DE3623481A1 - Vorrichtung zur automatischen anbringung von befestigungsschrauben - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen anbringung von befestigungsschrauben

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur automatischen Anbringung von Befestigungsschrauben an einem Gegenstand und insbesondere das Gewindeschneiden selbstschneidender Schrauben in einer Bohrung des Gegenstandes und das Befestigen der selbstschneidenden Schrauben an dem Gegenstand.
Beim automatischen Zusammenbau von Gegenständen werden Gewindebolzen oder Schrauben verwendet. Das auf die Schrauben aufgebrachte Drehmoment wird gesteuert. Wenn das Drehmoment einen maximalen Grenzwert überschreitet, kann die Schraube abscheren. Um dies zu verhindern, wird ein Steuerungssystem verwendet, welches das maximal zulässige Drehmoment, das auf die Schraube aufgebracht werden darf, reguliert. Wenn selbstschneidende Schrauben verwendet werden, sind zwei Drehmomenthöhen erforderlich. Ein Drehmomentniveau ist nötig, um die Gewindegänge in die Bohrung des Gegenstandes einzuschneiden, während das andere Drehmomentniveau gebraucht wird, um die Schraube an dem Gegenstand zu befestigen. Bislang wurde lediglich ein Drehmomentniveau benützt, und zwar das, welches zum Befestigen der Schraube an dem Gegenstand erforderlich war. Somit wurde während des Gewindeschneidvorganges ein unzureichendes Drehmoment auf die Schraube aufgebracht. Wenn alternativ dazu ein ausreichendes Drehmoment auf die Schraube aufgebracht wurde, um die Gewindegänge in die Bohrung des Gegenstandes einzuschneiden, überschritt das Drehmoment häufig das zum Befestigen der Schraube an dem Gegenstand erforderliche Anzugsmoment. Bei einem Handhabungsautomaten zum Befestigen selbstschneidender Schrauben an Gegenständen, insbesondere Blechen, ist es erforderlich, das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment zu steuern. Dieses Steuerungssystem muß das Drehmomentniveau derart regulieren, daß das maximal zulässige Drehmoment während des Schneidvorganges größer ist als das maximal zulässige Drehmoment während der Anzugsphase. Es wurden bereits verschiedene Typen von Handhabungssystemen ersonnen. Die folgenden Druckschriften benennen die wichtigsten von ihnen: US-PS 37 46 185 Gartner u. a. vom 17. Juli 1973, FR-PS 20 40 681, Rioult vom 22. Januar 1971, IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 24, Nr. 5, Seiten 26 und 26, Westermann, vom Oktober 1981.
Die wichtigsten Teile der obigen Veröffentlichungen können wie folgt zusammengefaßt werden:
Gartner u. a. beschreiben eine Handhabungshilfe, welche ein vakuumbetriebenes Gegengewicht zum Anheben schwerer Gegenstände verwendet. Die Handhabungshilfe umfaßt eine Vakuumdrehmomenteinrichtung und ein vakuumbetriebenes Gegengewicht, welches nur dann wirksam ist, wenn das Drehmoment auf den anzuhebenden Gegenstand wirkt. Das Gegengewicht besitzt einen Kolben, der mit einem Hebearm und einem vakuumbetriebenen Ventil verbunden ist. Das Ventil wird durch die Vakuumdrehmomentseinrichtung gesteuert.
Rioult offenbart eine Vorrichtung zum Ergreifen und Transportieren leichter Gegenstände. Der Gegenstand liegt an einem ersten Ende eines Saugrohres an, auf welches ein Unterdruck aufgegeben wird. Das Saugrohr wird dann bewegt, um den Gegenstand an einem anderen Gegenstand anzuordnen, der mit diesem dauerhaft verschmolzen wird.
Westermann beschreibt einen Drucksensor, der einen Unterdruck- oder Überdruck-Tastschalter verwendet. Dieser Schalter wird benutzt, um das erfolgreiche Anheben eines Teiles mittels eines vakuumbetriebenen Aufnahmekopfes eines Roboters zu signalisieren. Ein Signal wird an einen Computer übertragen, der den Aufnahmekopf des Roboters steuert.
Gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum automatischen Anbringen einer Befestigungsschraube an einem Gegenstand vorgesehen. Diese Vorrichtung umfaßt eine Halteeinrichtung zum lösbaren Halten der Befestigungsschraube angrenzend an eine Bohrung des Gegenstandes und eine Antriebseinrichtung zum Aufbringen eines Drehmomentes auf die Halteeinrichtung. Diese Antriebseinrichtung erzeugt ein Signal, welches das auf die Halteeinrichtung aufgebrachte Drehmoment angibt. Darüber hinaus umfaßt die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung, die in Abhängigkeit des von der Antriebseinrichtung abgegebenen Signals die Antriebseinrichtung derart steuert, daß das auf die Halteeinrichtung aufgebrache Drehmoment einen ersten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, wenn die Schraube Gewindegänge in die Bohrung des Gegenstandes schneidet, und einen zweiten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, nachdem die Gewindegänge in der Bohrung geschnitten sind und während die Schraube an dem Gegenstand festgeschraubt wird.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum automatischen Anbringen einer Schraube an einem Gegenstand vorgesehen. Dieses Verfahren umfaßt den Schritt des lösbaren Festhaltens der Schraube in Berührung mit dem Gegenstand, danach wird auf die Schraube ein Drehmoment aufgebracht und ein Signal erzeugt, welches das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment angibt. Das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment wird abhängig von dem angezeigten Signal gesteuert, so daß das aufgebrachte Drehmoment einen ersten vorbestimmten Wert nicht überschreitet, wenn die Schraubegewindegänge in eine Bohrung in dem Gegenstand einschneidet und einen zweiten vorbestimmten Wert nicht überschreitet, nachdem die Gewindegänge in der Bohrung geschnitten sind und während die Schraube an den Gegenstand festgeschraubt wird.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung mit verschiedenen Elementen der Vorrichtung zum automatischen Anbringen von Befestigungsschrauben an einen Gegenstand,
  • Fig. 2 in einem Ausschnitt eine schematische Ansicht eines Roboterarmes mit Schraubantrieb und Unterdrucksystem, welches in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verwendet wird und
  • Fig. 3 einen Drehmomentverlauf des auf die Schraube aufgebrachten Drehmomentes.
In den Figuren der Zeichnung werden für gleiche oder gleichartige Bauteile identische Bezugszeichen verwendet. Die Fig. 1 zeigt schematisch die verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung. Dieses Vorrichtung ist für viele Anwendungsbereiche geeignet, nicht nur für die in dieser Beschreibung besonders erwähnten.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Schraubvorrichtung einen handelsüblichen Standardroboter 10 mit einem drehbar angebrachten Arm 12, der einen Kolben 14 aufweist, der aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Ein Schraubantrieb, welcher in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 16 benannt ist, ist auf Schiebeführungen angebracht. Die Bewegung des Roboters 10 wird durch eine Robotersteuerung geregelt, die allgemein durch die Bezugsziffer 18 benannt ist. Auf einem Tisch ist eine Schraubezuführeinrichtung 20 befestigt. Die Schraubenzuführeinrichtung 20 besitzt einen Behälter 22, in welchem ein Vorrat an selbstschneidenden Schrauben untergebracht ist. Der Behälter 22 ist mit einem Vorschubmechanismus verbunden, der allgemein durch die Bezugsziffer 24 benannt ist und welcher in bestimmten Taktzeiten schrittweise die Schrauben bis zu einer Stele 26 zur Schraubenaufnahme befördert. An dem Roboterarm 12 ist eine Vakuumeinheit 28 befestigt. Die Vakuumeinheit 28 ist mit dem Schraubantrieb 16 verbunden. Wenn der Schraubantrieb 16 über dem Aufnahmepunkt 26 für die Schrauben angeordnet ist, wird auf die Schraubenfassung (Bit) 30 ein Unterdruck aufgegeben. Das bewirkt, daß die Schraube an dem Aufnahmepunkt 26 lösbar an dem Bit 30 befestigt wird. Die Stromversorgung 32 ist mit dem Schraubantrieb 16 verbunden, um den Motor 34 zu versorgen. Der elektrische Strom, der abhängig von dem auf das Bit 30 sich mit der lösbar befestigten Schraube aufgegebene Drehmoment wird durch ein in einem Gehäuse 37 untergebrachten Signalanalysegerät 36 geführt. Das Analysegerät 36 ist ein Steuerungsgerät, welches mit einem Algorithmus arbeitet, der den gemessenen elektrischen Strom oder das Drehmoment mit dem maximal zulässigen Drehmoment oder dem gewünschten Drehmomentprofil vergleicht. So kann z. B. der Ausgang des Analysegerätes 36 ein An-/Aus-Signal sein, welches der Robotersteuerung 16 zugeleitet wird, so daß die Schraubvorrichtung betrieben oder abgeschaltet wird.
Während des Betriebs stellt der Roboter den Schraubantrieb 16 über eine Schraube, die an dem Aufnahmepunkt 26 für die Schrauben angeordnet ist. Die Vakuumeinheit 28 wird angeschaltet und ein Magnetkolben 40 (Fig. 2) schiebt den Schraubantrieb 16 nach unten, bis das Bit 30 oberhalb der Aufnahmestelle 26 für die Schrauben liegt. Das Bit 30 nimmt nun die Schraube auf. Zu dieser Zeit dreht sich der Schraubantrieb 16, um zu bewirken, daß die Schraube mit dem Bit 30 fluchtet. Nach Empfang des Signales von der Vakuumeinheit, welches anzeigt, daß die Schraube aufgenommen wurde, schiebt der Magnetkolben 40 den Schraubantrieb 16 nach oben. Die Bewegung des Kolbens 14 wird durch Schutzrohrkontakte gesteuert, welche den Schraubantrieb 16 abstellen. Der Roboter 10 dreht dann den Arm 12 in die Stellung, in der der Schraubantrieb 16 in der Gegend der Bohrung angeordnet ist, und sendet ein Signal an das Analysegerät 36, damit die Drehung und die Zustandsüberwachung der Schraube beginnt. Der Magnetkolben 40 verschiebt dann den Schraubantrieb 16 nach unten in eine Stellung, in der die Schraube in dem Bit 30 an die Bohrung des Gegenstandes angrenzt, um das Gewinde zu schneiden. Das Analysegerät 36 gibt ein Signal an den Roboter, wenn die Anbringung der Schraube abgeschlossen ist, ob eine gute oder eine schlechte Verbindung hergestellt wurde, worauf der Schraubantrieb abgeschaltet wird. Der Magnetkolben 40 verschiebt dann den Schraubantrieb 16 nach oben. Diese Bewegung wird durch Überwachung eines Schutzrohrkontaktes bestätigt. Dieser Ablauf wiederholt sich dann für die nachfolgende Schraube. Das Analysegerät 36 empfängt die abgetasteten Informationen über die Anbringungen durch den zum Anschrauben der Schraube mit dem elektrischen Motor 34 erforderlichen Strom. Somit erhält das Analysegerät 36 ein Signal, welches ungefähr proportional dem auf die Schraube aufgebrachten Drehmoment ist. Eine an dem Schraubantrieb 16 angebrache Umlaufcodiereinrichtung 46 (Fig. 2) liefert Informationen über die Drehung, genauer über den Winkel, welchen die Schraube bei ihrer Drehung zurückgelegt hat. Somit erhält das Analysegerät 36 Punkt für Punkt Informationen über das Drehmoment, welches auf die Schraube aufgebracht wird, als Funktion des Winkels, über welchen die Schraube gedreht wurde. Das Analysegerät 36 umfaßt ein Programm, welches Informationen speichert, die dem gewünschten Drehmomentverlauf entsprechen. Bei diesem Beispiel wird das Drehmoment mit dem gewünschten Drehmoment verglichen und ein Fehlersignal erzeugt. Das Fehlersignal, welches von dem Analysegerät 36 ausgesandt wird, schaltet die Anlage an oder aus. Im vorliegenden Fall wird das auf die Schraube bzw. das Bit 30 aufgebrachte Drehmoment gesteuert.
In Fig. 2 ist eine perspektivische Detailansicht der Vorrichtung zum Anbringen der Schrauben dargestellt. Der Schraubantrieb 16 ist auf einem Träger 37 befestigt, welcher selbst auf Schiebeführungen 38 angebracht ist, die fest mit dem Rahmen des Roboterarmes 12 verbunden sind. Die vertikale Bewegung des Schraubantriebes 16 wird durch einen magnetischen Luftkissenkolben 40 gesteuert. Der Kolben 40 ist mit dem Schraubantrieb 16 derart verbunden, daß er den Schraubantrieb nach oben und nach unten in die Nähe des Gegenstandes verschiebt, an welchem die Schraube anzubringen ist. Das Bit 30 besitzt eine Durchgangsbohrung und ist mit einem an dem Schraubantrieb 16 angebrachten Vakuumanschluß 42 verbunden. Der Vakuumanschluß 42 ist über Leitungen oder flexible Schläuche 44 mit der Vakuumeinheit 28 verbunden. Die Umlaufcodiereinrichtung 46 ist ebenfalls an dem Schraubantrieb 16 angebracht. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Schraubantriebes 16 wird durch Schalter 48 und 49 angezeigt. Die Codiereinrichtung ist ein handelsüblicher Encoder, der von der Firma Hewlett Packard Corp. unter der Modellbezeichnung HEDS-5000 verkauft wird. Diese Codiereinrichtung ist ein hochauflösender inkrementaler optischer Encoder mit einer lichtaussendenden Diode und einer Linse zum Übertragen des ausgerichteten Lichtes von einem Modul durch ein metallenes Präzisionscodierrad und ein Phasenplättchen auf eine gegabelte Detektorlinse. Das Licht wird auf zwei Paaren dicht beabstandeter integrierter Detektoren fokussiert, welche zwei Rechtecksignale ausgeben. Das Codierrad besitzt an seinem Umfang 500 equidistante Öffnungen. Somit wird für jede 0,72°-Winkellage ein Signal erzeugt. Dieses Signal zeigt die Winkellage des Bits 30 an, welches selbst wiederum der Winkellage der in dem Bit 30 lösbar gehaltenen Schraube entspricht. Wenn der Motor 34 einen elektrischen Strom erzeugt, bringt er ein Drehmoment auf das Bit 30 auf. Der elektrische Strom ist proportional zu diesem Drehmoment. Die Codiereinrichtung 46 erzeugt ein elektrisches Signal, welches den Drehwinkel des Bits 30 angibt. Beide Signale werden dem Analysegerät 36 zugeführt. Auf diese Weise erhält das Analysegerät Informationen über die Höhe des auf die Schraube aufgebrachten Drehmomentes und über den Winkel, welcher von der gedrehten Schraube bereits überstrichen wurde. Der Schraubantrieb 16 ist vorzugsweise ein elektrischer Schraubantrieb, welcher von der Firma Jurgens Corp. unter der Modellbezeichnung H10SCL-861A hergestellt wird. Es ist jedoch anzumerken, daß auch jeder geeignete andere Typ eines Schraubantriebes verwendet werden kann, soweit die Drehmomentabgabe überwacht werden kann. Die Vakuumeinheit 28 ist vorzugsweise ein Unterdruckerzeuger, der von der Firma Myotoku Ltd. Corp. unter der Modellbezeichnung CVA-Convum-V-D hergestellt wird.
Während des Betriebs gibt es einen Selbstschneidbereich, welcher anfängt, wenn die Schraube angrenzend an die Bohrung des Gegenstandes angeordnet wird. Dieser Bereich wird definiert als der Drehwinkel, um welchen die Schraube von dem Anschalten der Anlage dreht bis zum Erreichen des Bereiches, in dem der Einschneidvorgang abgeschlossen ist. In diesem Bereich überwacht das Analysegerät 36 das Drehmoment gegenüber einem hohen Grenzwert für das Schneidmoment, bis die entsprechende Anzahl von Winkelimpulsen das Ende des Schneidbereiches angeben. Somit wird das elektrische Signal des Motors 34 durchgehend als Maßstab für das Drehmoment überwacht und mit dem erlaubten Höchstwert für das Schneidmoment verglichen. Gleichzeitig wird das elektrische Signal von der Codiereinrichtung 46 ebenfalls überwacht, um den Drehwinkel der Schraube anzugeben. Nachdem die Schraube um den gewünschten Winkel gedreht wurde, wird das Ende des Schneidbereichs angezeigt und der Drehmomentspitzenwert wird für das Festziehen der Schraube herabgesetzt. Wenn das Schneidmoment in diesem Bereich ansteigt, zeigt das Analysegerät 36 diesen Zustand in einem Display an. Zu Beginn des zweiten Bereiches, d. h. im Anzugsbereich, überwacht das Analysegerät 36 weiterhin den aus dem Motor 34 kommenden Strom und die Impulssignale der Codiereinrichtung 46. Dies geschieht solange, bis das Analysegerät 36 erfaßt, daß das überwachte Drehmoment eine gewünschte Höhe erreicht hat, nachdem die Schraube bzw. das Bit 30 um einen gewünschten Drehwinkel gedreht wurde. In dem Fall, daß das Drehmomentniveau den vorbestimmten Drehmomentspitzenwert für den Anzugsbereich übersteigt, zeigt das Analysegerät 36 dies an.
Wenn die Drehmomentspitzenwerte entweder während des Gewindeschneidens oder des Anziehens der Schraube überschritten werden, erzeugt das Analysegerät 36 ein Signal, das der Robotersteuerung 18 anzeigt, die ganze Anlage abzuschalten. Das Obengesagte ist am besten aus der Fig. 3 zu ersehen, welche den typischen Drehmomentverlauf der Schraube über deren Drehwinkel zeigt. Ein geeignetes Analysegerät wird von der Firma Cutler Hammer Division of Eaton Corp. unter der Modellbezeichnung DPC322 hergestellt. Dieses Analysegerät wurde jedoch modifiziert, um dem Drehmomentbereich für das Gewindeschneiden Rechnung zu tragen, da das z. Z. erhältliche Analysegerät lediglich den Bereich des Anziehens der Schraube überwacht.
Das Programm des Analysegerätes DPC322 wurde durch Hinzufügen von Programmteilen geändert. Die Programmänderungen sind in dem an dem Ende dieser Beschreibung beigefügten Listing zu entnehmen.
In Fig. 3 ist die typische Drehmomentkurve in Abhängigkeit des Drehwinkels einer Schneidschraube dargestellt. Durch Vorprogrammieren einer bestimmten Anzahl von Drehwinkelgraden, nachdem ein Drehmomentschwellenwert B erreicht wurde, wird ein Schneidbereich festgelegt. Das Spitzenschneidmoment C wird aufgenommen und mit dem vorprogrammierten oberen Grenzwert D und unteren Grenzwert E verglichen. Nach Beendigung des Schneidbereichs A wird das Anziehen der Schraube, der Bereich F überwacht und gesteuert. Insoweit als das Drehmomentsignal von einem Stromsensor an einen Elektromotor geliefert wird, ist eine Verzögerung, der Bereich G, vorgesehen, damit der Einschaltstrom beim Einschalten des Motors abklingen kann. Die Änderung des handelsüblichen Analysegerätes umfaßt das Hinzufügen eines Algorithmus, welcher sowohl für das Gewindeschneiden mit der Schraube als auch das Schraubenanziehen brauchbar ist. Auf diese Art kann die Anlage auch für Schneidschrauben verwendet werden, bei denen das Schneidmoment höher als das Anzugsmoment liegt. Somit ist der Spitzenwert während der Schneidoperation höher als der zulässige Drehmomentspitzenwert während des Anziehens. Eine Anlage dieses Typs erlaubt die Verwendung von Schneidschrauben und vermeidet somit das Gewindeschneiden der Schraubenlöcher vor dem Einschrauben der Befestigungsschrauben.
Zusammenfassend gestattet die erfindungsgemäße Schraubvorrichtung das automatische Eindrehen einer Schneidschraube in einen Gegenstand, wobei automatisch das Gewinde eingeschnitten und die Schraube angezogen wird. Die Anlage überwacht das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment in Abhängigkeit des Drehwinkels der Schraube. In dem Schneidbereich ist der zulässige Drehmomenthöchstwert höher als der zulässige Drehmomenthöchstwert im Anzugsbereich. Dies vereinfacht den Zusammenbau und das Befestigen von Teilen aneinander und vermeidet das Vorschneiden eines Gewindes in der Bohrung eines Gegenstandes, in welche die Schrauben nachher eingesetzt werden soll.
Programmlisting

Claims (16)

1. Vorrichtung zur automatischen Anbringung von Befestigungsschrauben an einem Gegenstand, mit einer Halteeinrichtung zum lösbaren Halten der Befestigungsschraube angrenzend an eine Bohrung des Gegenstandes, einer Antriebseinrichtung zum Aufbringen eines Drehmomentes auf die Halteeinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung ein auf die Halteeinrichtung aufgebrachtes Drehmoment anzeigendes Signal erzeugt, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (18, 36), die zum Steuern der Antriebseinrichtung (16) in Abhängigkeit des von der Antriebseinrichtung abgegebenen Signals derart ausgebildet ist, daß das auf die Halteeinrichtung (30) aufgebrachte Drehmoment einen ersten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, wenn die Schraube Gewindegänge in die Bohrung des Gegenstandes schneidet und einen zweiten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, nachdem die Gewindegänge in der Bohrung geschnitten sind und die Schraube an den Gegenstand festgeschraubt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorbestimmte Drehmomentwert größer ist als der zweite vorbestimmte Drehmomentwert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22) zum Lagern eines Vorrates an Schrauben und einer Einrichtung (40) zum Bewegen der Halteeinrichtung (30) aus einer ersten Lage zum Aufnehmen einer der Schrauben aus dem Vorrat in der Lageeinrichtung in eine zweite Stellung, in welcher die Schraube angrenzend an die Bohrung des Gegenstandes positioniert ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung umfaßt einen Einsatz (30) und eine mit dem Einsatz (30) verbundene Unterdruckeinheit, die in dem Einsatz einen Unterdruck erzeugt, um die Schraube in dem Einsatz zu halten.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Schraubantrieb (16) umfaßt, an dem der Einsatz (30) befestigt ist, wobei der Schraubantrieb (16) selbst an der Bewegungseinrichtung (40) angebracht ist und das Signal erzeugt, welches das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment angibt.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (46) für den Drehwinkel der Schraube, wobei die Meßeinrichtung (46) ein Signal erzeugt, welches den Drehwinkel der Schraube angibt.
7. Vorrichtung mindestens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen an dem Schraubantrieb (16) angebrachten Umlaufcodierer (46) umfaßt.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (18, 36) das Signal von der Meßeinrichtung (46) empfängt und das Signal von dem Schraubantrieb (16) über einen ersten Drehwinkel der Schraube mit dem ersten vorbestimmten Drehmomentgrenzwert vergleicht und über einen zweiten Drehwinkel der Schraube mit einem zweiten vorbestimmten Drehmomentgrenzwert.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (18, 36) ein Fehlersignal aussendet, damit der Schraubantrieb (16) abgeschaltet wird, wenn das gemessene Drehmoment über den ersten Drehwinkel den ersten vorbestimmten Drehmomentgrenzwert überschreitet oder wenn das gemessene Drehmoment über den zweiten Drehwinkel der Schraube den zweiten vorbestimmten Drehmomentgrenzwert überschreitet.
10. Verfahren zum automatischen Anbringen einer Befestigungsschraube an einen Gegenstand, bei dem die Schraube angrenzend an einer Bohrung des Gegenstandes lösbar festgehalten wird, ein Drehmoment auf die Schraube aufgebracht wird und ein Signal erzeugt wird, das das auf die Schraube aufgebrache Drehmoment angibt, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment in Abhängigkeit des Signals, welches das auf die Schraube aufgegebene Drehmoment angibt, derart gesteuert wird, daß das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment einen ersten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, wenn die Schraube Gewindegänge in die Bohrung des Gegenstandes schneidet, und einen zweiten vorbestimmten Wert nicht übersteigt, nachdem die Gewindegänge in der Bohrung geschnitten sind und während die Schraube an dem Gegenstand festgeschraubt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern umfaßt, den ersten vorbestimmten Drehmomentwert auf einem höheren Niveau zu halten als den zweiten vorbestimmten Drehmomentwert.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (20) ein Vorrat an Schrauben gehalten wird und daß ein Einsatz (30) für eine Schraube aus einer ersten Stellung zum Aufnehmen einer Schraube aus dem Container (20) in eine zweite Stellung bewegt wird, in welcher die Schraube angrenzend an die Bohrung in dem Gegenstand angeordnet ist.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einsatz (30) ein Unterdruck erzeugt wird, um die Schraube in dem Einsatz festzuhalten.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel der Schraube gemessen wird und ein Signal erzeugt wird, welches den Drehwinkel der Schraube angibt.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern auch umfaßt, daß das den Drehwinkel der Schraube angebende Signal empfangen wird und daß das Signal, welches das auf die Schraube aufgebrachte Drehmoment angibt, über einen ersten Drehwinkel mit einem ersten vorbestimmten Drehmomentwert verglichen wird und daß das Signal über einen zweiten Drehwinkel der Schraube mit einem zweiten vorbestimmten Drehmomentwert verglichen wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern umfaßt, daß die Vorrichtung abgeschaltet wird, wenn das den gemessenen Drehmomentwinkel angebende Signal über den ersten Drehwinkel der Schraube den ersten vorbestimmten Drehmomentwert übersteigt oder wenn das Signal über den zweiten Drehwinkel der Schraube den zweiten vorbestimmten Drehmomentwert übersteigt.
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GB (1) GB2177637B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128479A1 (de) * 1991-08-28 1993-03-11 Lorenz Stoeger Pneumatisches schraubgeraet
EP1844903A2 (de) * 2006-04-12 2007-10-17 Maeda Metal Industries, Ltd. Elektrischer Schrauben-und-Mutter-Befestiger
WO2018146092A1 (de) * 2017-02-07 2018-08-16 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Verfahren und vorrichtung zum betätigen einer hydro-dehnspanneinrichtung

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855923A (en) * 1988-01-06 1989-08-08 Xerox Corporation Parts assembly using signature analysis
US4922436A (en) * 1988-05-26 1990-05-01 Gmf Robotics Corporation Method and system for the automated driving of parts and device used therein
DE8909208U1 (de) * 1989-07-29 1990-03-01 Deprag Schulz Gmbh U. Co, 8450 Amberg Schrauber mit Drehmomentkupplung
EP0470741A1 (de) * 1990-08-09 1992-02-12 Teijin Seiki Company Limited Schraubgerät
EP0492721B1 (de) * 1990-12-27 1997-03-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Farbbildanzeigevorrichtung und Schaltung zur Ansteuerung vom Lichtventil einer solcher Vorrichtung
US5315501A (en) * 1992-04-03 1994-05-24 The Stanley Works Power tool compensator for torque overshoot
US5629870A (en) * 1994-05-31 1997-05-13 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for predicting electric induction machine failure during operation
US5898379A (en) * 1997-12-29 1999-04-27 Ford Global Technologies, Inc. Wireless cycle monitoring system for power tools
US6543200B1 (en) 2000-09-25 2003-04-08 Abb Inc. Robotic crate fastening system
US7283370B2 (en) * 2003-12-30 2007-10-16 Xerox Corporation Anti-strip screw boss
US20060243464A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Sdgi Holdings, Inc. Torque and angular rotation measurement device and method
US7549204B1 (en) * 2005-11-30 2009-06-23 Western Digital Technologies, Inc. Methods for picking and placing workpieces into small form factor hard disk drives
DK2640555T3 (en) * 2010-11-15 2018-09-17 Hytorc Division Unex Corp Drive unit for a power tool
JP6176976B2 (ja) * 2013-04-02 2017-08-09 キヤノン株式会社 ネジ締めシステム及び物品の製造方法
US20150316919A1 (en) * 2013-05-16 2015-11-05 HYTORC Division Unex Corporation Multifunctional Hydraulic Drive Unit
US10926368B2 (en) * 2017-09-27 2021-02-23 Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. Part illumination status lights
DE102018111652A1 (de) * 2018-05-15 2019-11-21 STAHLWILLE Eduard Wille GmbH & Co. KG Werkzeug und Verfahren zum Betätigen eines Werkzeuges
FR3085876B1 (fr) * 2018-09-13 2020-12-04 Saint Gobain Placo Procede de serrage d'une vis de fixation d'un panneau de construction sur un support
US11491595B2 (en) 2019-03-21 2022-11-08 Raytheon Company Pick tooling device for automated fastening
JP2021091066A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 ファナック株式会社 良否判定装置および良否判定方法
JP7425614B2 (ja) * 2020-01-31 2024-01-31 日東精工株式会社 自動ねじ締め装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2040681A5 (en) * 1969-04-09 1971-01-22 Radiotechnique Compelec Gripping-soldering device for light objects
US3746185A (en) * 1972-03-31 1973-07-17 Gte Sylvania Inc Handling aid utilizing vacuum operated counterbalance
US4163310A (en) * 1976-12-29 1979-08-07 Sps Technologies, Inc. Tightening system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1744313A (en) * 1924-11-07 1930-01-21 Libbey Glass Mfg Co Vacuum chuck
US2833321A (en) * 1953-05-04 1958-05-06 Llewellyn A Hautau Two-stage torquing machine for fasteners
GB1081862A (en) * 1965-03-24 1967-09-06 Bryant Symons And Company Ltd A new or improved chuck
US3449001A (en) * 1966-08-08 1969-06-10 Gen Dynamics Corp Rotary vacuum union
US3965778A (en) * 1974-09-19 1976-06-29 Standard Pressed Steel Co. Multi-stage tightening system
US3973434A (en) * 1974-09-19 1976-08-10 Standard Pressed Steel Co. Tightening system with quality control apparatus
JPS5169300A (ja) * 1974-12-11 1976-06-15 Aisin Seiki Shimetsuketorukuseigyosochi
JPS59142076A (ja) * 1983-01-27 1984-08-15 松下電器産業株式会社 自動ねじ締め機
US4501176A (en) * 1983-06-28 1985-02-26 Lockheed Corporation Automatic threaded nut installation and torquing system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2040681A5 (en) * 1969-04-09 1971-01-22 Radiotechnique Compelec Gripping-soldering device for light objects
US3746185A (en) * 1972-03-31 1973-07-17 Gte Sylvania Inc Handling aid utilizing vacuum operated counterbalance
US4163310A (en) * 1976-12-29 1979-08-07 Sps Technologies, Inc. Tightening system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Werkstatt u. Betrieb 113 (1980) Nr. 7, S. 453-456 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128479A1 (de) * 1991-08-28 1993-03-11 Lorenz Stoeger Pneumatisches schraubgeraet
EP1844903A2 (de) * 2006-04-12 2007-10-17 Maeda Metal Industries, Ltd. Elektrischer Schrauben-und-Mutter-Befestiger
EP1844903A3 (de) * 2006-04-12 2011-01-26 Maeda Metal Industries, Ltd. Elektrischer Schrauben-und-Mutter-Befestiger
WO2018146092A1 (de) * 2017-02-07 2018-08-16 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Verfahren und vorrichtung zum betätigen einer hydro-dehnspanneinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3623481C2 (de) 2000-05-18
GB8616610D0 (en) 1986-08-13
JPH07121490B2 (ja) 1995-12-25
GB2177637B (en) 1988-09-28
US4639996A (en) 1987-02-03
JPS6215031A (ja) 1987-01-23
GB2177637A (en) 1987-01-28

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