DE3416344C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen und Eindrehen von Schrauben mit den Merkmalen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung.

Aus der US-PS 29 73 021 ist ein tragbares Schraubwerkzeug bekannt, das mit Preßluft als Antrieb arbeitet. Es besitzt einen Schraubenhalter, dem automatisch über einen flexiblen Zuführschlauch die Schrauben vereinzelt zugeführt werden. Dieser Schraubenhalter wird mittels einer Kolbenstange, die in einem Druckluftzylinder geführt wird, achsial in Richtung der Schraubenachse an der Schraubvorrichtung geführt.

Eine derartige Führung ist u. a. auch aus der DE-PS 22 36 696 bekannt. Dabei wird die dem Halter zugeführte Schraube mittels einer axialen Bewegung des an der drehbar und axial beweglich in der Vorrichtung gelagerten Schraubspindel angebrachten Schraubwerkzeuges mit dem Schraubwerkzeug in Eingriff gebracht, welches außerdem die während des Einschraubvorganges erforder­ liche Vorschubbewegung ausführt.

Bei dieser Anordnung muß zwischen dem gehäusefesten Antriebs­ motor und der in aller Regel mittels eines Pneumatikzylinders in axialer Richtung bewegten Schraubspindel stehts ein Über­ tragungsgetriebe eingeschaltet sein, welches insbesondere im Falle größerer Schrauben mit entsprechend hohen Anzugskräften relativ schwer und raumaufwendig gestaltet sein muß. Angesichts der begrenzten Tragkraft des Gerätearms eines Industrieroboters erfordern daher die bekannten Schraubeinrichtungen den Einsatz eines entsprechend schweren und raumaufwendigen Roboters.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schraub­ vorrichtung der eingangs genannten Art in der Weise weiter zu entwickeln, daß auch größere Schrauben, z. B. Maschinen­ schrauben mit einem Gewinde größer M 6, unter Einsatz eines relativ kleinen und kostengünstigen Industrieroboters selbst­ tätig in Werkstücke eingedreht werden können.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen und der Beschreibung, worin im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erörtert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schraubvorrichtung bei Über­ nahme einer mittels eines flexiblen Zuführrohres zugeführten Schraube, und

Fig. 2 die Schraubvorrichtung zu Beginn des Eindrehvor­ ganges.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist am Gerätearm 1 eines Industrie­ roboters ein Schenkel 2 a einer L-förmigen Grundplatte 2 be­ festigt. Ein weiterer Schenkel 2 b der Grundplatte 2 trägt ei­ nen Antriebsmotor 3, welcher eine Schraubspindel 4 und ein daran befestigtes Schraubwerkzeug 5 antreibt. Zwischen dem Antriebsmotor 3 und der Schraubspindel 4 bzw. dem Schraub­ werkzeug 5 ist eine Meßdose 6 eingeschaltet, welche in bekannter, hier nicht näher erläuterter Weise das vom Schraubwerkzeug 5 auf die Schraubspindel 4 übertragene Drehmoment mißt. Das jeweilige Meßergebnis wird mittels der Verbindungsleitungen 7 und 8 in die zentrale Steuereinheit 9 des Industrieroboters einge­ geben.

Zwischen der Grundplatte 2 und einer daran befestigten Gerä­ teplatine 10 sind zwei Pneumatikzylinder 11 und 12 angeordnet, in welchen Kolbenstangen 13 und 14 geführt sind. Hierfür wer­ den handelsübliche Pneumatikzylinder mit durchgehender Kolben­ stange verwendet, welche durch entsprechende Beaufschlagung einer Zuleitung 15 und einer Rückleitung 16 in eine hin- und hergehende Bewegung von definierter Größe versetzt werden kann.

Am freien Ende der Kolbenstangen 13 und 14 ist ein Schrauben­ halter 17 befestigt, in dessen Bohrung 17 a das Schraubwerk­ zeug 5 drehbar und axial verschieblich geführt ist. An seinem oberen Ende trägt der Schraubenhalter 17 eine mittels einer Überwurfmutter 19 gehaltene Spannhülse 18 für die in das Werk­ stück 20 einzudrehenden Schrauben 21.

Die Zuführung der Schrauben 21 zu der Spannhülse 18 erfolgt mittels eines flexiblen Zuführrohres 22, welches schwenkbar an einem am Schraubenhalter 17 befestigten Träger 23 angelenkt ist. Das Zuführrohr 22, welches unter der Wirkung einer An­ druckfeder 24 steht, ragt in eine entsprechende Aussparung des Schraubenhalters 17 hinein. Beim Zurückziehen des Schrau­ benhalters 17 wird das Zuführrohr 22 mittels eines an der Pla­ tine 10 angebrachten Anschlages 25 aus der Bahn des Schraub­ werkzeuges 5 geschwenkt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung ist nun folgende:

In der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung der Vor­ richtung wird zunächst durch das Zuführrohr 22 eine Schraube 21 in die Spannhülse 28 des Schraubenhalters 17 eingeschossen. Hierauf wird durch entsprechendes Beaufschlagen der Zuleitun­ gen 15 und 16 der Pneumatikzylinder 11 und 12 der Schrauben­ halter 17 mit der darin befindlichen Schraube 21 in Pfeil­ richtung A soweit zurückgezogen, daß die Spitze 5 a des Schraub­ werkzeuges 5 mit dem Schlitz der Schraube 21 in Eingriff kommt. Natürlich könnte das Schraubwerkzeug 5 anstelle der in der Figur dargestellten Schraubendreherspitze 5 a auch ein Schraubenschlüsselprofil tragen, wie es zum Einschrauben größer­ er Maschinenschrauben erforderlich ist.

Nachdem der Schraubenhalter 17 die in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht hat, beginnt der Gerätearm 1 seine in Pfeilrich­ tung B verlaufende Zustellbewegung, welche die Schraube 21 in das am Werkstück vorbereitete Gewinde 20 a einführt. Während des eigentlichen Einschraubvorganges muß der Schraubenhalter 17 nochmals zurückgezogen werden, damit die Schraube 21 in dem Maße, in welchem sie in das Werkstück 20 eingedreht wird, aus dem Schraubenhalter 17 bzw. aus der Spannhülse 18 hervor­ tritt. Dieser Vorgang wird mittels der Meßdose 6 über die zentrale Steuereinheit 9 in dem Augenblick eingeleitet, in welchem aufgrund des beginnenden Schraubvorganges ein erhöhtes Drehmoment am Schraubwerkzeug 5 auftritt.

Eine weitere Erhöhung des Drehmomentes, wie sie durch das Anziehen der Schraube 21 in ihrer endgültigen Lage hervorge­ rufen wird, bewirkt über die Meßdose 6, welche eine solche Erhöhung des Drehmomentes an die zentrale Steuereinheit 9 mel­ det, ein Stillsetzen und eine nachfolgende Drehrichtungsände­ rung des Antriebsmotors 3. Ferner ist die Steuereinheit 9 so programmiert, daß sie im Anschluß an diesen Vorgang die Rückkehr des Schraubenhalters 17 sowie des Gerätearms 1 in ihre Ausgangsstellungen veranlaßt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum automatischen Zuführen und Eindrehen von Schrauben mit einer drehbar in der Vorrichtung gelagerten ein Schraubwerkzeug tragenden Schraubspindel, mit einem flexiblen Zuführrohr für die einzudrehenden Schrauben und mit einem die zugeführten Schrauben in Bereitschaftsstellung haltenden Schrauben­ halter, wobei der Schraubenhalter in Richtung der Schraubenachse beweglich an der Schraubvorrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubvorrichtung an dem mindestens in Rich­ tung (A-B) der Schraubenachse beweglichen Gerätearm (1) eines Industrieroboters befestigt ist, daß dabei eine am Gerätearm (1) des Industrieroboters befestigte L-förmige Grundplatte (2) vorgesehen ist, deren Schen­ kel (2 a) mit dem Gerätearm (1) verbunden ist, und deren Schenkel (2 b) den Schraubmotor (3) trägt sowie den beiden Druckluftzylindern (11, 12) - die die Zustell- und Rückführbewegung eines das Schraubwerkzeug (5) führenden Schraubenhalters (17) ausführen - an ihren den Kolbenstangenenden abgewandten Zylinderenden als Lagerplatte dient, und eine am Schenkel (2 a) befestigte Lagerplatte (10) zum Abstützen der kolbenstangenseiti­ gen Enden der Druckluftzylinder (11, 12) angeordnet ist, daß ferner ein als Teil des Schraubenhalters (17) ausgebildeter Schraubenhalterflansch vorgesehen ist, in dem die Kolbenstangenden der Kolbenstangen (13, 14) der Druckluftzylinder (11, 12) befestigt sind und daß eine am Schraubenhalter (17) angeordnete, die einzu­ schraubende Schraube (21) beim Einschraubvorgang haltende Einrichtung (18, 19), sowie eine gleichfalls am Schraubenhalter (17) befestigter Träger (23) mit einem Schraubenzuführrohr (22) angeordnet sind, das mit einem Schraubenzuführkanal (17 a) des Schraubenhalters (17) in eine Mündungsstellung bringbar ist und daß schließlich eine Steuereinrichtung (9) zum Steuern des Gerätearms (1), des Schraubmotors (3), des Einschraubmomentes und der Druckluftzylinder (11, 12 ) vorgesehen ist, die nach Maßgabe des fortschreitenden Zufuhr- und Einschraubvor­ ganges die Zustell- sowie Rückstellbewegung des Schrau­ benhalters (17) vornimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubspindel (4) unmittelbar mit dem Schraub­ motor (3) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Schraubspindel (4) aufgesteckte Schraubwerkzeug (5) drehbar und achsial verschieblich in dem Schraubenhalter (17) geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ablauf des Schraubvorganges wenigstens teilweise in Abhängigkeit von dem am Schraubwerkzeug (5) angreifenden Drehmoment steuernde Steuereinrichtung (6, 9) vorgesehen ist.