DE3930999C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 dahinter angeordneten Schraubwerkzeug zum automatischen Eindrehen der Schrauben, wobei die Zuführ­ einrichtung ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin und eine mechanische Fördereinrichtung für die Schrauben enthält, die an dem Schraubgerät gehalten sind.

Die Erfindung betrifft damit insbesondere ein lösbar an einem Roboter zu befestigendes Schraubgerät, jedoch auch ein Setzgerät für Spreiznieten 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 Zuführeinrichtung jedoch nachfolgend nur im Zusammenhang mit einem Schraubgerät beschrieben.

Das Schraubgerät der betrachteten Art kann lösbar an einem Roboter befestigt sein, der üblicherweise auch andere Montagevorgänge ausführt und hierzu mit anders­ artigen Werkzeugen versehen wird. Der Roboter führt die jeweiligen Arbeitsgänge üblicherweise an wechselnden Arbeitspositionen aus, wobei er einen beträchtlichen Bewegungsbereich haben kann. Wenn - wie dies bei den gegenwärtig verwendeten automatischen Schraubgeräten weit verbreitet sind - die Schrauben mittels einer pneumatischen Zuführeinrichtung durch einen mit dem Kopfstück des Gerätes verbundenen Schlauch zugeführt werden, der anderenends mit einem stationär verbleibenden Schrauben­ magazin und einer Druckluftquelle in Verbindung steht, behindert dieser Schlauch die freie Bewegbarkeit eines Roboters, wobei sich der Schlauch im ungünstigen Fall derart um den Roboter wickeln kann, daß dieser oder das Schraubgerät nicht mehr funktionsfähig ist.

Aus der DE-33 25 565 A1 ist ein Schraubgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, das anstelle einer pneumatischen Zuführeinrichtung ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin mit einer mechanischen Fördereinrichtung aufweist. Die Fördereinrichtung ist durch einen Antriebsschlitten gebildet, für den eine Schlittenführung in dem Magazin angeordnet ist. Der Antriebsschlitten weist eine Rollbandfeder auf, die an dem vorderen Ende des Magazins befestigt ist. Die Rollbandfeder zieht im gespannten Zustand den Antriebsschlitten in Richtung des vorderen Endes des Magazins, wobei vor dem Antriebsschlitten angeordnete Schieber die in einer Schiene aufgereihten Schrauben in Richtung des Kopfstücks des Schraubgerätes drücken, wodurch die Schrauben nacheinander in das Kopfstück eingeführt werden.

Dieses vorbekannte Gerät benötigt eine komplizierte Rück­ halteeinrichtung, die jeweils die Schraube blockiert, die der in das Kopfstück des Schraubgerätes eingeführten Schraube nachfolgt. Die Rückhalteeinrichtung wird von einer Blattfeder beaufschlagt, die in der Blockierungsstellung stets der Kraft der Rollbandfeder des Antriebsschlittens entgegenwirken muß. Wenn die Federkraft der Blattfeder nachläßt, wird die Rückhalteeinrichtung unwirksam, so daß auf die in das Kopfstück des Schraubgerätes aufgenommene Schraube von den nachfolgenden Schrauben ein Druck ausgeübt wird, der zur Funktionsfähigkeit des Gerätes führen kann. Außerdem kann bei dem bekannten Gerät die Kraft der Rollbandfeder nach einer Zeit nachlassen, so daß dann der glatte Vorschub der Schrauben nicht mehr gewährleistet ist.

Aus der US-27 70 269 ist ebenfalls ein Schraubgerät mit einem Schraubenmagazin bekannt, bei dem die Schrauben mit Federkraft vorgeschoben werden und bei dem die jeweils vorletzte Schraube mittels eines federbeaufschlagten Hebels blockiert wird, bis dieser in die Freigabestellung verschwenkt wird. Dieses Schraubgerät ist ebenfalls aus den vorstehend genannten Gründen kompliziert und stör­ anfällig.

Auch das aus der US-29 43 652 bekannte Schraubgerät enthält ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin, in dem die Schrauben mittels einer Zugfeder vorgeschoben werden. Dieses bekannte Gerät hat keine Blockierungseinrichtung für die Schraube, die jeweils der im Kopfstück befindlichen Schraube nachfolgt, so daß hier durch die stets einwirkende Federkraft auf die zum Einschrauben bereitgehaltene Schraube ein solcher Druck ausgeübt wird, daß der Einschraubvorgang nicht korrekt stattfinden kann.

In der US-19 21 485 ist ferner eine separat von einem Schraubgerät angeordnete Zuführeinrichtung für Schrauben und dergleichen beschrieben, die Förderbänder mit Aussparungen hat, in die Kopfschrauben und Scheiben fallen, die zu sogenannten Schüttrinnen weitertransportiert werden, um durch anschließende Leitungen dem Schraubgerät zugeführt zu werden. Die Förderbänder werden beim Betrieb des Gerätes kontinuierlich vorwärts bewegt, so daß eine solche Zuführeinrichtung nicht bei einem Schraubgerät der eingangs genannten Art verwendbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführeinrichtung der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß sie weniger störanfällig ist und auch über einen längeren Zeitraum hinweg zuverlässig funktioniert.

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

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der über zwei Umlenkräder geführten Kette und eines Schrittmotors, der die Kette in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wahlweise in beiden Richtungen der Erfindung antreiben kann, sind die oben aufgeführten Fehlerquellen der bisher bekannten Schraubgeräte der betrachteten Art zuverlässig vermieden. Vor jedem Schraubvorgang werden die in dem Schraubmagazin befindlichen Schrauben von dem Schrittmotor automatisch um jeweils eine Schraube vorgerückt, woraufhin die im Magazin verbleibenden Schrauben völlig entlastet verbleiben, da im Ruhezustand des Schrittmotors keine in Vorschubrichtung wirkende Kraft auf sie ausgeübt wird. Damit entfällt das Erfordernis, einen Verriegelungsmechanismus für die jeweils vorderste Schraube in dem Schraubenmagazin anzuordnen. Der Vorschub der Magazinzeitraum mit gleichbleibender Vorschubkraft und Geschwindigkeit, im Gegensatz zu dem bisher bekannten Vorschub mittels Federkraft, die verhältnismäßig schnell nachlassen kann.

Da der Schrittmotor des erfindungsgemäßen Gerätes bevorzugt in beiden Richtungen antreibbar ist, ist auch das Nachfüllen des Schraubenmagazins denkbar einfach zu bewerkstelligen, da hierzu lediglich die Kette in die Ausgangslage zurückgefahren werden muß, um das Schraubenmagazin für neue Schrauben aufnahmefähig zu machen. Bei den oben erwähnten vorbekannten Schraubgeräten muß hingegen die Zugfeder des Magazins von Hand gespannt und das mit der Feder verbundene Vorschubglied verriegelt oder so lange gehalten werden, bis das Magazin mit Schrauben gefüllt ist.

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

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 Zuführbarkeit praktisch nicht verkanten können und glatt und zuverlässig auf das Kopfstück zu vorgeschoben werden können. Die Anordnung wird vorteilhafter so getroffen, daß der Schaft der Schrauben an der von dem Schraubgerät abgewandten Seite aus der Schiene herausragt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Ausbildung der die Schrauben führenden Magazinschiene so getroffen ist, daß ein rückwärtiger gradliniger 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 Schienenabschnitt in das Kopfstück des Schraubgerätes einmündet. Die Schrauben werden hiermit senkrecht zur Längsachse des Schraubgerätes exakt positioniert in die vordere Haltezange des Kopfstücks eingeführt.

Zweckmäßigerweise ist an der Kette wenigstens eine Mitnehmerlasche befestigt, die in die Magazinschiene eingreift und die Schrauben vorschiebt, wobei die Mitnehmerlasche vorzugsweise auf die oberste, letzte Schraube drückt. Da die Kette bei ihrem Lauf über 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 von dem Motor wahlweise in beiden Richtungen antreibbar ist, kann die Mitnehmerlasche wieder in die rückwärtige Ausgangsposition zurückgefahren werden, bevor das Magazin bzw. die Magazinschiene wieder erneut mit Schrauben gefüllt wird. Andererseits liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß die Kette mit zwei gegenüber angeordneten Mitnehmerlaschen versehen ist, so daß das Magazin ohne Zurückfahren der Mitnehmerlasche gefüllt werden kann.

Die erfindungsgemäße Zuführeinrichtung ist sehr gut für Geräte geeignet, die an einem Roboter zu befestigen sind. Es wird jedoch mit Nachdruck festgehalten, daß die erfindungsgemäße Zuführeinrichtung auch für Handgeräte verwendbar ist, die nicht von einem Roboter, sondern von einer Bedienungsperson bedient werden. Bei Handgeräten hat sich zwar die pneumatische Zuführung von Schrauben, Spreiznieten und dergleichen weitgehend bewährt, jedoch gibt es beispielsweise 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 Schraubenkopfes 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 vorgesehen, 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 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 (7)

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, wobei die Zuführeinrichtung ein in das Kopfstück einmündendes Schraubenmagazin und eine mechanische Fördereinrichtung für die Schrauben enthält, die an dem Schraubgerät gehalten sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanische Fördereinrichtung (10) eine über zwei Umlenkräder (13, 14) geführte Kette (12) aufweist, die von einem Schrittmotor (17) antreibbar ist.

2. Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) über eine einstellbare Rutschkupplung (16) mit einem Umlenkgetriebe (15) verbunden ist, das mit dem Antriebsumlenkrad (14) in Eingriff steht.

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 ihrem 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 an der Kette (12) wenigstens eine Mitnehmerlasche (19) befestigt ist, die in die Schiene (8) eingreift und die Schrauben (7) vorschiebt.

7. Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (12) wahlweise in beiden Richtungen antreibbar ist.