DE3930999A1 - Zufuehreinrichtung fuer ein vorzugsweise an einem roboter zu befestigendes geraet zum eintreiben eines befestigungsmittels, insbesondere fuer ein schraubgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung für ein lösbar an einem Roboter zu befestigendes Gerät zum Eintreiben eines Befestigungsmittels, insbesondere für ein Schraubgerät, mit einem Kopfstück, das eine vordere Haltezange für die Schrauben aufweist, die von der Zuführeinrichtung einzeln nacheinander zuge­ führt werden, und einem dahinter angeordneten Schraub­ werkzeug zum automatischen Eindrehen der Schrauben. Die Erfindung betrifft damit insbesondere ein Roboter­ schraubgerät, jedoch auch ein Setzgerät für Spreiz­ nieten sowie ein Gerät zum Eintreiben von Nägeln, die an einem Roboter zu befestigen sind und anstelle eines Schraubwerkzeugs einen Schlagkolben aufweisen. Der Einfachheit halber wird die erfindungsgemäße Zuführ­ einrichtung jedoch nachfolgend nur im Zusammenhang mit einem Schraubgerät beschrieben.

Das Schraubgerät der betrachteten Art ist lösbar an einem Roboter zu befestigen, der üblicherweise auch andere Montagevorgänge ausführt und hierzu mit anders­ artigen Werkzeugen versehen wird. Der Roboter führt die jeweiligen Arbeitsgänge üblicherweise an wechseln­ den Arbeitspositionen aus, wobei er einen beträchtlichen Bewegungsbereich haben kann.

Bei den bisher bekannten automatischen Schraubgeräten werden die Schrauben mittels einer pneumatischen Zu­ führeinrichtung dem Kopfstück des Gerätes zugeführt, wozu dieses Kopfstück mit einem Schlauch verbunden ist, der anderenends mit einem stationär verbleibenden Schraubenmagazin und einer Druckluftquelle in Verbindung steht. Wenn ein derartiges herkömmliches Schraubgerät an einem Roboter befestigt wird, behindert der Schlauch die freie Bewegbarkeit des Roboters, wobei sich der Schlauch im ungünstigen Falle derart um den Roboter aufwickeln kann, daß der Roboter oder das Schraubgerät nicht mehr funktionsfähig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführeinrichtung für ein lösbar an einem Roboter zu befestigendes Gerät zum Eintreiben eines Befestigungs­ mittels, insbesondere für ein Schraubgerät, anzugeben, die die Funktionsfähigkeit des Roboters und des Schraub­ geräts nicht beeinträchtigt und dem Roboter volle Be­ wegungsfreiheit gewährt. Dabei soll das Schraubgerät einschließlich der Zuführeinrichtung insgesamt eine kompakte, leichte Bauart aufweisen, um zum Einsatz mittels eines Roboters besonders gut geeignet zu sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Zuführeinrichtung enthält ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin und eine mechanische Fördereinrichtung für die Schrauben, die an dem Schraubgerät angebracht sind. Da das Schrauben­ magazin direkt in das Kopfstück einmündet, entfällt der bisher übliche Zuführschlauch zwischen einem sta­ tionär verbleibenden Schraubenmagazin und dem an wechselnden Arbeitspositionen eingesetzten Schraub­ gerät, so daß die Bewegungsfreiheit eines Roboters nicht beeinträchtigt ist, der mit einem Schraubgerät versehen ist, das die erfindungsgemäße Zuführeinrich­ tung aufweist.

Mit großem Vorteil wird vorgeschlagen, daß das Magazin und die Fördereinrichtung im wesentlichen parallel zur Längsachse des Schraubgerätes angeordnet sind, wobei sie seitlich an dem Gehäuse des Gerätes befestigt sein können, was auf einfache Weise und mit großer Stabilität zu bewerkstelligen ist. Die im wesentlichen parallele Anordnung zum Schraubgerät spart Platz und erhöht den Aktionsradius des Roboters.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist das Magazin eine Schiene auf, in der die Schrauben sowohl mit ihrem Kopf als auch mit ihrem Schaft geführt sind, so daß diese in ihrer Zuführbahn praktisch nicht verkanten können und glatt und zuverlässig auf das Kopfstück zu vorgeschoben werden können. Die Anordnung wird vorteilhafterweise so getroffen, daß der Schaft der Schrauben an der von dem Schraubgerät abgewandten Seiten aus der Schiene herausragt.

Wie bereits erwähnt, verläuft das Magazin im wesent­ lichen parallel zur Längsachse des Schraubers. Hierzu sollte die Ausbildung der die Schrauben führenden Ma­ gazinschiene so getroffen sein, daß ein rückwärtiger geradliniger Abschnitt im wesentlichen parallel zur Längsachse des Schraubgerätes verläuft, woran sich ein gekrümmter Abschnitt anschließt, der vorzugsweise eine Kreisbogenform hat und sich über 90° erstreckt, so daß ein anschließender kurzer, geradliniger Schienen­ abschnitt seitlich in das Kopfstück des Schraubgerätes einmündet. Die Schrauben werden hiermit senkrecht zur Längsachse des Schraubgerätes exakt positioniert in die vordere Haltezange des Kopfstücks eingeführt.

Obwohl das Magazin infolge seiner im wesentlichen parallelen Anordnung zum Schraubgerät einen Krümmer in der Zuführbahn der Schrauben aufweisen muß, damit die Schrauben seitlich in das Kopfstück eingeführt werden können, müssen die Schrauben zuverlässig und glatt gefördert werden, damit die Funktionsfähigkeit des Schraubgerätes gewährleistet ist. Hierzu wird nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung vorgeschlagen, daß die mechanische Fördereinrichtung durch einen Kettentrieb gebildet ist. Der Kettentrieb hält eine über zwei Umlenkräder geführte, motorgetriebene Kette, die im wesentlichen parallel zum Magazin angeordnet ist und dem Verlauf der Magazinschiene auch im Bereich des Krümmers folgt, so daß die Schrauben auch durch diesen Bereich glatt gefördert werden konnen.

An der Kette ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Mit­ nehmerlasche befestigt, die in die Magazinschiene ein­ greift und die Schrauben vorschiebt, wobei die Mit­ nehmerlasche vorzugsweise auf die oberste, letzte Schraube drückt. Da die Kette bei ihrem Lauf Ober das neben dem Krümmer angeordnete Umlenkrad auch in diesem Bereich im wesentlichen parallel zu der Magazinschiene verläuft, kann das Magazin bis auf einige wenige Schrauben leergefahren werden, bevor es wieder nachgefüllt werden muß.

Wenn die Kette nach einem weiteren Vorschlag der Er­ findung von einem Motor wahlweise in beiden Richtungen antreibbar ist, kann die Mitnehmerlasche wieder in die rückwärtige Ausgangsposition zurückgefahren werden, be­ vor das Magazin bzw. die Magazinschiene wieder erneut mit Schrauben gefüllt wird. Andererseits liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß die Kette mit zwei gegen­ über angeordneten Mitnehmerlaschen versehen ist, so daß das Magazin ohne Zurückfahren der Mitnehmerlasche ge­ füllt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß der Motor über eine vorzugsweise einstellbare Rutschkupplung mit einem Umlenkgetriebe verbunden ist, das mit dem An­ triebs-Umlenkrad in Eingriff steht. Das Antriebs-Umlenk­ rad ist das von dem Krümmer des Magazins entfernte Um­ lenkrad, da hier der erforderliche Raum zur Anordnung des Umlenkgetriebes, der Rutschkupplung und des Motors zur Verfügung steht.

Obwohl als mechanische Fördereinrichtung für die Schrauben ein Kettentrieb bevorzugt ist, liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, eine Zylinder/Kolben- Anordnung zu verwenden, wenn die im Vergleich zu dem Kettentrieb erheblich längere Bauform dieser Anordnung nicht als nachteilig empfunden wird.

Ferner wird mit Nachdruck festgehalten, daß die er­ findungsgemäße Zuführeinrichtung auch für Hand­ geräte verwendbar ist, die nicht von einem Roboter be­ dient werden. Bei Handgeräten hat sich zwar die pneumatische Zuführung von Schrauben, Spreiznieten und dergleichen bewährt, jedoch gibt es sogenannte kopflastige Schrauben, die nicht sicher durch einen Schlauch zuführbar sind. Derartige kopflastige Schrauben sind mittels der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung stets einwandfrei zuführbar.

Das Magazin der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung kann beispielsweise 60 Schrauben aufnehmen, was für einen üblichen Schraubzyklus eines Roboters ausreichend ist. Damit hat das Magazin eine Höhe von etwa 420 mm, wenn von einer durchschnittlichen Größe des Schrauben­ kopfes ausgegangen wird. Dies bedeutet, daß das Magazin das Schraubgerät in axialer Richtung nicht überragt, so daß das mit der Zuführeinrichtung versehene Schraubgerät insgesamt eine kompakte Form hat, die die Bewegbarkeit des Roboters in keiner Weise beeinträchtigt.

Zum Nachfüllen des Magazins ist eine Füllstation vor­ gesehen, an der das Schraubgerät nach Beendigung des Schraubzyklus untergebracht und gegebenenfalls das Magazin nachgefüllt wird, während der Roboter mit einem anderen Werkzeug andersartige Montagevorgänge ausführt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur auf rein schematische Weise ein mit der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung versehenes Schraubgerät.

In der Figur ist rein schematisch dargestellt, daß das Schraubgerät axial hintereinanderliegend eine vor­ dere Haltezange 1, ein Schraubwerkzeug 2, eine Schraub­ spindel 3 und eine Antriebseinrichtung 4 aufweist. Seit­ lich ist ferner eine Flanschplatte 5 vorgesehen, die der Befestigung des Schraubgeräts an einem Roboter dient.

Die in der Figur rechts abgebildete Zuführeinrichtung 6 für Schrauben 7 enthält ein im wesentlichen durch eine Schiene 8 gebildetes Magazin 9 sowie eine insge­ samt mit 10 bezeichnete Fördereinrichtung.

Die Fördereinrichtung 10 ist größtenteils in einem Ge­ häuse 11 untergebracht, das seitlich an dem Gehäuse des Schraubgeräts befestigt ist und dessen Längsachse sich parallel zur Längsachse des Schraubgerätes erstreckt. Die Fördereinrichtung 10 enthält eine Kette 12, die über ein in der Figur unteres Umlenkrad 13 und ein oberes Umlenkrad 14 geführt ist, das von einem Umlenk­ getriebe 15 antreibbar ist. Das Umlenkgetriebe 15 ist antriebsmäßig mit einer Rutschkupplung 16 und einem Umkehrmotor 17 verbunden, wobei die letzteren beiden Bauteile außerhalb des Gehäuses 11 angeordnet sind.

In der Magazinschiene 8 sind Schrauben 7 Kopf-an-Kopf von der Einmündung 18 der Schiene 8 in die Haltezange 1 bzw. das Kopfstück des Schraubgerätes bis zu einer Mitnehmerlasche 19 angeordnet, wobei die Schiene 8 sowohl den Schraubenkopf als auch den Schraubenschaft führt und letzterer aus der Schiene 8 herausragt.

Die Schiene 8 enthält einen rückwärtigen geradlinigen Abschnitt 20, der parallel zur Längsachse des Schraub­ gerätes verläuft, einen kreisbogenförmigen Abschnitt 21, der sich über 90° erstreckt, sowie einen anschließen­ den kurzen geradlinigen Abschnitt 22, der im rechten Winkel in das Kopfstück des Schraubgerätes einmündet. Durch schrittweisen Vorschub der Mitnehmerlasche 19 wird jeweils eine Schraube 7 exakt auf die Längsachse des Schraubgerätes ausgerichtet in die Haltezange 1 des Schraubgerätes eingeführt, wie in der Figur darge­ stellt ist. Aus Gründen der Vereinfachung sind in der Figur nicht alle in dem Magazin befindlichen Schrauben abgebildet.

Die Kette 12 wird von dem Umlenkrad 13 parallel zu dem Krümmer 21 des Magazins 9 geführt, so daß auch in diesem Bereich die Schrauben 7 glatt von der Mitnehmer­ lasche 19 transportiert werden können. Dies hat den Vorteil, daß das Magazin 9 fast vollständig leer ge­ fahren werden kann.

Claims (10)

1. Zuführeinrichtung für ein vorzugsweise an einem Roboter zu befestigendes Gerät zum Eintreiben eines Befestigungsmittels, insbesondere für ein Schraubgerät, mit einem Kopfstück, das eine vordere Haltezange für die Schrauben aufweist, die von der Zuführeinrichtung einzeln nacheinander zugeführt werden, und einem da­ hinter angeordneten Schraubwerkzeug zum automatischen Eindrehen der Schrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (6) ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin (9) und eine mechanische Fördereinrichtung (10) für die Schrauben (7) enthält, die an dem Schraubgerät gehalten sind.

2. Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (9) und die Fördereinrichtung (10) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Schraubgerätes angeordnet sind.

3. Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (9) eine Schiene (8) aufweist, in der die Schrauben (7) sowohl mit ihrem Kopf als auch mit Schaft geführt sind.

4. Zuführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (8) einen rück­ wärtigen geradlinigen Abschnitt (20), der im wesent­ lichen parallel zur Längsachse des Schraubgerätes verläuft, und daran anschließend einen gekrümmten Ab­ schnitt (21) aufweist.

5. Zuführeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den gekrümmten Abschnitt (21) ein weiterer kurzer, geradliniger Abschnitt (22) anschließt, der seitlich in das Kopfstück des Schraub­ gerätes einmündet.

6. Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Förderein­ richtung (10) ein Kettentrieb ist.

7. Zuführeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettentrieb eine über zwei Umlenkräder (13, 14) geführte Kette (12) aufweist.

8. Zuführeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kette (12) wenig­ stens eine Mitnehmerlasche (19) befestigt ist, die in die Schiene (8) eingreift und die Schrauben (7) vor­ schiebt.

9. Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (12) von einem Motor (17) wahlweise in beiden Richtungen antreibbar ist.

10. Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) über eine einstellbare Rutschkupplung (16) mit einem Umlenkge­ triebe (15) verbunden ist, das mit dem Antriebsumlenk­ rad (14) in Eingriff steht.