DE102021200922A1 - Device for receiving and setting a screw, manipulation unit with such a device, and assembly system - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird u.a. eine Vorrichtung (16, 16') zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube (8) mit Schraubenkopf (8a) und Schraubenschaft (8b) in eine Schraubnuss (7) einer externen Schraubeinheit (6), mit einer Außenhülse (23), sowie mit einer in derselben gelagerten Innenhülse (26). Die Innenhülse (26) ist über eine Gewindepaarung mit korrespondierendem Außen-Gewinde (27) und Innen-Gewinde (28) in der Außenhülse (23) verstellbar gelagert. Die Innenhülse (26) ist einenends mittels zumindest eines Federelements (29) an einem ersten Hülsenende (24) der Außenhülse (23) axial abgestützt und weist anderenends eine Aufnahmeöffnung (31) zur axialen Aufnahme eines Schraubenschaftes (8b) einer mit dem Schraubenschaft (8b) voran in die Aufnahmeöffnung (31) gesteckten oder steckbaren und mittels des Schraubenkopfes (8a) sich axial an der Stirnseite der Innenhülse (26) abstützenden oder abstützbaren Schraube (8) auf. Dem Schraubenschaft (8b) ist zumindest ein an der Innenhülse (26) angeordnetes Klemmmittel (32) zur reibschlüssigen Halterung der Schraube (8) in der Innenhülse (26) zugeordnet.A device (16, 16') for receiving and setting a screw (8) with screw head (8a) and screw shank (8b) in a screw socket (7) of an external screw unit (6), with an outer sleeve (23) is proposed, among other things. , and with an inner sleeve (26) mounted in the same. The inner sleeve (26) is adjustably mounted in the outer sleeve (23) via a pair of threads with a corresponding outer thread (27) and inner thread (28). The inner sleeve (26) is axially supported at one end by means of at least one spring element (29) on a first sleeve end (24) of the outer sleeve (23) and at the other end has a receiving opening (31) for axially receiving a screw shank (8b) of a screw shank (8b ) in front of the screw (8) which is or can be inserted into the receiving opening (31) and which is or can be supported axially on the end face of the inner sleeve (26) by means of the screw head (8a). At least one clamping means (32) arranged on the inner sleeve (26) is assigned to the screw shank (8b) for frictionally locking the screw (8) in the inner sleeve (26).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube in eine externe Schraubeinheit gemäß der Merkmalskombination des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 8 der Erfindung betrifft dieselbe des Weiteren eine Manipuliereinheit mit zumindest einer solchen Vorrichtung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft diese ferner eine Montageanlage mit u.a. einer derartigen Manipuliereinheit.The invention relates to a device for receiving and setting a screw in an external screw unit according to the combination of features of claim 1 of the invention. According to
Bei der Montage beispielsweise eines Fahrwerks an die Karosserie eines Fahrzeugs werden sogenannte modulare Montagerahmen, hier als Fahrwerkträger bezeichnet, eingesetzt. Dabei handelt es sich um mechanische Tragstrukturen die in einer Anlagentechnik umlaufen und bis zur sogenannten „Hochzeit“, in welcher das Fahrwerk samt Motor an die Karosserie geschraubt wird, alle notwendigen technischen Bestandteile, die unter dem Fahrzeug montiert werden müssen, aufnimmt und positioniert. Hierzu zählen ohne Anspruch auf Vollständigkeit beispielsweise besagter Motor, ein Abgassystem, eine Achse und eine Achsdämpfung. Der Sinn dieser modularen Montagerahmen bzw. Fahrwerkträger ist es, die Montageprozesse so zu gestalten, dass sowohl die zu montierenden Bauteile als auch die entsprechenden Schrauben als Befestigungselemente einfach und kostengünstig von oben eingelegt werden können, bevor die Schraubenaufnahmen in Form von Schraubnüssen eventuell nicht mehr oder nur sehr schwer zugänglich sind. Die übliche Fahrzeugtrennung von Karosserie und Fahrwerk hilft also bei der effizienten Gestaltung der Montageprozesse. Von diesen modularen Montagerahmen bzw. Fahrwerkträgern sind in einer üblichen Fahrzeug-Montagelinie mit ca. 1000 Fahrzeugen pro Tag etwa 50 Stück eingesetzt, die in einem Kreislauf rotieren und immer wieder neu bestückt werdenFor example, when mounting a chassis on the body of a vehicle, so-called modular assembly frames, referred to here as chassis carriers, are used. These are mechanical support structures that circulate in a system and hold and position all the necessary technical components that have to be installed under the vehicle until the so-called "marriage", in which the chassis and engine are screwed to the body. These include, without claiming completeness, for example said motor, an exhaust system, an axle and an axle damping. The purpose of these modular assembly frames or chassis carriers is to design the assembly processes in such a way that both the components to be assembled and the corresponding screws as fastening elements can be easily and inexpensively inserted from above before the screw sockets in the form of screw nuts may no longer or are very difficult to access. The usual vehicle separation of body and chassis helps with the efficient design of the assembly processes. About 50 of these modular assembly frames or chassis supports are used in a normal vehicle assembly line with about 1000 vehicles per day, which rotate in a cycle and are constantly being re-equipped
Wie bereits vorstehend angedeutet, ist einer der ersten Arbeitsgänge, die entsprechenden Schrauben, die dann zur Befestigung der einzelnen Module dienen sollen, in Schraubnüsse von Schraubeinheiten einzulegen. Dabei muss der Schraubenkopf einer jeden passenden Schraube mit dem Schraubenschaft nach oben in die betreffende, auf dem modularen Montagerahmen bzw. Fahrwerkträger vorhandene Schraubnuss eingelegt werden. Damit die Schrauben, welche bis zu 120 cm lang sein können, beim Transport des Montagerahmens bzw. Fahrwerkträgers nicht verloren geht, sind in den Schraubnüssen Magnete enthalten, die die Schrauben am Kopf mit dem Schraubenschaft nach oben festhalten. Somit können in nachfolgenden Stationen Bauteile, die festgeschraubt werden müssen, auf diese Schrauben aufgesetzt werden. Sind alle Bauteile positioniert, wird der Montagerahmen bzw. Fahrwerkträger unter die passende Karosserie gefahren und automatische Schraubeinheiten ziehen dann nach und nach sowie nach einem festgelegten Ablaufplan alle Schrauben mit dem passenden Drehmoment an.As already indicated above, one of the first operations is to insert the corresponding screws, which are then to be used to fasten the individual modules, into screw sockets of screw units. The screw head of each suitable screw must be inserted with the screw shank upwards into the relevant screw socket on the modular assembly frame or chassis carrier. So that the screws, which can be up to 120 cm long, do not get lost when transporting the assembly frame or chassis carrier, the screw sockets contain magnets that hold the screws at the head with the screw shank pointing upwards. This means that components that have to be screwed tight can be placed on these screws in subsequent stations. Once all the components have been positioned, the assembly frame or chassis support is moved under the appropriate body and automatic screwing units then gradually and according to a defined schedule tighten all screws with the appropriate torque.
Herkömmlich wird der besagte Beladeprozess mit Schrauben manuell durchgeführt. Ein typischer Ablauf der menschlichen Hand zum Beladen der Schraubnüsse ist wie folgt:
- 1. Der Montagewerker nimmt sich die für seinen Arbeitsvorgang notwendige Schraubenmenge in eine seiner Hände auf. Eine jede Schraube weist einen Schraubenkopf mit einem sogenannten Antrieb auf, überwiegend in Form eines Außensechskant;
- 2. Der Montagewerker greift mit der anderen Hand beispielsweise eine Schraube schon positionsrichtig, insbesondere mit dem Schraubenkopf nach unten;
- 3. Die besagte, eine Schraube aufweisende Hand wird über die betreffende Schraubnuss geführt;
- 4. Der Schraubenkopf wird auf die Schraubnuss mit zum Schraubenkopf korrespondierenden Innensechskant gesetzt und dabei um eine vertikale Achse von beispielsweise 25° gedreht, damit der Schraubenkopf von der Schraubnuss formschlüssig aufgenommen und in dieselbe einrasten kann;
- 5. Die Schraubnuss weist einen Magneten (Permanent- oder Elektromagnet) auf, welcher die Schraube in der Schraubnuss kraftschlüssig hält;
- 6. In gleicher Weise werden nacheinander alle weiteren ursprünglich aufgenommenen Schrauben gesetzt.
- 1. The assembly worker takes the number of screws required for his work process in one of his hands. Each screw has a screw head with a so-called drive, mainly in the form of an external hexagon;
- 2. With the other hand, the assembly worker grasps a screw, for example, in the correct position, in particular with the screw head pointing downwards;
- 3. Said hand holding a screw is passed over the nut in question;
- 4. The screw head is placed on the screw socket with the hexagon socket corresponding to the screw head and is rotated about a vertical axis of, for example, 25° so that the screw head can be positively received by the screw socket and snap into place;
- 5. The screw socket has a magnet (permanent or electromagnet) which holds the screw in the screw socket in a non-positive manner;
- 6. In the same way, all the other originally picked up screws are set one after the other.
Die Anzahl der zu positionierenden Schrauben an einem Fahrwerk liegt je nach Fahrzeuggröße und je nach Zusatzmodulen (z.B. Allrad-Antrieb) bei ca. fünfzig Schrauben pro Fahrwerkträger. Der Schraubenaufsetzvorgang wird bei der Fahrwerkmontage vorzugsweise auf mehreren Stationen durchgeführt.Depending on the size of the vehicle and the additional modules (e.g. all-wheel drive), the number of screws to be positioned on a chassis is around fifty screws per chassis carrier. The screw placement process is preferably carried out at several stations during chassis assembly.
Es besteht der Bedarf, das Beladen der Schraubnüsse mit Schrauben respektive Setzen der Schrauben in besagte Schraubnüsse zu automatisieren.There is a need to automate the loading of the screw sockets with screws or the setting of the screws in said screw sockets.
Maßnahmen zur Automatisierung von Montageprozessen an sich sind in vielfältigen Ausführungen seit geraumer Zeit bekannt.Measures for automating assembly processes per se have been known in a variety of designs for some time.
So ist aus der
Aus der
Aus der
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Keine der vorstehend gewürdigten Druckschriften befasst sich mit dem Beladen einer Schraubnuss einer externen Schraubeinheit mit einer Schraube respektive mit dem Setzen einer Schraube in die Schraubnuss einer Schraubeinheit.None of the publications acknowledged above deals with loading a screw into a screw socket of an external screwing unit or with setting a screw in the screw socket of a screwing unit.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Aufnahme und zum sicheren Setzen einer Schraube mit Schraubenkopf und Schraubenschaft in eine Schraubnuss einer externen Schraubeinheit zu schaffen. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, eine Manipuliereinheit mit einer solchen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, eine Montageanlage mit der besagten Manipuliereinheit bereitzustellen.According to a first aspect of the invention, it is the object of the same to provide a simple and inexpensive device for receiving and securely setting a screw with a screw head and screw shank in a screw nut of an external screw unit. According to a second aspect of the invention, it is the object of the same to provide a manipulation unit with such a device. According to a third aspect of the invention, it is the object of the same to provide an assembly system with said manipulation unit.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe demnach durch eine Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube mit Schraubenkopf und Schraubenschaft in eine Schraubnuss einer externen Schraubeinheit, mit einer Außenhülse, welche ein erstes Hülsenende und ein zweites Hülsenende aufweist, sowie mit einer in derselben gelagerten Innenhülse, welche Innenhülse über eine Gewindepaarung mit korrespondierendem Außen-Gewinde und Innen-Gewinde in der Außenhülse derart verstellbar gelagert ist, dass diese eine überlagerte Bewegung aus einer axialer und einer Drehbewegung ausführt, wobei die Innenhülse einenends mittels zumindest eines Federelements am ersten Hülsenende der Außenhülse axial abgestützt ist, wobei die Innenhülse anderenends eine Aufnahmeöffnung zur axialen Aufnahme eines Schraubenschaftes einer mit dem Schraubenschaft voran in die Aufnahmeöffnung gesteckten oder steckbaren und mittels des Schraubenkopfes sich axial an der Stirnseite der Innenhülse abstützenden oder abstützbaren Schraube aufweist, und wobei dem Schraubenschaft zumindest ein an der Innenhülse angeordnetes Klemmmittel zur reibschlüssigen Halterung der Schraube in der Innenhülse zugeordnet ist.The task is therefore solved by a device for receiving and setting a screw with a screw head and screw shank in a screw nut of an external screw unit, with an outer sleeve, which has a first sleeve end and a second sleeve end, and with an inner sleeve mounted in the same, which inner sleeve is mounted adjustably via a pair of threads with a corresponding outer thread and inner thread in the outer sleeve in such a way that the latter performs a superimposed movement consisting of an axial and a rotary movement, with the inner sleeve being supported axially at one end by means of at least one spring element on the first sleeve end of the outer sleeve The inner sleeve at the other end has a receiving opening for axially receiving a screw shank of a screw that is or can be inserted into the receiving opening with the screw shank first and that is or can be supported axially on the end face of the inner sleeve by means of the screw head e has, and wherein the screw shank is assigned at least one arranged on the inner sleeve clamping means for frictionally locking the screw in the inner sleeve.
Mit dieser einfachen und kostengünstigen Vorrichtung ist vorteilhaft eine automatisierte Bestückung der Schraubnuss einer externen Schraubeinheit ermöglicht, indem in Anlehnung an eine relativ komplexe manuelle Handhabung der Schraube beim Einsetzen derselben in eine Schraubnuss eine Bewegung, bestehend aus einer axialen und einer Drehbewegung durchführbar ist, welche es ermöglicht, die Einsetzbewegung in einem Arbeitsschritt zu erledigen. Allein durch Aufdrücken der Vorrichtung samt gehalterter Schraube auf die zu bestückende Schraubnuss wird der Schraubenkopf in die korrespondierende Schraubnuss eingefädelt. Bei Bedarf, d.h., wenn Schraubenkopf und Schraubnuss nicht formkomplementär zueinander ausgerichtet sind, erfährt die Schraube durch die der Vorrichtung innenwohnende besondere Kinematik eine Drehbewegung um eine Längsachse der Schraube.With this simple and inexpensive device, automated loading of the screw nut of an external screw is advantageous heit made possible by, based on a relatively complex manual handling of the screw when inserting the same in a screw nut, a movement consisting of an axial and a rotary movement can be carried out, which makes it possible to complete the insertion movement in one step. The screw head is threaded into the corresponding screw socket simply by pressing the device together with the screw held onto the screw socket to be fitted. If required, ie if the screw head and screw nut are not aligned in a form complementary to one another, the screw undergoes a rotational movement about a longitudinal axis of the screw due to the special kinematics inherent in the device.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims describe preferred developments or refinements of the invention.
Um eine leichtgängige Handhabung der Vorrichtung zu ermöglichen, weist die Gewindepaarung eine derartige Gewindesteigung auf, dass allein infolge Federkraft des zumindest einen Federelements auf die Innenhülse diese selbsttätig innerhalb der Außenhülse verstellbar ist.In order to enable smooth handling of the device, the pair of threads has such a thread pitch that solely as a result of the spring force of the at least one spring element on the inner sleeve, the inner sleeve can be automatically adjusted within the outer sleeve.
Um eine komplikationslose Bestückung der Vorrichtung mit einer zu setzenden Schraube zu ermöglichen, weist die Außenhülse an ihrem zweiten Hülsenende einen Zentrierkonus für die aufzunehmende Schraube auf oder bildet einen solchen aus.In order to enable the device to be fitted with a screw to be set without complications, the outer sleeve has a centering cone for the screw to be received on its second sleeve end or forms such a centering cone.
Um einen beschränkten Zugänglichkeit der zu bestückenden Schraubnuss gerecht zu werden, weist die Innenhülse einen axial über das zweite Hülsenende der Außenhülse hinaus reichenden Hülsenabschnitt auf.In order to meet the limited accessibility of the screw nut to be loaded, the inner sleeve has a sleeve section that extends axially beyond the second sleeve end of the outer sleeve.
Um eine sichere Halterung der Schraube in der Vorrichtung zu gewährleisten, ist gemäß einer praxisnahen Ausführungsform das Klemmmittel zur reibschlüssigen Halterung der Schraube in der Innenhülse durch zumindest ein innerhalb der Innenhülse und/oder des Hülsenabschnitts derselben angeordnetes Reibschlussteil oder Elastomerteil gebildet.In order to ensure that the screw is held securely in the device, according to a practical embodiment, the clamping means for frictionally locking the screw in the inner sleeve is formed by at least one frictional connection part or elastomer part arranged inside the inner sleeve and/or the sleeve section thereof.
Im Hinblick auf besagte Innenhülse mit über die Außenhülse hinausreichendem Hülsenabschnitt kann gemäß einer alternativen zweiten Ausführung das Klemmmittel zur reibschlüssigen Halterung der Schraube in der Innenhülse durch zumindest ein innerhalb des Hülsenabschnitts derselben angeordnetes Reibschlussteil oder Elastomerteil gebildet sein, welches durch eine radiale Öffnung in der Wandung des Hülsenabschnitts hindurch mittels eines Elastomerelements oder eines Federelements gegen den Schraubenschaft vorgespannt ist.With regard to said inner sleeve with a sleeve section extending beyond the outer sleeve, according to an alternative second embodiment, the clamping means for frictionally locking the screw in the inner sleeve can be formed by at least one frictional connection part or elastomer part arranged within the sleeve section of the same, which can be formed by a radial opening in the wall of the Sleeve portion is biased through by means of an elastomer element or a spring element against the screw shank.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das Klemmmittel derart eingerichtet, dass dessen Klemmkraft kleiner einer auf die in die externe Schraubeinheit respektive deren Schraubnuss gesetzte Schraube wirkende Haltekraft ist.As the invention further provides, the clamping means is set up in such a way that its clamping force is less than the holding force acting on the screw set in the external screw unit or its screw nut.
Die Erfindung betrifft auch eine Manipuliereinheit mit zumindest einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art.The invention also relates to a manipulation unit with at least one device of the type described above.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Manipuliereinheit ist diese durch einen Industrieroboter zum Zuführen der Schraube zur externen Schraubeinheit gebildet.According to a preferred embodiment of the manipulation unit, this is formed by an industrial robot for feeding the screw to the external screwing unit.
Die Erfindung betrifft ferner eine Montageanlage mit einer Manipuliereinheit der vorstehend beschriebenen Art sowie mit einem Montagerahmen zur positionsgenauen Fixierung von Bauteilen, wobei der Montagerahmen zumindest eine Schraubeinheit zum Fügen der Bauteile untereinander mittels Schraube/n aufweist.The invention also relates to an assembly system with a manipulation unit of the type described above and with an assembly frame for fixing components in the exact position, the assembly frame having at least one screw unit for joining the components to one another using screw(s).
Vorteilhaft weist die Montageanlage zumindest eine Vorsortierstation auf, in welcher vorsortierte Schrauben mit dem Schraubenkopf nach unten auf einer Palette in definierten Positionen angeordnet sowie mittels Permanentmagnet/e oder Elektromagnet/e magnetisch gehalten sind/werden. Die magnetische Halterung der Schrauben auf der Palette eröffnet die Möglichkeit einer automatisierten Handhabung derselben mittels insbesondere einer Manipuliereinheit, wie einem Industrieroboter.Advantageously, the assembly system has at least one pre-sorting station in which pre-sorted screws are arranged with the screw head down on a pallet in defined positions and are held magnetically by means of permanent magnets or electromagnets. The magnetic mounting of the screws on the pallet opens up the possibility of automated handling of the same, in particular by means of a manipulation unit, such as an industrial robot.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Einzeldarstellung eines in einer Montageanlage des Fahrzeugbaus umlaufenden Montagerahmens nach dem Stand der Technik, welcher Montagerahmen mit auswechselbaren Rahmenmodulen bestückt ist, -
2 eine erste mögliche Ausführungsform einer in ein Rahmenmodul des Montagerahmens nach1 integrierten Schraubeinheit mit einer Schraubnuss zur Aufnahme einer Schraube, -
3 eine weitere mögliche Ausführungsform einer in ein Rahmenmodul des Montagerahmens nach1 integrierten Schraubeinheit mit einer Schraubnuss zur Aufnahme einer Schraube, -
4 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer ersten möglichen Ausführung einer erfindungsrelevanten Montageanlage, -
5 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer weiteren möglichen Ausführung einer erfindungsrelevanten Montageanlage, -
6 eine perspektivische Einzeldarstellung eines Industrieroboters der Montageanlage mit mehreren erfindungswesentlichen Vorrichtungen zur Aufnahme und zum Setzen von Schrauben in je eine Schraubnuss einer Schraubeinheit eines Rahmenmoduls des Montagerahmens nach1 (Ausführungsvariante 1 der besagten Vorrichtung), -
7 im Hinblick auf eine Vorrichtung nach5 bzw.6 eine beispielgebende Versuchsanordnung, -
8 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung nach6 bzw.7 , -
9 dieVorrichtung nach 8 teilweise montiert, -
10 eine Schnittdarstellung der vollständig montierten Vorrichtung nach6 bis 9 mit einer aufgenommenen Schraube, -
11 eine zweite Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube in eine Schraubnuss einer Schraubeinheit eines Rahmenmoduls,12 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung nach11 , und -
13a-c eine Versuchsanordnung mit der Darstellung der Funktionsweise der erfindungswesentlichen Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube in eine Schraubnuss einer Schraubeinheit eines Rahmenmoduls.
-
1 a perspective individual representation of a mounting frame rotating in an assembly plant for vehicle construction according to the prior art, which mounting frame is equipped with exchangeable frame modules, -
2 a first possible embodiment in a frame module of the mounting frame1 integrated screw unit with a screw nut to take a screw, -
3 another possible embodiment in a frame module of the mounting frame1 integrated screw unit with a screw nut to take a screw, -
4 a schematic representation of a section of a first possible embodiment tion of an assembly system relevant to the invention, -
5 a schematic representation of a section of another possible embodiment of an assembly system relevant to the invention, -
6 a perspective individual representation of an industrial robot of the assembly plant with several devices essential to the invention for receiving and for setting screws in a screw nut of a screw unit of a frame module of the assembly frame1 (Embodiment variant 1 of said device), -
7 in terms of a device5 or.6 an exemplary test arrangement, -
8th an exploded view of thedevice 6 or.7 , -
9 the device8th partially assembled, -
10 a sectional view of the fully assembleddevice 6 until9 with a captured screw, -
11 a second variant of a device for receiving and for setting a screw in a screw socket of a screw unit of a frame module,12 a sectional view of thedevice 11 , and -
13a-c an experimental arrangement showing the functioning of the device essential to the invention for receiving and setting a screw in a screw nut of a screw unit of a frame module.
Der Montagerahmen 1 und/oder die Rahmenmodule 2, 3, 4 umfassen mehrere in dieselben integrierte Schraubeinheiten 6, welche an einem freien, oberen Ende jeweils eine an sich bekannte Schraubnuss 7 mit einem Innensechskant zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme einer Schraube 8 respektive des Schraubenkopfes 8a derselben mit einem Außensechskant aufweist. Der Formschluss ergibt sich bekanntermaßen durch die korrespondieren Formschlusskonturen von Schraubnuss 7 und Schraubenkopf 8a, wogegen der Kraftschluss magnetisch bewirkt ist, indem der Schraubnuss 7 ein Permanent- oder Elektromagnet zugeordnet ist. Die Schraube 8 wird mit ihrem Schraubenschaft 8b nach oben in die betreffende Schraubnuss 7 gesetzt, bevor im Rahmen der besagten „Hochzeit“ die zu verschraubenden Bauteile auf den Montagerahmen 1 und die Rahmenmodule 2, 3, 4 desselben aufgesetzt und diese mittels Schrauben 8 untereinander gefügt werden.The assembly frame 1 and/or the
Bei den Industrierobotern 13a handelt es sich bevorzugt um Gelenkarmroboter (vgl.
Die Montageanlage 5 nach
Einem jeden Schraubenreservoir 19 ist ein an sich bekannter, vorzugsweise ebenfalls als Gelenkarmroboter ausgebildeter Vorsortierroboter 20 zugeordnet, welcher Schrauben 8 aufrecht mit dem Schraubenkopf 8a nach unten und in definierten Positionen auf eine Palette 21 absetzt. Die Palette 21 ist vorliegend auf einem Fördermittel 22 angeordnet, wodurch diese die hintereinander und gegenüberliegend angeordneten Vorsortierroboter 20 sozusagen abfährt.Each
Um die Schrauben 8 so auf der Palette 21 zu lagern, dass diese während der Fortbewegung und der sich anschließenden Aufnahme durch einen Industrieroboter 13a (Schraubensetzroboter) nicht umfallen, sind diese mittels Magnetkraft an der Palette 21 fixiert. Bevorzugt wird besagte Magnetkraft mittels Permanent- oder Elektromagnet nur in besagten definierten Positionen erzeugt, wodurch vorteilhaft ein Ablösen der Schrauben 8 von der Palette 20 durch einen Industrieroboter 13a (Schraubensetzroboter) vereinfacht allein durch seitliches Verschieben der Schrauben 8 bewirkt werden kann.
Die Vorrichtung 16 umfasst demnach eine Außenhülse 23, welche ein erstes Hülsenende 24 und ein zweites Hülsenende 25 aufweist, sowie eine in derselben gelagerte Innenhülse 26. Die Innenhülse 26 ist über eine Gewindepaarung mit korrespondierendem Außen-Gewinde 27 der Innenhülse 26 und Innen-Gewinde 28 der Außenhülse 23 derart in letzterer verstellbar gelagert, dass diese eine überlagerte Bewegung aus einer axialer und einer Drehbewegung ausführt. Die Innenhülse 26 ist ferner einenends mittels zumindest eines Federelements 29, vorliegend in Form einer Schraubenfeder, sowie über einen Hülsendeckel 30, beispielgebend in Form eines Schraubdeckels, am ersten Hülsenende 24 der Außenhülse 23 axial abgestützt. Die Gewindepaarung weist dabei bevorzugt eine derartige Gewindesteigung auf, dass allein infolge Federkraft des Federelements 29, vorliegend der Schraubenfeder, auf die Innenhülse 26 diese leichtgängig und selbsttätig innerhalb der Außenhülse 23 verstellbar ist.The
Anderenends weist die Innenhülse 26 eine Aufnahmeöffnung 31 zur axialen Aufnahme des Schraubenschaftes 8b einer mit dem Schraubenschaft 8b voran in die Aufnahmeöffnung 31 gesteckten oder steckbaren und mittels des Schraubenkopfes 8a sich axial an der Stirnseite der Innenhülse 26 abstützenden Schraube 8 auf. Am freien, zweiten Hülsenende 25 der Außenhülse 23 ist ein Zentrierkonus 33 für die aufzunehmende Schraube 8 ausgebildet.At the other end, the
Gemäß
An der Außenkontur der Außenhülse 23 sind Befestigungsmittel 34 zur Befestigung der Vorrichtung 16 an der Manipuliereinheit 13, vorliegend in Form des Industrieroboters 13a, angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsmittel 34 durch zwei mit je einer Bohrung versehene Befestigungsflansche gebildet, um die Vorrichtung 16 mittels beispielsweise nicht zeichnerisch dargestellter Schrauben am Endglied 15 des Industrieroboters 13a befestigen zu können.Fastening means 34 for fastening the
Die Ausführungsform der Vorrichtung 16' zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube 8 auf eine Schraubnuss 7 gemäß den
Anhand der
Gemäß
Ist dagegen die Schraubnuss 7 gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Montagerahmenmounting frame
- 22
- Rahmenmodulframe module
- 33
- Rahmenmodulframe module
- 44
- Rahmenmodulframe module
- 55
- Montageanlageassembly plant
- 66
- Schraubeinheitscrew unit
- 77
- Schraubnussnut
- 88th
- Schraubescrew
- 8a8a
- Schraubenkopfscrew head
- 8b8b
- Schraubenschaftscrew shank
- 99
- Stütz- und/oder FixierelementSupporting and/or fixing element
- 1010
- Schraubstellescrew point
- 1111
- Montagebereichassembly area
- 1212
- Schraubenreservoirscrew reservoir
- 1313
- Manipuliereinheitmanipulation unit
- 13a13a
- Industrieroboterindustrial robot
- 1414
- Vorhaltebereichlead area
- 1515
- Endgliedfinal link
- 1616
-
Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube 8Device for receiving and setting a
screw 8 - 16'16'
-
Vorrichtung zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube 8Device for receiving and setting a
screw 8 - 1717
- Halterung bracket
- 1818
- Vorsortierstationpre-sorting station
- 1919
- Schraubenreservoirscrew reservoir
- 2020
- Vorsortierroboterpre-sorting robot
- 2121
- Palettepalette
- 2222
- Fördermittel funding
- 2323
- Außenhülseouter sleeve
- 2424
- erstes Hülsenendefirst sleeve end
- 2525
- zweites Hülsenendesecond sleeve end
- 2626
- Innenhülseinner sleeve
- 2727
- Außen-Gewindeexternal thread
- 2828
- Innen-GewindeInner thread
- 2929
- Federelementspring element
- 3030
- Hülsendeckelcase cover
- 3131
- Aufnahmeöffnungintake opening
- 3232
- Klemmmittelclamping means
- 32a32a
- Elastomerteilelastomer part
- 3333
- Zentrierkonuscentering cone
- 3434
- Befestigungsmittelfasteners
- 3535
- Hülsenabschnittsleeve section
- 3636
- Wandungwall
- 3737
- Federelementspring element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- EP 2665580 B1 [0013]EP 2665580 B1 [0013]
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