeschlossene Vakuumpumpe 5 zugänglich ist. Dadurch kann der am unteren Endabschnitt der Schutzhülse 6 angeordnete Sauggreifer 4 in Kontakt mit einer vorzugsweise glatten Bauteiloberfläche zum Aufbau einer belastbaren Verbindung mit einem zu handhabenden Bauteil verwendet werden, wobei anschließend entsprechende Bewegungen des Knickarmroboters 11 dem Anheben und Positionieren des verbundenen Bauteils dienen. Beispielsweise kann das Bauteil 22 durch einen derartigen Vorgang in die dargestellte Position in Anordnung am Bauteil 21 gebracht worden sein.
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Zur Herstellung einer Schraubverbindung zwischen den Bauteilen 21 und 22 wird mit einer entsprechenden Bewegung des Knickarmroboters 11 die Schraube 2 zunächst über das Schraubloch 23 gefahren, wobei die Schraube 2 dabei von der Schutzhülse 6 umgeben ist. Anschließend fährt der Knickarmroboter 11 die am Aufnahmekopf 12 aufgenommene Einheit derart in Position über das Schraubloch 23, bis nur noch wenige Millimeter, insbesondere 0,5mm bis 1mm, zwischen der Oberseite des Bauteils 22 und der unteren Abschlussfläche der Schutzhülse 6. Der Sauggreifer 4 ist dabei vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer, gebildet, und wird während der Annäherung der Schutzhülse 6 an die Oberfläche des Bauteils 22 elastisch verformt. Anschließend kann durch Aktivierung des zweiten Aufnahmeelementes 72 der Schraubautomat 3 in Längserstreckung 20 der Schraube 2 verlagert werden, so dass die Schraube 2 schließlich aus der unteren Mündungsöffnung der Schutzhülse 6 beziehungsweise des Sauggreifers 4 herausläuft und die beiden Bauteile 21 und 22 miteinander verschraubt. Dieser Vorgang bildet den gewöhnlichen Verschraubungsvorgang zur Verschraubung der beiden Bauteile 21 und 22, die beispielhaft mit dem Bewegungssystem 1 auf einer gemeinsamen Grundplatte 15 aufgenommen sind.
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Findet während der freien Bewegung des Knickarmroboters 11 eine Kollision mit der Schutzhülse 6 statt, beispielsweise durch Berührung mit der Hand eines in einem kollaborativen Arbeitsraum mitwirkenden Bedieners, so verlagert sich die Schutzhülse 6 relativ zur Schraube 2 in Längsrichtung 20, wodurch die Bewegung des Knickarmroboters 11 unmittelbar stillgesetzt wird. Dadurch werden Berührungen einer Person, insbesondere mit ihren Extremitäten, mit der Schraube 2 wirkungsvoll vermieden.
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2 zeigt eine Detailansicht der Anordnung des Schraubautomaten 3 und der Schutzhülse 6 an dem Aufnahmekopf 12 des Bewegungssystems 1, wozu eine Trägerplatte 13 und ein Gehäuse 14 vorgesehen sind. An der Trägerplatte 13 ist ein zweites Aufnahmeelement 72 in Form eines Pneumatikzylinders angeordnet, über das der Schraubautomat 3 an der Trägerplatte 13 befestigt ist, und es ist ein erstes Aufnahmeelement 72 in Form eines weiteren Pneumatikzylinders vorgesehen, über das die Schutzhülse 6 an der Trägerplatte 13 aufgenommen ist.
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Am unteren Endabschnitt der Schutzhülse 6 ist der Sauggreifer 4 in Form eines Saugnapfes 41 angeordnet, welcher vorzugsweise aus einem nachgiebigen Elastomer besteht, um einen luftdichten Kontakt auf der Oberfläche eines zu greifenden Bauteils zu gewährleisten. Durch die Saugleitung 40 wird das Volumen der Schutzhülse 6 unterhalb des Wellendichtrings 61 zugänglich für die Vakuumpumpe 5. Die Saugleitung 40 wird vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 14 an dem Schraubautomaten 3 vorbeigeführt und verlässt das Gehäuse an dessen oberem Ende durch eine entsprechende Öffnung. Die Saugleitung ist vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff gefertigt und setzt der Hubbewegung der Schutzhülse 6 in Längserstreckung 20 keinen nennenswerten Widerstand entgegen. Der Wellendichtring 61 sorgt für die Dichtung zwischen Schutzhülse 6 und Schraubwerkzeug 31 ohne die Hub- und Rotationsbewegungen des Schraubwerkzeugs 31 zu beeinträchtigen.
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Das erste Aufnahmeelement 71 umfasst einen elektrischen Sensor 8, welcher eine Verlagerung der Schutzhülse 6 in Längserstreckung 20 nach oben, insbesondere durch unbeabsichtigte Kollision der Schutzhülse 6 mit einer Bedienperson, detektiert, so dass in diesem Fall die Bewegung des Bewegungssystems 1 unmittelbar unterbrochen werden kann. Der das erste Aufnahmeelement 71 darstellende Pneumatikzylinder ist vorzugsweise leicht druckbeaufschlagt ist, um die Schutzhülse 6 bei einer Kollision und einer Verlagerung in Richtung zum Schraubautomaten 3 wieder in die gewünschte, insbesondere gezeigte Position zu bringen. Das erste Aufnahmeelement 71 kann alternativ zur Ausführung als Pneumatikzylinder auch als Schraubenfeder ausgeführt sein, sodass die Schutzhülse 6 auch durch eine Schraubenfeder in die gezeigte Position vorgespannt sein kann. Erfährt die Schutzhülse 6 eine Krafteinwirkung auf die untere Stirnseite, so kann die Schraubenfeder komprimiert werden, und wird die Krafteinwirkung beendet, führt die Schraubenfeder die Schutzhülse wieder in die gewünschte Position. Damit besteht auch die Möglichkeit, die Schutzhülse 6 in der Richtung der Längserstreckung 20 mit einer Schraubenfeder axial vorzuspannen.
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Die Schraube 2, die sich endseitig an dem Schraubwerkzeug 31 befindet, welches wiederum mit dem Schraubautomaten 3 verbunden und in Rotation versetzt werden kann, bleibt dabei auch bei einer Kollision der Schutzhülse 6 mit einem Fremdkörper innerhalb der Schutzhülse 6 angeordnet. Hierfür überragt die Schutzhülse 6 die Schraube 2 auf der unteren Seite der Schraubenspitze beispielsweise um 90mm, sodass sämtliche Brems- und Verzögerungszeiten, die sich vom Zeitpunkt der Erkennung der Kollision bis zum endgültigen Stillsetzen der Bewegung des Bewegungssystems 1 ergeben, berücksichtigt sind. Bis die Schraube 2 mit der Schraubenspitze aus der Unterseite der Schutzhülse 6 herausragt, kann die Bewegung des Bewegungssystems 1 somit wirkungsvoll gestoppt werden.
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Die Vorwärtsbewegung beim Einschrauben der Schraube 2 in das Schraubloch 23 an den Bauteilen 21 und 22 erfolgt durch Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders des zweiten Aufnahmeelementes 72, sodass die eigentliche Verlagerung der Schraube 2 während des Schraubvorgangs in die Bauteile 21 und 22 nicht vom Bewegungssystem 1 nachgeführt werden muss. Insbesondere kann dabei die Schutzhülse 6 relativ zur Trägerplatte 13 die gewöhnliche Position einhalten, während durch Verlagerung des Schraubautomaten 3 und damit auch des Schraubwerkzeugs 31 und der Schraube 2 in Längserstreckung 20 nach unten das Einschrauben vollzogen wird. Diese Verlagerung wird jedoch nur dann aktiviert, wenn die Steuerung des Bewegungssystems 1 die Sollposition erkennt, in der die untere Stirnseite der Schutzhülse 6 beispielsweise nur 0,5mm oder 1mm über dem Bauteil 22 angeordnet ist. Eine Kollision mit einem Körperteil eines Bedieners kann dadurch ausgeschlossen werden. Der aus einem elastisch nachgiebigen Material gefertigte Saugnapf 41 wird bei Annäherung der Schutzhülse 6 an die Bauteiloberfläche verformt, ohne dass daraus eine für den Sensor 8 detektierbare Relativbewegung der Schutzhülse 6 resultiert.
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Im Ergebnis ergibt sich durch lediglich einen einzigen, einfach ausgeführten elektrischen Sensor 8 eine sichere Vermeidung einer Kollision der Schraube 2 mit einem Bediener, insbesondere auch durch die als Umhüllung ausgeführte Schutzhülse 6, die die Schraube 2 vollständig umschließt. Befindet sich keine Schraube 2 in Anordnung am Schraubwerkzeug 31, so befindet sich auch das freie Ende des Schraubwerkzeugs 31 innerhalb der Schutzhülse 6, wodurch auch eine Kollision mit dem Schraubwerkzeug 31 und dem beispielsweise scharfkantigen Ende vermieden werden kann.
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3 zeigt eine schematische Detailansicht einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, welche über einen Sauggreifer 4 mit zwei Saugnäpfen 41 verfügt. Die beiden Saugnäpfe 41 sind über vorzugsweise starre Zuleitungen 42 mit dem Volumen der Schutzhülse 6 verbunden und über dieses und die Saugleitung 40 mit Unterdruck beaufschlagbar. Mit einem solchen Sauggreifer 4 kann eine besonders belastbare Verbindung zu einem beispielsweise schweren Bauteil aufgebaut werden, oder es können zwei Bauteile zugleich gegriffen werden. In Weiterbildung der dargestellten Ausführungsform kann der Sauggreifer 4 mehr als zwei Saugnäpfe 41 umfassen.
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Die Verbindung des Sauggreifers 4 am unteren Endabschnitt der Schutzhülse 6 erfolgt in der in 3 dargestellten Ausführungsform mittels magnetischer Verbindungsmittel 9. Diese umfassen einen am unteren Endabschnitt der Schutzhülse 6 angeordneten, insbesondere damit verklebten, magnetischen Ring 91, welcher beispielsweise als Dauermagnet aus Neodym-Eisen-Bor gefertigt ist. Zur Verbindung mittels magnetischer Kraft sind die Zuleitungen 42 zumindest abschnittsweise aus einem magnetisierbaren Werkstoff, beispielsweise einem ferritischen Stahl, gefertigt.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 1
- Bewegungssystem
- 11
- Knickarmroboter
- 12
- Aufnahmekopf
- 13
- Trägerplatte
- 14
- Gehäuse
- 15
- Grundplatte
- 2
- Schraube
- 20
- Längserstreckung
- 21, 22
- Bauteile
- 23
- Schraubloch
- 3
- Schraubautomat
- 31
- Schraubwerkzeug
- 4
- Sauggreifer
- 40
- Saugleitung
- 41
- Saugnapf
- 42
- Zuleitung
- 5
- Vakuumpumpe
- 6
- Schutzhülse
- 61
- Wellendichtring
- 71
- erstes Aufnahmeelement
- 72
- zweites Aufnahmeelement
- 8
- elektrischer Sensor
- 9
- magnetische Verbindungsmittel
- 91
- magnetischer Ring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014001460 A1 [0002]
