DE20316090U1

DE20316090U1 - Tragarmsystem zur Aufnahme von Handschraubern

Info

Publication number: DE20316090U1
Application number: DE20316090U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2013-10-22

Abstract

Tragarmsystem mit wenigstens zwei Armen (3, 4) zur Aufnahme von Handschraubern (6) mit Mitteln zur Abspeicherung von Positionen in wenigstens einer Achse,
wobei Mittel zur Erfassung von Positionen aus Gebern (7, 8, 9) eines Absolutwertsystems für wenigstens drei Achsen des Tragarmsystems vorhanden sind,
wobei die erfassten Positionen in einer Steuerelektronik abspeicherbar sind,
wobei wenigstens zwei Positionen des Handschraubers (6) gegenüber einer einzuschraubenden Schraube erfassbar und abspeicherbar sind, dadurch gekennzeichnet,
dass ein hinterer Arm horizontal schwenkbar an einem Gestell oder Ständer angeordnet ist,
dass ein vorderer Arm an seinem vorderen Ende eine Aufnahme für den Handschrauber trägt,
dass der vordere Arm an seinem hinteren horizontal und vertikal schwenkbar mit dem hinteren Arm oder einem Zwischenarm verbunden ist, und dass der vordere in seiner vertikalen Position durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder vorgespannt ist.

Description

Im Bereich der Handhabungs- und Fertigungstechnik werden Tragarm, Parallelarme, Federzug oder sonstige Haltevorrichtungen eingesetzt, an denen ein Handschrauber aufgehängt oder montiert ist. Dies hat den Sinn, dass einerseits das zu verschraubende Drehmoment aufgefangen wird und dass die Schrauber andererseits arbeitsgerecht positioniert werden können.
Bei einigen Verschraubungen ist eine bestimmte Schraub-Reihenfolge einzuhalten, z.B. das Anziehen über Kreuz. Ebenso ist es wichtig, dass keine Verschraubung vergessen wird. Weiter ist sicherzustellen, dass sämtliche Unterlegscheiben und Sprengringe mit verschraubt werden.
Bisher werden die Schraubreihenfolge, die Schraubenzahl und die Schraubenkontrolle getrennt voneinander mit den unterschiedlichsten Vorrichtungen geprüft. Mit einem EC-Schrauber ist die Anzahl der Verschraubungen sowie ein exaktes Schraubergebnis gewährleistet. Das Verschrauben erfolgt mit geprüftem Drehmoment über einen Dehnungsmessstreifenaufnehmer und winkelgenau über einen Drehgeber.
Ein Anbieter ist bekannt, der ein X-Y-System besitzt, mit dem Positionen angefahren werden und in der oben beschriebenen Weise kontrolliert werden können. Die Z-Achse ist nicht realisiert. Andere Anbieter versuchen über unhandliche Sondermaschinen so genannte X-Y-Z Armen die Position vorzugeben. Alle Systeme, die leicht in der Position verändert werden können, müssen vor Arbeitsbe ginn auf einen Maschinen-Nullpunkt eingestellt werden. Die anderen Systeme sind starr mit festen Initiatoren in der Position vorgegeben.
Aus der unveröffentlichten DE-U-201 16 080 ist ein handbetätigtes Tragarmsystem mit wenigstens zwei Armen zur Aufnahme von Handschraubern mit Mitteln zur Abspeicherung von Positionen in wenigstens einer Achse bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Mittel zur Erfassung von Positionen aus wenigstens einem Geber eines Absolutwertsystems bestehen, wobei wenigstens zwei Positionen des Handschraubers gegenüber einer einzuschraubenden Schraube mittels einer Steuerelektronik erfassbar und in dieser abgespeicherbar sind. Eine erste Position ist nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine Startposition des Handschraubers und eine zweite Position eine Abschaltposition des Handschraubers nach ordnungsgemäßer Verschraubung. Vorzugsweise ist die Startposition und/oder die Abschaltposition zum Ausgleich von Toleranzen als Einstellfenster ausgelegt. Vorzugsweise wird die Abschaltposition entsprechend einem geprüften Drehmoment erfasst. Nach einer bevorzugten Ausführung sind Mittel zur Erfassung von Positionen aus Gebern eines Absolutwertsystems für wenigstens drei Achsen des Tragarmsystems vorhanden, wobei die erfassten Positionen in der Steuerelektronik abspeicherbar sind. Vorzugsweise sind der oder die Geber SSI-Geber.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Tragarmsystem dahingehend weiter zu entwickeln, dass neben den genannten Merkmalen und Vorteilen die Schraubarbeit für den Benutzer wesentlich erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß Tragarmsystem mit wenigstens zwei Armen (3, 4) zur Aufnahme von Handschraubern mit Mitteln zur Abspeicherung von Positionen in wenigstens einer Achse, wobei Mittel zur Erfassung von Positionen aus Gebern eines Absolutwertsystems für wenigstens drei Achsen des Tragarmsystems vorhanden sind, wobei die erfassten Positionen in einer Steuerelektronik abspeicherbar sind, wobei wenigstens zwei Positionen des Handschraubers gegenüber einer einzuschraubenden Schraube erfassbar und abspeicherbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinterer Arm horizontal schwenkbar an einem Gestell oder Ständer angeordnet ist, dass ein vorderer Arm an seinem vorderen Ende eine Aufnahme für den Handschrauber trägt, dass der vordere Arm an seinem hinteren horizontal und vertikal schwenkbar mit dem hinteren Arm oder einem Zwischenarm verbunden ist, und dass der vordere in seiner vertikalen Position durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder vorgespannt ist. Eine erste erfasste Position ist eine Startposition des Handschraubers ist und eine zweite erfasste Position ist eine Abschaltposition des Handschraubers nach ordnungsgemäßer Verschraubung, wobei die Startposition und/oder die Abschaltposition zum Ausgleich von Toleranzen als Einstellfenster ausgelegt sind. Der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ist bei Erreichen einer ersten erfassten Position kraftlos schaltbar, wobei die erste erfasste Position die Startposition für den Handschrauber ist und die Kraftlosschaltung zu Beginn des Einschaltfensters erfolgt. Der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ist bei Erreichen einer zweiten erfassten Position aktivierbar, wobei die zweite erfasste Position die Abschaltposition für den Handschrauber ist. Die Kraftlosschaltung und die Aktivierung erfolgen automatisch gemäß den erfassten und gespeicherten Positionen. Die wesentliche Arbeitserleichterung für den Benutzer liegt darin, dass dieser den Handschrauber an dem Tragarmsystem von Hand lediglich zu der Position des Startfensters führen muss und das Einschrauben durch das Eigengewicht der Konstruktion gefördert wird, so dass der Benutzer den Handschrauber nicht nachführen muss. Automatisch hebt sich der Handschrauber nach Erreichen der Einschraubposition wieder und kann zur nächsten Schraube geführt werden.
Das erfindungsgemäße handbetätigte Tragarmsystem besteht gemäß den beiliegenden Zeichnungen aus einem Gestell 1 mit einer Befestigung 2 für einen ersten in einer Ebene S schwenkbaren Arm 3, mit dem ein Parallelarm 4 verbunden ist, der in einer parallelen Ebene S' schwenkbar angeordnet ist, der aber an dem ersten Arm 3 derart angelenkt ist, dass er auch senkrecht zu den Ebenen S und S' verschwenkbar ist. Der Parallelarm 4 ist mit einem Hydraulik- oder Pneumatikzylibder 16 verbunden, der über Schläuche 17 mit einer Hydraulik- oder Pneumatiksteuerung verbunden ist. Der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 16 spannt den Parallelarm 4 normalerweise vor, so dass er über die Arbeitsfläche geführt werden kann. Am freien Ende des Parallelarms 4 befindet sich eine Halterung 5 für einen Handschrauber 6. In die X-Achse zwischen der Befestigung 2 und dem Arm 3 und in die Y-Achse zwischen dem Arm 3 und dem Parallelarm 4 werden 13Bit-SSI-Geber 7, 8 eingebaut. In die Z-Achse, um die der Parallelarm zur senkrechten Verschwenkung dreht, ist ein 15Bit-SSI-Geber 9 eingebaut. Die Auswertelektronik ist in einem Gehäuse 10 mit nur drei Tastern 14 und einem Schlüsselschalter 11 untergebracht. Die Anzeige der verschiedenen Betriebszustände erfolgt über drei LED 12 und ein vierzeiliges LCD-Display. Die Steuerelektronik ist frei programmierbar.
Die Positionseingabe erfolgt in zwei Schritten:

– Startposition: Schraube ist noch nicht eingeschraubt und steht unmittelbar über der Schraubposition;
– Abschaltposition: Schraube ist ordnungsgemäß verschraubt.

Beispielsweise wird dabei die Schraube per Hand leicht angeschraubt oder über Magnetbit bzw. Vakuumhülse in Einschraubposition gebracht. Der Schrauber wird mit der Schraube in Verbindung gebracht und die Startposition wird durch Tastenbetätigung in der Steuerelektronik abgespeichert (Startfenster). Die Schraube wird darauf mit allen Unterlegteilen korrekt eingeschraubt. Nach erfolgter Momentenabschaltung des Schraubers wird die erreichte Position ebenfalls abgespeichert (Momentenabschaltfenster). Nun ist sichergestellt, dass nur in der jeweiligen Starposition der Schrauber dreht und entsprechend der Übereinstimmung im Momentabschaltpunkt durch die Steuerelektronik eine IO-Verschraubung signalisiert wird. Wird während des Einschraubvorgangs der Schrauber wieder nach oben bewegt, erfolgt ein Signal, das eine NIO-Verschraubung anzeigt. Dies erfolgt ebenso, wenn das Abschaltmoment nicht in der richtigen Position im Momentenabschaltfenster erfolgt. Über die Elektronik wird die Genauigkeit der Posi tion vorgegeben. Entsprechend der Größe des Einstellfensters wird festgelegt, wie weit die Schrauberposition vom Startfenster entfernt sein darf. Dies ist notwendig, um die Lose im Bit, der Bithalte, sowie der Schrauben und der Werkstücktoleranzen auszugleichen. Je genauer die Vorrichtung und das Werkstück sind, umso enger kann das Einstellfenster gewählt werden. Diese Kombination von Startfensterposition und Abschaltposition ergibt eine exakte Aussage darüber, ob die richtige Schraube an der richtigen Stelle mit allen erforderlichen Unterlegteilen verschraubt wurde. Über eine zusätzlich aktivierbare Schraubzeit wird der Schraubvorgang nach Ablauf derselben unterbrochen. Ausgerissenes Gewinde oder zu lange Schrauben werden erkannt.
Erreicht das von einem Benutzer geführte Tragarmsystem eine Einschaltposition für den Handschrauber 6 schaltet die Hydraulik- oder Pneumatiksteuerung 15 den Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 16 kraftlos, so dass das Verschrauben unter Beaufschlagung mit dem Eigengewicht des Handschraubers und des Parallelarms 4 mit den Zylinder 16 erfolgt. Der Benutzer muss den Handschrauber also nicht nachführen. Bei Erreichen der Einschraubposition aktiviert die Hydraulik- oder Pneumatiksteuerung l5 wieder den Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 16, so dass der Parallelarm 4 wieder vorgespannt wird und leicht abhebt.

Claims

Tragarmsystem mit wenigstens zwei Armen (3, 4) zur Aufnahme von Handschraubern (6) mit Mitteln zur Abspeicherung von Positionen in wenigstens einer Achse, wobei Mittel zur Erfassung von Positionen aus Gebern (7, 8, 9) eines Absolutwertsystems für wenigstens drei Achsen des Tragarmsystems vorhanden sind, wobei die erfassten Positionen in einer Steuerelektronik abspeicherbar sind, wobei wenigstens zwei Positionen des Handschraubers (6) gegenüber einer einzuschraubenden Schraube erfassbar und abspeicherbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinterer Arm horizontal schwenkbar an einem Gestell oder Ständer angeordnet ist, dass ein vorderer Arm an seinem vorderen Ende eine Aufnahme für den Handschrauber trägt, dass der vordere Arm an seinem hinteren horizontal und vertikal schwenkbar mit dem hinteren Arm oder einem Zwischenarm verbunden ist, und dass der vordere in seiner vertikalen Position durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder vorgespannt ist.
Tragarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste erfasste Position eine Startposition des Handschraubers (6) ist und dass eine zweite erfasste Position eine Abschaltposition des Handschraubers nach ordnungsgemäßer Verschraubung ist, wobei die Startposition und/oder die Abschaltposition zum Ausgleich von Toleranzen als Einstellfenster ausgelegt sind.
Tragarmsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder bei Erreichen einer ersten erfassten Position kraftlos schaltbar ist.
Tragarmsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste erfasste Position die Startposition für den Handschrauber ist, wobei die Kraftlosschaltung zu Beginn des Einschaltfensters erfolgt.
Tragarmsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder bei Erreichen einer zweiten erfassten Position aktivierbar ist.
Tragarmsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite erfasste Position die Abschaltposition für den Handschrauber ist.