DE3922682C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchmontageeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Montage von Schläuchen wird vorwiegend manuell durchgeführt. Hierzu werden Schläuche in der benötigten Länge bereitgehalten. Für unterschiedlich lange Schlauchstücke müssen entsprechende Magazine vorgesehen werden, die erheblichen Platzbedarf haben. Um die Schlauchstücke in der montierten Lage zu sichern, werden in der Regel Klemmschellen als Sicherungsteile verwendet, die nachträglich auf die montierten Schlauchstücke geschoben und auf ihnen befestigt werden. Eine solche Montageweise ist zeit- und arbeitsintensiv.

Bei einer bekannten Montageeinrichtung der gattungsbildenden Art (EP 02 43 673 A2) halten die Greifbacken den Schlauch bzw. die Schlauchstücke. Außerdem hat diese bekannte Schlauchmontageeinrichtung ein Magazin für Sicherungsteile, die als Halteklammern ausgebildet sind und durch eine Zuführeinrichtung über dem entsprechenden Stutzen eines Blasteiles positioniert werden, auf den das Schlauchstück aufgeschoben wird. Als Trenneinrichtung ist ein Messer vorgesehen, mit dem der Schlauch in einer Schlauchbereitstellvorrichtung auf die vorgesehene Länge geschnitten wird. Diese Einrichtung besteht aus mehreren Einrichtungen, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils getrennt voneinander arbeiten. Die Montageeinrichtung hat dadurch einen konstruktiv aufwendigen Aufbau; außerdem sind besondere Maßnahmen notwendig, um beispielsweise die Schlauchstücke von dem einen Industrieroboter an den anderen zu übergeben.

Aus der DE 37 08 245 A1 ist eine Vorrichtung zur Montage von Schläuchen bekannt, bei der erste und zweite Greifer an zwei Industrierobotern vorgesehen sind. Der eine Greifer des einen Industrieroboters ergreift eine erste Schlauchschelle, während der zweite Greifer eines weiteren Industrieroboters einen Schlauch aus einer weiteren Einrichtung zur Bereitstellung von Schläuchen greift. Das Magazin zur Bereitstellung der Schlauchschellen befindet sich außerhalb der Montagevorrichtung.

Es ist auch eine Maschine zum Befestigen von Schlauchverschraubungen und dgl. an den Enden von Schläuchen bekannt (DE-OS 21 53 974). Diese bekannte Maschine ist besonders aufwendig ausgebildet. Bei ihr werden die Einzelteile lediglich innerhalb einer gesamten Anlage nebeneinander aufgestellt. Die Zuführeinrichtung ist ebenfallls ein gesonderter Anlagenteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Schlauchmontageeinrichtung so auszubilden, daß die Schläuche ohne großen apparativen Aufwand voll automatisch innerhalb kürzester Zeit montiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Schlauchmontageeinrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist nur noch eine einzige Montagevorrichtung als Montagewerkzeug vorgesehen. In ihm sind das Magazin für die Sicherungsteile, die Zuführeinrichtung für die Schläuche, die Meßvorrichtung zur Messung der Vorschublänge des Schlauches und die Trennvorrichtung integriert. Eine Übergabe des Schlauches an verschiedene Greifeinrichtungen ist somit nicht mehr erforderlich, so daß die hierzu sonst erforderlichen Lagererkennungseinrichtungen entfallen können.

Die erfindungsgemäße Schlauchmontageeinrichtung hat einen konstruktiv äußerst einfachen Aufbau, der auch zu einer problemlosen Handhabung bei der Schlauchmontage führt. Die Zuführeinrichtung, die Trennvorrichtung und die Meßvorrichtung sind an die Steuerungseinheit angeschlossen, mit der außer der Regelung aller notwendiger Achsen die gesamte Ablaufsteuerung für sämtliche Funktionen durchgeführt werden kann. Dadurch kann die Montagevorrichtung für beliebige Industrieroboter ohne spezielle Steuerungsvoraussetzungen eingesetzt werden. Die im Magazin gelagerten Sicherungsteile werden vor dem Fügevorgang in die Aufnahme der Greifbacken eingesetzt. Dadurch dienen die Greifbacken nicht nur zum Halten des Schlauches, sondern auch zur Lagesicherung des Sicherungsteiles. Die integrierte Montage von Schläuchen und Sicherungsteilen kann mit einem einzigen Wirkelement erreicht werden. Dadurch wird eine hohe Flexibilität bei der Montage erzielt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schlauchmontageeinrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Teil der Einrichtung nach Fig. 1 in vergrößerter und ebenfalls schematischer Darstellung.

Die Schlauchmontageeinrichtung nach den Fig. 1 und 2 dient zur automatischen Montage von nicht geformten, endlosen Schläuchen ohne Verzweigung.

Die dargestellte Einrichtung hat als Handhabungsgerät einen Knickarmroboter 1, ein Schlauchmontagewerkzeug 2, eine Steuer­ ungseinheit 3, eine Vorschubeinrichtung 5, eine Schneidein­ richtung 6 sowie eine Heizeinrichtung 7 und ein Schlauch- und Federmagazin 8 und 9. Mit der Steuerungseinheit 3 wird das Schlauchmontagewerkzeug 2 über den Knickarmroboter 1 gesteuert. Das Montagewerkzeug 2 hat vorzugsweise zwei gegensinnig beweg­ bare Greifbackenpaare 10, 11 (Fig. 2), die um eine gemeinsame Achse 4 um 360° in die jeweils gewünschte Lage drehbar sind. Durch die zusätzliche Drehachse 4, um die die Greifbacken drehbar sind, ist die Montageeinrichtung nicht durch das Montagewerk­ zeug 2 behindert bzw. eingeschränkt. Das Montagewerkzeug 2 kann aufgrund seiner kompletten programmierbaren Steuerungs­ einheit auch mit anderen Handhabungsgeräten als dem darge­ stellten Knickarmroboter 1 zusammenwirken, die sich beispiels­ weise in Achsanordnung und -anzahl unterscheiden. Durch die frei programmierbare Greiferwinkelstellung ist es möglich, die zu montierenden Schläuche in unterschiedlichen Montagerichtungen auf das betreffende Werkstück aufzuschieben. Das Montagewerk­ zeug 2 kann selbstverständlich auch nur ein Greifbackenpaar aufweisen.

Die Greifbacken 10, 11 weisen vorzugsweise jeweils eine (nicht dargestellte) Formnut auf. Sie dienen zur Aufnahme von Sicherungs­ teilen, die vorzugsweise durch Federn 12, insbesondere durch Klemmschellen, gebildet sind. Mit diesen Sicherungsteilen bzw. Federn 12 wird das montierte Schlauchende am betreffenden Werk­ stück in aufgeschobener Lage befestigt. Die Federn 12 werden im Federmagazin 9, das Teil des Montagewerkzeuges 2 ist, neben­ einander bereitgehalten und vor dem Zuführen des Schlauchendes in der jeweiligen Formnut der Greifbacke angeordnet. Der Innen­ durchmesser der Sicherungsteile 12 ist in dieser Phase größer als der Außendurchmesser des zugeführten Schlauches S, der sich dadurch mühelos durch die in die Greifbacken 10, 11 ein­ gelegten Sicherungsteile schieben läßt. Die Federn 12 werden in die Formnuten der Greifbacken eingelegt, wenn diese bei ihrer Schwenkbewegung das Federmagazin 9 passieren. Hierbei gelangt die jeweils vordere Feder 12 in die Formnut. Die Greif­ backen 10, 11 schwenken dann weiter in ihre Greifstellung, in der sie das zugeführte Schlauchende fassen. Da die Federn 12 vor dem Einschieben des Schlauches in die Formnuten der Greifbacken 10, 11 gebracht werden, ist gewährleistet, daß das Aufbringen und Positionieren der Federn 12 in den Schlauch­ fügevorgang integriert wird.

Zur Montage des Schlauches wird dieser vom Schlauchmagazin 8 mittels der Vorschubvorrichtung 5 des Montagewerkzeuges 2 zugeführt, wobei der Schlauch die Schneidvorrichtung 6 passiert. Der endlose Schlauch S ist im Schlauchmagazin 8 auf eine Rolle oder Trommel 13 aufgewickelt. Von ihr wird der endlose Schlauch S mit der Vorschubvorrichtung 5 in Richtung auf das Montage­ werkzeug 2 transportiert. Die Vorschubvorrichtung besteht im Ausführungsbeispiel aus in Transportrichtung P des Schlauches S hintereinander angeordneten Rollenpaaren 14, 15 und 16, 17. Der Schlauch S wird von den quer zur Transportrichtung P ein­ ander gegenüberliegenden, angetriebenen Rollen 14 und 15 bzw. 16 und 17 der Rollenpaare erfaßt und weiter transportiert. Nach der Montage des ersten Schlauchendes wird der Schlauch mit der Vorschubeinrichtung 5 auf die programmierte Länge vor­ geschoben, und nach Ergreifen des Schlauchendes durch die Greif­ backen 10, 11 wird dann der Schlauch mit der Schneidvorrichtung 6 abgeschnitten. Da der Schlauch im Montagewerkzeug 2 abge­ schnitten wird, entfallen zusätzliche Konfektionierarbeiten. Die Schlauchlänge, d. h. die Länge zwischen zwei Schnittvor­ gängen, ist frei programmierbar.

Um die Schlauchlänge zu bestimmen, ist in Transportrichtung P mit Abstand vor dem vorderen Rollenpaar 16, 17 ein Meßrad 18 angeordnet, das beim Schlauchvorschub am Schlauch S an­ liegt. Beim Schlauchvorschub wird das Meßrad 18 gedreht, wo­ durch die Schlauchlänge einfach gemessen werden kann. Vor­ teilhaft ist das Meßrad 18 an die Steuerungseinheit 3 ange­ schlossen, so daß die vom Meßrad bei der Messung der Vor­ schublänge erzeugten Impulse sofort von der Steuerungseinheit ausgewertet werden können. Sie führt beispielsweise einen Soll-Ist-Wert-Vergleich durch, d. h. sie vergleicht die vom Meßrad 18 ermittelte Vorschublänge mit einer vorgegebenen Vor­ schublänge. Sobald der ermittelte Ist-Wert dem Soll-Wert ent­ spricht, gibt die Steuerungseinheit 3 an die Schneideinrichtung 6 ein entsprechendes Signal, die den Schlauch dann abschneidet. Gleichzeitig gibt die Steuerungseinheit 3 bei Erreichen des Soll-Wertes ein Signal an die Vorschubeinrichtung 5, die darauf­ hin den Vorschub unterbricht, so daß der Schlauch während des Schneidvorganges ruht und somit exakt geschnitten werden kann. Die Schneideinrichtung 6 hat ein oder mehrere Messer 19, die in bzw. längs Führungen 20 in Richtung auf den Schlauch S ver­ schiebbar sind. Dadurch sind exakte Schnitte gewährleistet. Als Schneideinrichtung kann auch jede andere geeignete Trenn­ vorrichtung eingesetzt werden. So kann beispielsweise bei Schläuchen aus thermoplastischem Material als Trennelement ein Heizdraht verwendet werden, der den Schlauch durch Hitze­ einwirkung in bekannter Weise schneidet.

Um das Aufschieben bzw. den Fügevorgang des Schlauchendes zu erleichtern, wird durch die Heizeinrichtung 7 gezielt Wärme über die Greifbacken 10, 11 in den Schlauch eingeleitet. Dabei wird der Elastizitäts- und Schubmodul bei thermoplastischen Schläuchen im Fügebereich verringert, so daß sich das Schlauch­ ende problemlos über bzw. auf das Werkstück schieben läßt. Durch die Heizeinrichtung 7 wird die Prozeßsicherheit des Füge­ vorganges erhöht. Als Heizeinrichtung 7 dient beispielsweise ein Warmluftgebläse, dessen Austrittsdüse vorzugsweise an der oder den Greifbacken befestigt ist. Die Austrittsdüse ist so positioniert, daß die aus ihr austretende Warm- bzw. Heißluft auf das aufzuschiebende Schlauchende trifft.

Nach dem Aufschieben des Schlauchendes mit dem auf ihm be­ findlichen Sicherungsteil 12 wird dieses nunmehr positioniert, so daß das Schlauchende fest auf dem Werkstück sitzt. Die Schlauchverbindung kann somit in einem Arbeitsgang durch die Federn bzw. die Sicherungsteile 12 gesichert werden. Das Feder­ magazin 9 verringert die Prozeßnebenzeiten, so daß die Montage äußerst einfach und in kürzester Zeit durchgeführt werden kann.

Die beschriebene Einrichtung ermöglicht auch einen Wechsel von Werkzeugteilen zur Montage unterschiedlicher Schlauchdurch­ messer. Der Montageablauf ist durch das zugehörige Werkzeug­ steuersystem frei programmierbar. Wesentlich ist vor allem, daß die komplette Schlauchmontage in einem Arbeitsgang mit einem einzigen Werkzeug durchgeführt werden kann. Dabei ent­ fällt eine aufwendige Magazinierung von Schläuchen, da der Schlauch S endlos auf der Rolle 13 bereitgestellt wird. Da die Schlauchlänge frei programmierbar ist, entfällt auch ein Magazinieren unterschiedlicher Schlauchvarianten. Schließlich ist durch die Programmierbarkeit des Montageablaufes auf der werkzeugspezifischen Steuerungseinheit 3 die Werkzeugportabi­ lität auf unterschiedliche automatische Handhabungsgeräte ge­ währleistet.

Claims (13)

1. Schlauchmontageeinrichtung zur automatischen Montage von Schläuchen, mit einer an einem Industrieroboter vorgesehenen Montagevorrichtung, die Greifbacken für die Schläuche aufweist, mit einem Magazin für Sicherungsteile, mit denen die Schläuche in ihrer montierten Lage sicherbar sind, mit einer Zuführeinrichtung, mit der der Schlauch von einem Schlauchmagazin abziehbar ist, und mit einer Trenneinrichtung, die mindestens ein Trennelement aufweist, mit dem die Schläuche auf die jeweilige Länge abtrennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (9) für die Sicherungsteile (12) in die Montagevorrichtung (2) integriert ist, daß die Greifbacken (10, 11) jeweils mit einer Aufnahme für die Sicherungsteile (12) versehen sind, daß in die Montagevorrichtung (2) die Zuführeinrichtung (5) für die Schläuche (S), eine Meßvorrichtung (18) zur Messung der Vorschublänge des Schlauches (S) und die Trennvorrichtung (6) integriert sind, und daß die Zuführeinrichtung (5), die Trennvorrichtung (6) und die Meßvorrichtung (18) an eine gemeinsame Steuerungseinheit (3) angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (5) mit Vorschubteilen (14, 17), insbesondere paarweise hintereinander angeordneten Rollen (14, 15 und 16, 17), versehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (18), vorzugsweise ein Meßrad, in Transportrichtung (P) hinter der Zuführeinrichtung (5) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (6), vorzugsweise eine Schneideinrichtung, zwischen der Meßvorrichtung (18) und den Greifbacken (10, 11) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (6) als Trennelement (19) ein Messer, einen Heizdraht und dgl. aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme der Greifbacken (10, 11) eine Formnut für das Sicherungsteil (12) ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sicherungsteile (12) in Form von Federn in Reihe hintereinander auf dem Magazin (9) angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken (10, 11) schwenkbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken (10, 11) um vorzugsweise 360° drehbar angeordnet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die eine, vorzugsweise beide Greifbacken (10, 11) Träger für eine Heizeinrichtung (7) zum Erwärmen des freien Schlauchendes sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (9) für die Sicherungsteile (12) seitlich neben den Greifbacken (10, 11), vorzugsweise auf der von der Heizeinrichtung (7) abgewandten Seite des Schlauches (S) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (5) für die Schläuche (S) ein Schlauchmagazin (8) in Form einer Trommel (13) aufweist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (3) einen Soll-Ist-Wert-Vergleicher aufweist, der die von der Meßvorrichtung (18) gemessene Ist-Vorschublänge des Schlauches (S) mit einem voreinstellbaren Soll-Wert vergleicht und bei Erreichen des Soll-Wertes ein Abschaltsignal an die Zuführeinrichtung (5) sowie ein Einschaltsignal an die Trennvorrichtung (6) abgibt.