DE69010319T2 - Robotergesteuertes Multitask-Greiforgan. - Google Patents
Robotergesteuertes Multitask-Greiforgan.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Befestigungstechnik im allgemeinen und sie richtet sich insbesondere an Verbesserungen der Werkzeugbefestigungen, die bei Roboter-Bearbeitungszentren zum Zwecke der Automatisierung der Montage und der Integration von Teilen durch Nieten oder ähnliche Befestigungselemente nützlich sind.
- Die moderne Fabrikationstechnik verwendet computergesteuerte Roboter, die mit einer oder mehreren Antriebsspindeln ausgestattet sind, welche verschiedene Werkzeugmaschinen antreiben können, die wahlweise positioniert und plaziert werden können, um eine Vielzahl automatischer Bearbeitungsvorgänge auszuführen.
- In letzter Zeit wurden diese Roboter auf die Anwendung von Nieten und ähnlichen Befestigungselementen anpepaßt, wobei ein Roboterpaar, das spiegelbildlich arbeitet, so funktioniert, daß es die Befestigungsvorgänge automatisch an beiden Seiten von Montageteilen ausführt, die in einer Vorrichtung gehalten werden. Eine Vorrichtung dieser Art ist in dem Patent mit der Nummer 4.885.836 offenbart, das am 12. Dezember 1989 an den Zessionar dieser Anmeldung erteilt worden ist und auf welches hier für eine verstärkte Beschreibung des funktionalen Zusammenhanges einer Doppelroboterinstallation zur Montage von Flugzeugflügeln und Rumpfabschnitten, für welche das erfindungsgemäße Greiforgan besonders geeignet ist, verwiesen wird.
- Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung für Greiforgane dar, die mit einem Paar computergesteuerter Roboter nützlich sind, die an entgegengesetzten Seiten von Montageteilen arbeiten, die in einer Vorrichtung gehalten werden, wie dies in dem obengenannten U.S. Patent US-A-4.885.836 ausgeführt ist, wobei die Roboter einzelne Greiforgane aufweisen, welche individuelle Werkzeuge zur Bewirkung der Löcherbildung durch die Montageteile und die Installation von Nietenbefestigungselementen und dergleichen darin tragen.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein erstes Greiforgan an dem Werkzeugkopf eines ersten Roboters angebracht und trägt eine Mehrzahl von Betriebswerkzeugen, wie etwa eine Nietenbefestigungselement- Zufuhr- und Positionierungseinrichtung, eine Lochbildungs- und Senkungseinrichtung (welche durch die Werkzeugspindel des Werkzeugkopfs des Roboters betrieben wird), eine Nietensetzungs- Kompensationsstangeneinrichtung und eine Einrichtung für die Zufuhr einer Dichtungsmasse in die Befestigungsöffnung, die durch die montierten Teile ausgebildet ist. Diese verschiedenen Werkzeuge können an verschiedenen Stationen einer beweglichen Pendeleinrichtung betätigt werden, wobei die Pendeleinrichtung computergesteuert ist, so daß die verschiedenen Werkzeugeinrichtungen an den Betriebspositionen einrasten, an denen sie dann koaxial zu der Werkzeugspindel des Roboters ausgerichtet sind. Ein zweites Greiforgan, das an dem entgegengesetzt angeordneten Roboterkopf angebracht ist, wirkt mit dem ersten Greiforgan zusammen, so daß die montierten Teile dazwischengeklemmt werden, und das zweite Greiforgan trägt eine passende Nietensetzungs-Hammereinrichtung zur Stauchung der Niete an der Befestigungsposition. Andere Anordnungen und Ausrichtungen spezifischer Werkzeuge, die von den Greiforganen getragen werden, fallen vollständig unter die vorliegende Erfindung.
- Die bevorzugte Werkzeuganordnung, die nachstehend beschrieben ist, ist derart beschaffen, daß jedes Loch durch die eingeklemmten, in der Vorrichtung gehaltenen Teile ausgebildet ist und für die Aufnahme von Befestigungselementen vorbereitet ist, worauf die Installation des Befestigungselementes folgt, wobei die beiden Greiforgane an einer einzigen Klemmposition verbleiben. Alternativ dazu können alle in den montierten Teilen zu gestaltenden Löcher nacheinander gestaltet werden und die robotergesteuerten Greiforgane und Werkzeugköpfe können nacheinander gegenüber jedem gerade gebildeten Loch für die Installation ausgewählter Befestigungselemente positioniert werden, und zwar auf die in dem Patent US-A-4.885.836 genauer beschriebenen Art und Weise, wobei es jedoch nicht erforderlich ist, die Greiforgane für jeden Werkzeugvorgang zu wechseln.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die wichtige Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Greiforganbefestigung, die mehrere Werkzeuge trägt, für den mobilen Werkzeugkopf eines robotergesteuerten Bearbeitungszentrums bzw. eines "Roboters" vorzusehen.
- Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung ein Multitask- Greiforgan vor, das an dem gelenkbeweglichen Drehkopf eines computergesteuerten Roboters anbringbar ist, welcher dem Greiforgan mehrere lineare Bewegungen und Drehschwenkbewegungen erteilen kann, mit:
- einer Schnittstelleneinrichtung zur lösbaren Verbindung des Greiforgans koaxial über das äußere Ende des Drehkopfs des Roboters; wobei die Schnittstelleneinrichtung das Greiforgan ferner mit Stromversorgungssystemen des Roboters verbindet;
- einem allgemein zylinderförmigen Werkzeugkopf mit einem langgestreckten hohlen Körper, der koaxial zu dem äußeren Ende der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist;
- einem allgemein zylinderförmigen Spitzenstück, das koaxial über das äußere Ende des hohlen Körpers angebracht ist, um sich im Verhältnis zu diesem eingeschränkt drehbar zu bewegen;
- einer Sensoreinrichtung, welche auf Drehbewegungen des Spitzenstücks anspricht, um eine nichtkoaxiale Ausrichtung des Spitzenstücks und des Körpers anzuzeigen;
- einer Pendeleinrichtung, die beweglich an dem Spitzenstück angebracht ist, umfassend ein langgestrecktes Element, welches für eine bidirektionale Bewegung entlang der Mittelachse des Spitzenstücks angebracht ist; ausgewählten Werkzeugen, welche an Werkzeugstationen befestigt sind, die mit Abständen entlang der Länge des verlängerten Elements angeordnet sind; einer leistungsbetriebenen Einrichtung, welche selektiv betätigbar ist, um das genannte Element zum Einrasten jedes der Werkzeuge darauf in koaxiale Ausrichtung mit der Mittelachse des Spitzenstücks zu bewegen; und
- einer Kompensationsstangeneinrichtung, die koaxial in dem Werkzeugkopf angebracht ist, mit einer leistungsbetriebenen Einrichtung zum axialen Vorschub und Einzug der Kompensationsstange.
- In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 eine Skizze mit im Querschnitt dargestellten Bereichen eines Paars zusammenwirkender, an einem Roboter befestigter Greiforgane zur erfindungsgemäßen Befestigung von Nieten;
- Figur 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Teilen im Aufriß, im wesentlichen entlang der Linie 2-2 aus Figur 1 und in Richtung der Pfeile auf dieser Linie;
- Figur 3 eine weitere teilweise Querschnittsansicht, im wesentlichen entlang der Linie 3-3 aus Figur 2 und in Richtung der Pfeile auf dieser Linie;
- Figur 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 aus Figur 2 und in Richtung der Pfeile auf dieser Linie;
- Figur 5 eine vergrößerte Skizze des Dichtungsmassen- Auftragemoduls, das in Figur 4 dargestellt ist;
- Figur 6 einen teilweisen transversalen Querschnitt der Länge nach durch das in der Figur 5 dargestellte Dichtungsmassen- Auftragemodul;
- Figur 7 eine vergrößerte Ansicht der Nietenzufuhr- und Einführungsvorrichtung aus Figur 4, wobei Teile im Querschnitt dargestellt sind;
- Figur 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 8- 8 aus Figur 7 und in Richtung der Pfeile auf dieser Linie; und
- die Figuren 9-13 schematische Aufriße, bei denen sich Teile im Querschnitt befinden, wobei aufeinanderfolgende Schritte der Nieteninstallation dargestellt werden.
- Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Installation von Nietenbefestigungselementen und dergleichen in einer Arbeitsfeldumgebung der Art geeignet, die in dem obengenannten Patent US-A-4.885.836 genauer beschrieben ist.
- Kurz gesagt wird in dem Arbeitsfeld ein Paar schneller Bearbeitungszentren bzw. "Roboter" der Strukturvariante SSS mit linear horizontalen, vertikalen und transversalen X-, Y- und Z- Achsen verwendet, wie dies in dem obengenannten Patent offenbart ist. Die X-Achse jedes Roboters ist allgemein durch zugeordnete horizontale lineare Führungsbahnen definiert, entlang welchen der Roboter durch eine leistungsbetriebene Einrichtung bewegt wird; die Y-Achse ist durch eine zentrale vertikale Säule des Roboters definiert und die Z-Achse ist durch einen horizontalen Schlitten definiert, der entlang einer linearen Achse quer zu der vertikalen Säule beweglich ist.
- Ferner ist die vertikale Säule des Roboters um die Mittelachse drehbar, und ein Drehkopf ist an dem äußeren Ende des Schlittens zur Rotation um ein Paar von Drehachsen angebracht, die zueinander quer liegen. Der Drehkopf ist ferner mit einer drehbaren Hohlwelle versehen, welche eine lineare Achse definiert, entlang der daran befestigte Werkzeuge vorgeschoben und zurückgezogen werden. Jeder Roboter weist somit drei lineare Hauptbewegungsachsen und drei Drehbewegungsachsen zur räumlichen Positionierung des Drehkopfes des Roboters auf.
- Zwischen den beiden Robotern befindet sich in dem Arbeitsfeld eine automatische elastische bzw. einstellbare Vorrichtung zum Halten von Teilen und Komponenten, die montiert werden sollen, wie etwa Tragflächen und Rippen oder Rumpfabschnitte eines Luftfahrzeuges. Die beiden Roboter arbeiten normalerweise spiegelbildlich an entgegengesetzten Seiten der in der Vorrichtung gehaltenen Komponenten, wobei die Vorrichtung parallel zu und zwischen den X-Achsen der beiden Roboter positioniert ist.
- Es ist von Bedeutung, daß das gesamte Arbeitsfeld von einem Hostcomputer gesteuert wird, der über direkte numerische Steuerung (DNC) oder eine andere Einrichtung rechnerunterstützte Fabrikationsbefehle sowie Bedienungsbefehle empfängt, welche die Gestalt der Endmontage bestimmen und/oder modifizieren. Sämtliche Ausgangssignale werden von dem Hostcomputer an passende Untercomputer übermittelt und wenn die Befehle von den Robotern ausgeführt werden, so werden Rückführungssignale zu dem Hostcomputer zurückgeführt.
- Allgemein erteilt der Hostcomputer den Untercomputern Befehle, welche die Werkzeugauswahl und die Greiforgane steuern, so daß die Roboter mit den korrekten Werkzeugen bestückt und mit dem richtigen Befestigungselement für den gewünschten Befestigungsvorgang versehen werden. Der Hostcomputer regelt auch die richtige Bewegungsfolge des Roboterbetriebs, umfassend das Klemmen, die Lochbildung, die Einführung und das Einstellen der Befestigungselemente sowie die Positionierung und den Betrieb der Vorrichtung, so daß die Geometrie der zu montierenden Teile genau erfolgt.
- Roboter-Werkzeugmaschinen zur Ausführung der oben kurz umrissenen Aufgaben, sind von verschiedenen Handelsquellen erhältlich, wie etwa die von JOBS, Piacenza, Italien, erhältiche Maschine, die ein Beispiel für eine Maschine darstellt, welche die notwendige Vielseitigkeit aufweist sowie die hohe Genauigkeit bei der Positionierung der Arbeitswerkzeuge, die bei der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Eine solche Maschine muß neben anderen Bearbeitungs- und Meßvorgängen, in Verbindung mit anderen Betriebsaufgaben, wie sie genauer in dem obengenannten Patent US- A-4.885.836 beschrieben sind, Bohren, Senken, Fräsen, Rauten, Trimmen und Kaltschlagschmieden können.
- In bezug auf die Greiforgane, die in dem robotergesteuerten System beschrieben und eingesetzt werden, das in dem Patent US-A- 4.885.836 ausgeführt ist, wird festgestellt, daß diese Greiforgane in ihrer Funktionsleistung dadurch eingeschränkt sind, daß jeder Bearbeitungsvorgang bzw. eine getrennte Funktion ein separates individuelles Greiforgan voraussetzt, welches dieser einzelnen Aufgabe zugeordnet ist. Nach der Erfüllung jeder Aufgabe ist es somit erforderlich, daß die Greiforgane gewechselt werden, so daß die nächste Verfahrensaufgabe erfüllt werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Gegensatz dazu auf ein Greiforgan, welches mehrere Aufgaben ausführen kann, so daß ein mit entsprechenden Greiforganen ausgerüstetes Roboterpaar einen vollständigen Multitask-Zyklus einleiten und vollständig ausführen kann, wie etwa die Vorbereitung von Nietlöchern und die Installation von Nieten in Teilen bzw. Komponenten, die in einer Vorrichtung gehalten werden, und zwar ohne ein Lösen von den zugeordneten Robotern.
- In besonderem bezug auf Figur 1 wird hiermit festgestellte daß zwei zusammenarbeitende Roboter (nicht abgebildet) entsprechend mit entgegengesetzten Greiforganeinrichtungen 20 und 21 ausgerüstet sind. Diese Roboter können den Greiforganen Mehrachsenbewegungen verleihen, wie dies oben beschrieben ist.
- Das Greiforgan 20 bildet eine Multitask-Vorrichtung, während das Greiforgan 21, wie dies hier dargestellt ist, nur für eine einzige Aufgabe ausgerichtet ist, wie dies für die Installation von Nietenbefestigungselementen gemäß dem hier ausgeführten veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung notwendig ist.
- Allgemein umfaßt der Roboter, der das Greiforgan 20 trägt, eine drehbar angetriebene Spindel und Hohlwelle 25, welche einen sich koaxial erstreckenden Werkzeughalter 26 aufnehmen kann, der drehbar mit der Hohlwelle 25 angetrieben wird und der ferner linear entlang der Hohlwellenachse des Roboters beweglich ist. Diese Bewegung dient zum Vorschub und Einzug eines Bohr- und Senkwerkzeuges 27, das an dem äußeren Ende des Werkzeughalters 26 angebracht ist. Das Werkzeug wird zur Gestaltung von Öffnungen durch die in der Vorrichtung gehaltenen Werkteile eingesetzt, wie dies bei 28 dargestellt ist.
- Das Greiforgan 20 umfaßt einen allgemein zylinderförmigen Kopf 30 mit daran angebrachter Anpaßteilglocke 31, die eine Planscheibe 32 zur Verbindung mit dem Drehkopf ihres Roboters aufweist, und zwar durch ein im Fach allgemein bekanntes automatisches Kopplungssystem. Neben dem Kopplungssystem für ein Zusammenwirken mit dem Drehkopf des Roboters, weist die Glocke 31 auch eine Einrichtung auf, welche eine automatische Verbindung mit geeigneten pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Leistungsquellen und dem Roboter zugeordneten Verbindern herstellt, um die Leistungssysteme des Greiforgans zu aktivieren, was nachstehend erörtert wird.
- An die Anpaßteilglocke 31 grenzt der Hauptkörper 33 des Greiforgankopfes 30 an, welcher hohl ist und eine zylinderförmige Kammerinnenwand 34 aufweist. Diese Wand bildet zusammen mit einem transversalen, ringförmigen Randstück 35 und einem radial nach innen angeordneten Wandelement 36, das an dem Randstück angebracht ist, eine zylinderförmige Kolbenkammer 37, die konzentrisch zu der Kammerwand 34 ist.
- In die Kolbenkammer 37 paßt ein verhältnismäßig schwerer und massiver Kompensationsstangenkolben 38, wobei die Kolbenkammer zur Aufnahme des Kolbens an dem vorderen Ende offen ist. Geeignete Lager 39, 39 stützen den Kolben für eine begrenzte Hubbewegung, und die mit Zwischenabstand angeordneten Dichtungen 40, 40 schaffen eine abgedichtete Integrität des Zylinders 37 mit den Wänden 34 und 36. Somit führt die Einführung eines pneumatischen Drucks in ein Ende der Kolbenkammer 37 zu einem Vorschub des Kolbens 38 zu dem äußeren Ende des Greiforgankörpers 33. Dieser Vorschubbewegung des Kolbens 38 wird durch eine Mehrzahl umfänglich mit Zwischenabständen angeordneter Rückholfedern 41 entgegengewirkt, die sich zwischen dem Körper des Kolbens 38 und einem allgemein kegelstumpfartigen äußeren Endabschnitt 42 des Greiforgankörpers 33 erstrecken. Eine ausgewählte Regelung des Luftdrucks in der Kolbenkammer 37 regelt die Kompression der Federn 41 und somit den Belastungswiderstand der Kompensationsstange 44, die an dem äußeren Ende des Kolbens 38 befestigt ist. Die Freisetzung des pneumatischen Drucks in dem Zylinder 37 bewirkt eine Rückwärtsbewegung des Kolbens 38 durch die Rückholfedern 41.
- Wie dies in Figur 1 am deutlichsten wird, erstreckt sich die Kompensationsstange 44 von einem äußeren Ende des Kolbens 38 und ist dabei mit einem kegelstumpfartigen Körper 45 ausgebildet, der einen an dem Kolben 38 befestigten zylinderförmigen Rand 46 aufweist sowie ein koaxiales zylinderförmiges äußeres Endstück 47, das so adaptiert ist, daß es an eine Kompensationsstangen- Laufbuchse 48 stößt, wie dies in näheren Einzelheiten beschrieben wird.
- An dem äußeren Ende des Abschnittes 42 des Greiforgankörpers 33 und in koaxialer Beziehung zu der Kompensationsstange 44 ist ein Spitzenstück 50 angebracht, das in Figur 3 der Zeichnungen genauer dargestellt ist. Wie dies darin ersichtlich ist, ist das Spitzenstück mit einem Basisende 51 ausgebildet, das eine konvexe, halbsphärische Außenoberfläche 52 aufweist, die gleitend mit einer ringförmigen halbsphärischen, konkaven Oberfläche zusammenpaßt, die an dem Ende bzw. äußeren Ende des Abschnittes 42 des Greiforgankörpers ausgebildet ist. Das Spitzenstück 50 wird durch drei oder mehr Schraubenfedersysteme 53 beweglich an der Verwendungsposition gehalten, wobei die Federsysteme um den Umfang des Spitzenstücks in 120º Intervallen angeordnet sind, und umfassend die Verbindungsstangen 54 zur Verbindung des Spitzenstücks und des Endabschnittes 42. Die Sensoreinrichtungen 55 sind mit jeder der Feder-/Stangeneinrichtungen gekoppelt, um die Bewegung des Spitzenstücks aus der koaxialen Ausrichtung mit der Hohlwellenachse des Roboters zu messen. Diese Meßdaten werden in Greiforgan-Steuer- und Leitrechner gespeist, um die Lageausrichtung des Spitzenstücks anzuzeigen. In diesem Zusammenhang wird festgestellt, daß es die Beweglichkeit des Spitzenstücks diesem möglich macht, dem Bogen der Werkteile 28 zu folgen. Wenn die Spitzenstück-Sensoren somit eine andere als koaxiale Ausrichtung des Spitzenstücks mit der Hohlwellenachse des Roboters anzeigen, so wird der Drehkopf des Roboters passend angepaßt, so daß vor einem Bearbeitungsvorgang für eine zweckmäßige koaxiale Ausrichtung mit dem Spitzenstück gesorgt wird.
- Das Spitzenstück 50 ist ferner durch eine allgemein rechteckförmige Körper- bzw. Fußbuchse 56 gekennzeichnet, die sich von einer Seite der Basis 51 mit sphärischem Ende koaxial nach außen erstreckt. Die Fußbuchse 56 weist ein hohles Inneres auf, das an einem Ende offen in Verbindung mit einem zylinderförmigen Durchgang 57 steht, der für die Werkzeugeinführung, wie den Bohrer 27 für das Kompensationsstangenendstück 47, durch die Basis 51 ausgebildet ist. Das gegenüberliegende bzw. äußere Ende der Fußbuchse 56 ist ebenfalls offen, so daß es einen koaxialen Durchgang für verschiedene Arbeitswerkzeuge, wie etwa den Bohrer 27, vorsieht. Die Mündung dieses äußeren offenen Endes ist durch einen ringförmigen Drucksensor 58 begrenzt bzw. wird von diesem umgeben, wobei der Sensor dem Steuerrechner des Greiforgans mitteilt, wenn das Spitzenstück die Werkstücke 28 vor dem Beginn des Werkzeugbetriebs berührt, wie etwa vor dem Bohren eines Lochs durch die Werkstücke.
- Eine langgestreckte und allgemein rechteckförmige Pendeleinrichtung 60 ist für eine gleitende Bewegung quer durch die Seitenöffnungen 59 des Spitzenstücks 50 angebracht, wie dies in den Figuren 1-4 der Zeichnungen am besten dargestellt ist. Die Pendeleinrichtung rastet verschiedene Werkzeuge und Betriebsstationen an einer Arbeitsposition in koaxialer Ausrichtung mit der Mittelachse des Spitzenstücks ein und aus.
- Die Pendeleinrichtung 60 kann zwar eine Vielzahl ausgewählter Werkzeug-Betriebsstationen aufweisen, doch umfaßt die Pendeleinrichtung in dem bestimmten, hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier Stationen, von denen drei jeweils ein Werkzeug tragen, nämlich eine Dichtungsmassen-Auftragevorrichtung 61, eine Kompensationsstangenbuchse 48 und ein Nietenzufuhrsystem 62. Bei der vierten Station handelt es sich um eine Bohrstation 63 für den Durchgang des Bohrers 27 (siehe Figur 4).
- Zum Einrasten bzw. Bewegen der verschiedenen Stationen der Pendeleinrichtung zur Sicherstellung des Werkzeugbetriebs koaxial zu dem Spitzenstück 50, umfaßt der langgestreckte Körper 65 der Pendeleinrichtung entgegengesetzte planare Seiten 66 und 67, die mit langgestreckten Gleitschienen 68, 68 versehen sind, die durch und zwischen entgegengesetzten Gleitsteinen 69 gestützt werden, die quer über das offene Innere des Spitzenstücks 50 angebracht sind (siehe Figuren 2 und 3). Diesbezüglich erstrecken sich die Steine 69 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die Oberund Unterseiten des hohlen Inneren der Fußbuchse 56.
- Die gleitende Betätigung der Pendeleinrichtung wird durch den Betrieb eines geeigneten Leistungsstellglieds geregelt, wie etwa eine pneumatische Zylinder-/Kolbeneinrichtung 70, die durch den Träger 71 gehalten wird, der an der Oberseite des Spitzenstücks angebracht ist (siehe Figuren 2 und 3). Das äußere Ende der Kolbenstange 72 der Einrichtung 70 ist an einem transversalen Transferarm 73 angebracht, der mit einem Ende der Pendeleinrichtung 60 für eine lineare Verschiebung dieser als Reaktion auf den computergesteuerten Betrieb der Einrichtung 70 verbunden ist. Wie dies für den Fachmann offensichtlich ist, können zu diesem Zweck andere Arten von Stellgliedern verwendet werden, wie etwa motorbetriebene Zahnstangenanordnungen.
- Nachstehend werden nun Einzelheiten der individuellen Werkzeuge beschrieben, die der Pendeleinrichtung 60 zugeordnet sind, um die Verwendung und den Betrieb der Pendeleinrichtung ins Verhältnis zu der bestimmten Aufgabe des Nietens des hier veranschaulichten Ausführungsbeispiels zu bringen.
- Im ersten bezug auf die Figuren 2-4 wird deutlich, daß das Dichtungsmassen-Auftragemodul 61 einen langgestreckten Metallkörper 75 umfaßt, der durch die Drehachse 76 drehbar in dem langgestreckten Ausschnitt in dem Auftragevorrichtungskörper 65 getragen wird, wobei sich die Drehachse durch die Ober- und Unterwände 66 bzw. 67 der Pendeleinrichtung erstreckt. Diese Achse wird nahe einem Ende des Pendelkörpers 65 drehbar in Lagern getragen und sie wird durch Empressen oder auf andere Weise mit dem Auftragevorrichtungskörper 75 verriegelt. An einem Ende der Achse 76 ist ein elektromagnetischer Motor 77 angebracht, um die Achse und die Auftragevorrichtung 61 nach einem Befehl des Steuerrechners zu drehen. Somit bewirkt der Motor 77 periodisch eine bogenförmige bzw. beschränkte Drehbewegung der Auftragevorrichtung 61 zwischen einer gestrichelten Linienposition (inaktiv) und einer Vollinienposition (aktiv) der Vorrichtung, wie dies in Figur 5 dargestellt ist.
- Hiermit wird festgestellt, daß von dem nicht-drehbar getragenen Ende 78 des Auftragevorrichtungskörpers 75 eine Dichtungsmassendüse 79 nach außen vorsteht, welche eine Mehrzahl von Auslaßöffnungen 80 zur Abgabe von Dichtungsmasse an ein Nietloch in dem Werkstück 28 (siehe Figur 5) aufweist.
- Über das äußere Ende des Auftragevorrichtungskörpers hinaus erstreckt sich ein Tragarm 8l mit einer einstellbaren Anschlageinrichtung 82, die so gestaltet ist, daß sie die Bewegung des Auftragevorrichtungskörpers zu den Werkstücken begrenzt, um die Düse 79 genau in einem Loch auszurichten, das durch den Bohrer 27 in den in einer Vorrichtung gehaltenen Werkstücken gestaltet worden ist. Wie dies in Figur 5 dargestellt ist, wird diese Begrenzung durch den Eingriff der Anschlageinrichtung 81 mit der Innenfläche des Sensorringes 58 an dem äußeren Ende des Spitzenstücks 50 erreicht.
- Hiermit wird festgestellt, daß die Auftragedüse 79 nach einer ausgewählten Einrastbewegung der Pendeleinrichtung 60, gefolgt von der ausgewählten bogenförmigen Bewegung der Auftragevorrichtung 61, von der gestrichelten Linienposition an die Vollinienposition, wie dies in Figur 5 angezeigt wird, innerhalb des oberen Endes eines durch die Werkstücke 28 gebohrten Lochs positioniert wird, wobei die Düse zum Auftragen von Dichtungsmasse in die Öffnung und das gesenkte Ende vor der Einführung eines Nietenbefestigungselements in die Öffnung bereit ist.
- Zur Erfüllung dieser Aufgabe muß die Auftragevorrichtungs-Düse mit Dichtungsmasse versorgt werden und sie muß gemäß der vorliegenden Erfindung gedreht werden, um die Dichtungsmasse gleichmäßig um die Mündung des Nietlochs und in dem Nietloch zu verteilen.
- Zu diesem Zweck wird nun auf Figur 6 verwiesen, welche die interne Arbeitsanordnung der Auftrageeinrichtung 61 zeigt. Wie dies darin gezeigt wird, wird Dichtungsmasse über einen elastischen Schlauch 85 einer ringförmigen Kammer 86 zugeführt, welche eine drehbar gelagerte Hohlspindelwelle 87 umgibt, die in dem äußeren Ende 78 der Auftragevorrichtung angebracht ist. Die Dichtungsmasse tritt in einen hohlen, koaxialen Durchgang 88 der Welle ein und wird über die internen Durchgänge 89, die in Figur 6 durch gestrichelte Linien dargestellt werden, an die Öffnungen 80 in der Düse 79 verteilt.
- Wie dies bereits festgestellt worden ist, ist die Düse 79 drehbar, um die Dichtungsmasse gleichmäßig über die Nietlöcher zu verteilen. Um dies zu erreichen, ist ein elektromagnetischer Motor 90 neben dem Drehmittelpunkt des Körpers 75 der Auftragevorrichtung an diesem angebracht, um eine motorbetriebene Antriebswelle 91, die an einem Antriebsgetriebe 92 angebracht ist, nach einem Computerbefehl wahlweise zu drehen. Die drei zusätzlichen, drehbar angebrachten Getriebe 93, 94 und 95 werden durch das Getriebe 92 angetrieben, wobei das Getriebe 95 an dem oberen Ende der Spindelwelle 87 angebracht ist, so daß bei der Erregung des Motors 90 eine Rotation dieser Welle und der Düse 79 bewirkt wird.
- Nachdem der Verteilungsvorgang der Auftragevorrichtungs-Düse beendet ist, wird der Motor 77 umgekehrt erregt, so daß die Auftragevorrichtung an ihre zurückgezogene Position bewegt wird, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Dann wird die Pendeleinrichtung umgekehrt, so daß die Nietenzufuhrvorrichtung 62 an die Betriebsposition geführt wird, was nachstehend erläutert wird.
- In bezug auf die Figuren 4, 7 und 8 der Zeichnungen werden Merkmale der Nietenzufuhrstationsvorrichtung 62 deutlich. Wie dies in Figur 4 dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung 62 einen langgestreckten Körper 100 (der allgemein dem Körper 75 der Auftragevorrichtung gleicht), der nahe einem Ende an einer Drehachse 101 für eine begrenzte bogenförmige Bewegung in einer ausgeschnittenen Innenöffnung gestützt wird, welche wie bei der Dichtungsmassen-Auftragevorrichtung nahe einem Ende des Pendelkörpers ausgebildet ist. Diese Drehbewegung des Körpers 100 reagiert zum Drehen der Welle 101 (siehe Figur 1) auf die ausgewählte Betätigung eines elektromagnetischen Motors 102, wie beim entsprechenden Betrieb der Dichtungsmassen- Auftragevorrichtung 61. Ebenso wie die Dichtungsmassen- Auftragevorrichtung ist die Nietenzufuhrvorrichtung in dem Pendelkörper zwischen einer Nietenaufnahmeposition (in Figur 4 durch Vollinien und in Figur 7 durch gestrichelte Linien dargestellt) und einer Nietenabgabeposition, die in Figur 7 durch Vollinien dargestellt ist, linear beweglich. Die Anschlageinrichtung 103 an dem äußeren Ende des Körpers 100 greift mit dem Sensor 58 ein, um die Bewegung des Körpers 100 zu den Werkstücken 28 zu begrenzen.
- An der Unterseite des Körpers 100 ist ein pneumatischer Greifermechanismus 104 angebracht, um die der Vorrichtung 62 zugeführten Mieten zu halten, während die Vorrichtung zwischen der Nietenaufnahme- und der Abgabeposition bewegt wird. Der Mechanismus 104 ist durch ein Paar seitlich bewegliche, scherenartige Zangengreifer 105 gekennzeichnet, die dazu geeignet sind, die Mieten als Reaktion auf Signale des Greiforgan- Steuerrechners dazwischen zu greifen und zu halten. Ein zu diesem Zweck geeigneter Greifermechanismus ist im Handel von SMC Pneumatics, Inc. (MHC-Reihe) erhältlich.
- Zur Positionierung von Mieten zwischen den Zangengreifern 105 ist die Vorrichtung 62 mit einer offenen Zufuhrrinne 106 versehen, die sich quer durch den Körper 100 erstreckt, so daß sie mit einem Zufuhrkopf 107 in Verbindung steht, der neben dem nicht- drehbar getragenen Ende des Körpers 100 angebracht ist. Ein stationäres pneumatisches Zufuhr- und Nietenzufuhrsystem 108 mit einem Drucklufttank 109 und einem flexiblen Nietenzufuhrschlauch 110, dient zur Positionierung ausgewählter Mieten 111 in der Rinne 106, und zwar zur Ablegung an einem Anschlag 112, der sich gegenüber dem Abgabeende des Zufuhrkopfes 107 befindet (siehe Figur 8). Der Anschlag begrenzt den Schutz des Nietendes bzw. Körpers über den Zufuhrkopf 107 zum Eingriff mit den Zangengreifern 105 (siehe Figur 8). Hiermit wird festgestellt, daß diese Nietenanschlagfunktion notwendig ist, dafür zu sorgen, daß die Pendeleinrichtung und die gegriffene Miete das Spitzenstück freilassen, wenn die Nietenzufuhreinrichtung und die Pendeleinrichtung an die Nietenabgabeposition umgesetzt werden, was in Figur 7 durch Vollinien dargestellt ist. Ferner wird festgestellt, daß die Rinne 106 und der Zufuhrkopf Mieten von dem pneumatischen System 108 nur dann empfangen, wenn sich die Vorrichtung 62 an ihrer zurückgezogenen Nietenaufnahmeposition befindet, wie dies in Figur 7 durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
- Sobald eine Miete 111 koaxial über einem vorher durch die Werkstücke gestalteten Loch positioniert ist, kann sie in dieses Loch eingeführt werden. Dies erfolgt durch Öffnen der Zangengreifer 105, so daß die Miete losgelassen wird. Gleichzeitig wird aus der Kammer 109 ein Druckluftstoß in den Durchgang 114 (siehe Figur 8) ausgelassen, der zu der Rinne 106 führt, wodurch bewirkt wird, daß der Luftdruck eine Miete 111 in ein entgegengesetztes Mietloch in den Werkstücken drängt. Somit ist die Miete für den Stauchvorgang nach der Entfernung der Nietenzufuhrvorrichtung 62 positioniert.
- Wie dies bereits festgestellt worden ist, werden die Mieten dadurch befestigt, daß deren Kopfende mit der Kompensationsstangenbuchse 48 eingreift, die von der Kompensationsstange 44 (siehe Figur 1) gestützt wird. Ferner wurde bereits festgestellt, daß sich die Buchse 48 in der Pendeleinrichtung (siehe Figur 4) zwischen der Dichtungsmassen- Auftragevorrichtung 61 und der Nietenzufuhreinrichtung 62 befindet.
- Wie dies in Figur 4 am deutlichsten dargestellt ist, umfaßt die Kompensationsstangenbuchse 48 ein Festkörperelement mit allgemein T-förmigem Querschnitt, wobei das Element in eine geeignete Muffe 115 in dem Pendelkörper paßt. Der Kopf 116 der Buchse ist allgemein rechteckförmig mit bogenförmigen Enden (siehe Figur 2) und greift mit dem äußeren Ende 47 der Kompensationsstange 44 ein, wenn sich die Buchse 48 in koaxialer Ausrichtung mit der Hohlwellenachse des Roboters befindet (siehe Figur 1). Die Führungsstifte 117, 117 erstrecken sich von der unteren Seite des Kopfes 116 in Führungsbohrungen in dem Pendelkörper und sie wirken gegen die Rückholfedern 119, so daß der Buchse 48 ein eingeschränktes Pendeln verliehen wird.
- Der zylinderförmige Schaft 120 der Kompensationsstangenbuchse erstreckt sich durch den Körper der Pendeleinrichtung und wird an dem äußeren Ende durch einen C-Ring 121 axial gesperrt. Das äußerste Ende des Buchsenschaftes 120 macht das Spitzenstück 50 durch ein geeignetes Seitenöffnungs-Auschnittstück 122 in dem Sensorring 58 frei (siehe Figur 3).
- In bezug auf die Merkmale des zusammenwirkenden Greiforgans 21 mit einer einzigen Aufgabe, wird nun auf die Figur 1 verwiesen, aus welcher festzustellen ist, daß das Greiforgan einen allgemein zylinderförmigen Kopf 130 mit daran angebrachter Anpaßteilglocke 131 und Planscheibe 132 umfaßt, die zur Verbindung mit dem Drehkopf 133 eines zugeordneten Roboters geeignet ist, und zwar durch ein bekanntes automatisches Kopplungssystem. Die Glocke 131 umfaßt ferner eine Einrichtung zur automatischen Verbindung mit pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Energieversorgungsquellen und mit von dem Roboter getragenen Verbindern, wodurch die entsprechenden Leistungssysteme des Greiforgans 21 versorgt werden.
- Mit dem äußeren Ende der Glocke 131 ist ein ringförmiger Hauptkörper 134 des Greiforgankopfes 130 verbunden, welcher ein zylinderförmiges Buchsenlager 135 trägt, zur drehbaren Lagerung eines allgemein zylinderförmigen Halteelementes 136, welches durch eine aus dem äußeren Ende gebildete halbsphärische Muffe 137 gekennzeichnet ist. Die Muffe 137 nimmt das halbsphärische Basisende eines allgemein T-förmigen Spitzenstücks 140 zusammenpassend auf, wobei das Spitzenstück durch eine Mehrzahl mit Zwischenabständen angeordnet er Verbindungs- und Federeinrichtungen 141 mit zugeordneten Sensoreinrichtungen 142 in der Muffe 137 gehalten wird, wobei die Anbringung der vorstehend beschriebenen Anbringung des Spitzenstücks 50 des Greiforgans 20 gleicht.
- Wie bei dem Spitzenstück 50, richtet sich auch das Spitzenstück 140 senkrecht zu den Werkstücken aus, mit denen es eingreift. Die Sensoreinrichtungen 142 sprechen auf diese Spitzenstückausrichtung so an, daß sie für eine koaxiale Positionierung des Drehkopfes 133 des Roboters und der Mittel- bzw. Hauptachse des Spitzenstücks 140 vor dem Beginn des Nietablaufs sorgen.
- Bei dem Spitzenstück 140 gemäß der Darstellung in Figur 1 ist eine Seite des zylinderförmigen äußeren Endes bzw. der Fußbuchse weggeschnitten, so daß darauf eine ebene Oberfläche 143 vorgesehen ist, um in dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel ein Rumpfholmrahmenelement 114 freizumachen. Das Element 144 wird vorzugsweise mit den Werkstücken 28 an der Verwendungsposition angebracht, und der Rumpfholm stellt ein allgemein bogenförmiges Rahmenelement dar, das von der Form der Werkstückeinrichtung abhängt, wie etwa in einem Flugzeugrumpf oder einem Flügelabschnitt. Somit ist es häufig erforderlich, das Spitzenstück 140 wahlweise um seine Hauptachse zu drehen, so daß die ausgeschnittene Seite des Stücks den Bogen des Rumpfholms passieren kann.
- Um dies zu erreichen, wird das Halteelement 136 drehbar in dem Lager 135 getragen, so daß sich das Spitzenstück 140 bei einer Drehung des Elements 136 ebenfalls um seine Hauptachse dreht. Zu diesem Zweck ist ein großes Zwischengetriebe 145 an dem inneren Ende des Elements 136 angebracht und greift mit dem Vorgelege 146 ein, das an der Flanschwelle 147 gestützt wird, welche von dem Kopfelement 130 getragen wird. Ein an der Welle 149 befestigtes Antriebsgetriebe 148 wird über einen elektrischen bzw. pneumatischen Motor 150 und das an der Anpaßteilglocke 131 gestützte Räderuntersetzungsgetriebe 151 drehbar angetrieben und durch den Greiforgan-Computer gesteuert. In diesem Zusammenhang weist eine Hauptwellen-Positionierungsrückführungseinrichtung 152 eine befestigte Welle 153 zur Rotation mit dem Antriebsgetriebe 148 auf, wodurch dem Computer mitgeteilt wird, wenn sich das Spitzenstück um eine erforderliche Gradanzahl gedreht hat, wodurch ein Abschalten des Motors 150 bewirkt wird.
- Koaxial zu der Anpaßteilglocke 131 ist ein ringförmiger Zylinder 160 angebracht, der zur Betätigung eines zylinderförmigen Fußbuchsenkolbens 161 (doppelt wirkend) dient, der mit dem Zylinder durch bewegliche und stationäre Dichtungen 162 bzw. 163 passend abgedichtet ist. Das äußere Ende des Kolbens 161 ist an dem Kopf 130 des Greiforgans 21 befestigt, so daß die Zuführung von Druckfluid, wie etwa Luft, an die Endkammer 164 des Zylinders 160 dazu dient, den Kolben 161 und das Spitzenstück zu dem Rumpfholm und den Werkstücken zu bewegen und mit diesen in Eingriff zu bringen. Eine Umkehrbewegung des Kolbens 161 wird durch die Entlüftungskammer 164 und die Druckkammer 165 bewirkt, so daß die Bewegungsrichtung des Kolbens 161 umgekehrt wird.
- Wenn die beiden Spitzenstücke 50 und 140 gegen die montierten Werkstücke gedrückt werden, teilt das Spitzenstück 50 dem Greiforgan-Computer mit, den Klemmdruck auf einem vorbestimmten Pegel zu regeln, so daß eine Belastung der Werkstücke und der Haltevorrichtung während der erfolgenden Nietenvorbereitungs- und Installationszyklen vermieden wird.
- Innerhalb der zylinderförmigen Anpaßteilglocke 130 ist koaxial eine Mietenbefestigungs-Hammereinrichtung 170 mit verhältnismäßig massiver Konstruktion angebracht, wobei die Einrichtung ein zylinderförmiges Hammergleitstück 171 umfaßt, das beweglich von ringförmigen Gleitlagern 172, 172 gestützt wird und welches die Dichtungen 173, 174 trägt, die mit dem zylinderförmigen Inneren der Glocke 130 eingreifen können, um eine ringförmige pneumatische Kolbenkammer 175 zur linearen Bewegung des Hammergleitstücks 171 zu bilden.
- Die Einführung von Druckluft in ein Ende der Kammer 175, schiebt das Gleitstück 171 zu dem Spitzenstück 140 vor, während eine Umkehrbewegung des Gleitstücks durch Einführung von Druckluft in das andere Ende der Kammer 175 bewirkt wird; an der entgegengesetzten Seite der Dichtungseinrichtung 173.
- In dem Hammergleitstück 171 wird koaxial eine pneumatische Hammereinrichtung 180 getragen, welche an ihrem äußeren Ende einen Hubkolbenhammer bzw. einen Vibrationshammer 181 zum Eingriff mit dem hinteren Ende einer durch die Werkstücke und den Rumpfholm eingeführten Miete sowie zum Stauchen dieser aufweist, wie dies hier dargestellt ist.
- Nachdem die verschiedenen Elemente und Einrichtungen beschrieben worden sind, die bei dem verbesserten Greiforgan der vorliegenden Erfindung vorkommen, erfolgt der kennzeichnende Mieteninstallationsvorgang allgemein gemäß dem folgenden Verfahren:
- Zu Beginn werden die beiden Roboter so positioniert, daß deren Drehköpfe allgemein senkrecht zu den zu montierenden Teilen 28 sind, wobei die Greiforgane koaxial ausgerichtet und etwa zwei Inch auseinander positioniert sind, so daß sie bereit sind, sich entgegengesetzten Seiten der Teile zu nähern. Dann wird das Greiforgan 20 so bewegt, daß das äußere Ende dessen Spitzenstücks mit den Werkstücken 28 eingreift, wobei sich das Greiforgan senkrecht zu der sich im Eingriff befindenden Werkstückoberfläche ausrichtet. In diesem Zusammenhang wird noch einmal angemerkt, daß das sphärisch angebrachte Spitzenstück 50 seinen Zustand der lotrechten Stellung relativ zu den sich im Eingriff befindenden Werkstücken über die Sensoren 55 signalisiert. Beim Eingriff prüft der Robotercomputer die durch die Sensoren 55 angezeigte Ausrichtung und paßt den Drehkopf des Roboters an, so daß die Hohlwellenachse des Roboters und die Hauptachse des Greiforgans koaxial sind. Dabei wird die Pendeleinrichtung 60 des Greiforgans 20 so ausgerichtet, daß sich die Bohrstation 63 koaxial zu der Hohlwellenachse des. Roboters befindet, und der Bohrer 27 wird in Vorbereitung des Bohrvorgangs zusammen mit der hohlen Kompensationsstange 44 heraus- bzw. zurückgezogen.
- Nach dem Eingriff und der Ausrichtung des Greiforgans 20 mit den in der Vorrichtung angebrachten Werkstücken, wird das Greiforgan 21 in koaxialer Ausrichtung mit dem Greiforgan 20 solange vorgeschoben, bis es mit dem Rumpfholm 144 eingreift, oder falls dieser an der Einrichtung fehlt, greift es mit seinem Spitzenstück 40 mit den Werkstücken 28 ein. Die Winkeligkeit des sphärischen Spitzenstücks wird mit den vorgeschriebenen Konstruktionsgrenzen verglichen, und der Drehkopf des Greiforgans 21 wird koaxial zu dem Spitzenstück 140 ausgerichtet.
- Die dem Fußbuchsenkolben 161 zugeordnete Kammer 164 wird dann vorgeschoben, so daß sie einen Eingriff des Spitzenstücks mit der Teileeinrichtung mit einer vorbestimmten Klemmkraft bewirkt, wobei die Klemmkraft durch ein computergesteuertes Druckminderungssystem bestimmt wird. Wenn die Werkstücke auf diese Weise fest zwischen die Spitzenstücke der beiden Greiforgane geklemmt sind, so mißt der Computer die Materialdicke basierend auf der Positionierung der beiden Greiforgane und Roboter, wobei dann die Befestigungselement-Auswahlsequenz beginnt, um der Einrichtung 62 ein geeignetes Befestigungselement zuzuführen. Die Hohlwelle an der Spindel des ersten Roboters wird dann aktiviert, um den Löchervorbereitungsvorgang zu starten, bei dem die Tiefe, Bohrgeschwindigkeit und Zufuhrrate sowie die Schubkraft durchgehend überwacht und geregelt werden.
- Nachdem der Lochgestaltungszyklus beendet ist, zieht die Hohlwelle das Werkzeug 27 heraus bzw. zurück, wodurch eine Aussparung für das Multitask-Pendelsystem des Greiforgans 20 vorgesehen ist, welches danach durch die Betätigungseinrichtung 70 so bewegt wird, daß das Dichtungsmassen-Auftragemodul 61 bezüglich der ausgerichteten Greiforgane koaxial zu der Hohlwellenachse positioniert wird. Sobald sich das Dichtungsmassenmodul an dieser Position befindet, wird es bogenförmig betätigt und die Auftragevorrichtung des Moduls wird gedreht, so daß dem Loch und der vorher durch das Werkzeug 27 gestalteten Senkung Dichtungsmasse zugeführt wird.
- Nach Beendigung der Dichtungsmassen-Auftragefunktion, wird das Dichtungsmassenmodul aus dem Nietloch entfernt und die Pendeleinrichtung wird dann so aktiviert, daß die Befestigungseinrichtung 62 in Ausrichtung mit dem Nietloch positioniert wird, so daß darin ein vorher ausgewähltes Befestigungselement eingeführt werden kann. In diesem Zusammenhang wird noch einmal festgestellt, daß das Befestigungselement nach der Entfernung bzw. der Freisetzung des Befestigungselements von der Greifereinrichtung unter pneumatischem Druck in das Bohrloch eingeführt wird. Danach wird die Pendeleinrichtung 60 so bewegt, daß die Kompensationsstangenbuchse 48 gegenüber des eingespannten Befestigungselements positioniert wird. Das äußere Ende der Kompensationsstange 44 greift dann mit der Kompensationsstangenbuchse 48 ein, wodurch bewirkt wird, daß diese mit dem Kopf des Befestigungselements eingreift.
- Die durch die Kompensationsstange auf den Befestigungselementkopf ausgeübte Haltekraft ist vollständig programmierbar und wird während dem Mietenbefestigungsvorgang fortlaufend überwacht, wobei das Gewicht der Kompensationsmasse automatisch ausgeglichen und durch den Computer auf einen neutralen Zustand eingestellt wird.
- Dann bewegt der zweite Roboter den Vibrationshammer 180 in Eingriff mit dem hinteren Ende des Nietenbefestigungselements, und wieder ist der Wert des durch das Hammerwerkzeug 181 ausgeübten Drucks gegen das Nietenende vollständig programmierbar und wird während dem Ablauf der Befestigung des Nietenbefestigungselements fortlaufend überwacht. Dann beginnt das Vibrationsstauchen des hinteren Endes der Miete und die Faktoren der Vibrationswerkzeugleistung, der Kraft gegen das Nietenende, der Installationszeit und der Nietenstauchungshöhe werden überwacht, wobei diese Informationen den Steuerrechnern zugeführt werden. Während der Befestigung der Miete können die Druckzustände auf die Vorder- und Hinterenden der Miete verändert werden, so daß die Installationszeit optimiert wird, obwohl das hergestellte Kopfende der Miete im allgemeinen mit einem geringfügig größeren Druck in Eingriff gebracht wird als das Stauchungsende der Miete, so daß ein passender Sitz des hergestellten Mietenkopfes gewährleistet ist.
- In den Figuren 9-13 der Zeichnungen, welche die Lochgestaltung, die Nieteneinführung und die Stauchungsvorgänge ausführen, ist dieser Arbeitsablauf mit Ausnahme des Auftragens der Dichtungsmasse schematisch dargestellt. Sobald die Miete gemäß den vorgeschriebenen Parametern befestigt ist, werden die Kompensationsstange und der Hammer zurückgezogen und die beiden Greiforgane werden getrennt, so daß die Werkstück losgelassen werden. Dann werden die Roboter gegenüber die nächste Haltestelle bewegt und die vorstehenden Abläufe werden wiederholt.
- Wenn die Roboter zwischen den Löchern bewegt werden, so werden alle inneren Gleitstücke und Pendelsysteme an ihre anfänglichen Startpositionen zurückgeführt, um die Ablauf zeit zu verkürzen, wobei sie für den nächsten Ablauf bereit sind.
Claims (11)
1. Multitask-Greiforgan, das an dem gelenkbeweglichen
Drehkopf eines computergesteuerten Roboters anbringbar ist,
welcher dem Greiforgan mehrere lineare Bewegungen und
Drehschwenkbewegungen erteilen kann, mit:
einer Schnittstelleneinrichtung (31) zur lösbaren
Verbindung des Greiforgans koaxial über das äußere Ende des
Drehkopfs des Roboters; wobei die Schnittstelleneinrichtung das
Greiforgan ferner mit Stromversorgungssystemen des Roboters
verbindet;
einem allgemein zylinderförmigen Werkzeugkopf (36) mit
einem verlängerten hohlen Körper (33), der koaxial zu dem äußeren
Ende der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist;
einem allgemein zylinderförmigen Spitzenstück (50), das
koaxial über das äußere Ende des hohlen Körpers angebracht ist,
um sich im Verhältnis zu diesem eingeschränkt drehbar zu bewegen;
einer Sensoreinrichtung (55), welche auf Drehbewegungen
des Spitzenstücks anspricht, um eine nichtkoaxiale Ausrichtung
des Spitzenstücks und des Körpers anzuzeigen;
einer Pendeleinrichtung (60), die beweglich an dem
Spitzenstück angebracht ist, umfassend ein verlängertes Element
(65), welches für eine bidirektionale Bewegung entlang der
Mittelachse des Spitzenstücks angebracht ist; ausgewählten
Werkzeugen (61, 62, 63, 48), welche an Werkzeugstationen
befestigt sind, die mit Abständen entlang der Länge des
verlängerten Elements angeordnet sind; einer leistungsbetriebenen
Einrichtung (70), welche selektiv betätigbar ist, um das genannte
Element zum Einrasten jedes der Werkzeuge darauf in koaxiale
Ausrichtung mit der Mittelachse des Spitzenstücks zu bewegen; und
einer Kompensationsstangeneinrichtung (44), die koaxial
in dem Werkzeugkopf angebracht ist, mit einer
leistungsbetriebenen Einrichtung (38) zum axialen Vorschub und
Einzug der Kompensationsstange.
2. Greiforgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Werkzeugkopfkörper eine konkave, halbsphärische äußere
Endoberfläche aufweist und daß das Spitzenstück (50) eine
halbsphärische innere Endoberfläche aufweist.
3. Greiforgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sich eine Mehrzahl federbelasteter Verbindungseinrichtungen (53,
54) zwischen dem Spitzenstück und dem Werkzeugkopfkörper befindet
und letztere miteinander verbindet, so daß deren halbsphärische
Endoberflächen zusammenpassend eingreifen und wodurch dem
Spitzenstück eine begrenzte Drehbewegung um deren inneres Ende
ermöglicht wird.
4. Greiforgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Sensoreinrichtung (56) an bogenförmig mit Abstand versehenen
Positionen um das äußere Ende des Werkzeugkopfes mit jeder der
Verbindungseinrichtungen (53, 54) verbunden ist.
5. Greiforgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pendeleinrichtung eine leistungsbetriebene Dichtungsmassen
Auftragevorrichtung (61) umfaßt, die so funktionsfähig ist, daß
sie einem Befestigungsloch in einem Werkteil, welches neben dem
äußeren Ende des Spitzenstücks gestützt wird, eine Dichtungsmasse
zuführt.
6. Greiforgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dichtungsmassen-Auftragevorrichtung (61) ein drehbar
angebrachtes Körperteilstück (75) umfaßt, eine Dichtungsmassen-
Abgabeeinrichtung, die sich von einem Ende des Körperteilstücks
erstreckt, mit einer drehbar angetriebenen Düseneinrichtung (79)
zur Verteilung der Dichtungsmasse, einer Einrichtung (85-89) zur
Zufuhr der Dichtungsmasse an die Düseneinrichtung, einer
leistungsbetriebenen Einrichtung (90, 91) zum Drehen der
Düseneinrichtung und einer zusätzlichen leistungsbetriebenen
Einrichtung (77) zur Drehbewegung des Körperelements zwischen
festgelegten Grenzen.
7. Greiforgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pendeleinrichtung eine Befestigungselement-Zufuhreinrichtung
(62) umfaßt, zur Einsetzung ausgewählter Befestigungselemente in
die in den sich neben dem äußeren Ende des Spitzenstücks
befindenden Werkteilen ausgebildeten Befestigungslöcher; ferner
umfassend eine Einrichtung (101), welche die Befestigungselement-
Zufuhreinrichtung für eine Bewegung um eine von der Mittelachse
des Spitzenstücks entfernte Achse befestigt und eine
leistungsbetriebene Einrichtung (102) zur Bewirkung einer
eingeschränkten Bewegung der Befestigungselement-
Zufuhreinrichtung zwischen Befestigungselement-Aufnahmepositionen
und Befestigungselement-Entladepositionen.
8. Greiforgan nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Befestigungselement-Zufuhreinrichtung ein verlängertes
Körperteilstück (100) umfaßt und wobei die die
Befestigungselement-Zufuhreinrichtung befestigende Einrichtung
eine feststehende Drehachse (101) umfaßt, welche quer durch das
Körperteilstück befestigt ist und welche drehbar an der
Pendeleinrichtung gestützt wird und mit einer mit der Drehachse
verbundenen Motoreinrichtung (102), um die Drehachse zu drehen,
wodurch das Körperteilstück zwischen den Befestigungselement-
Aufnahmepositionen und den BefeStigungselement-Entladepositionen
drehbar betätigt wird.
9. Greiforgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pendeleinrichtung die BefeStigungselement-Zufuhreinrichtung
trägt, um den in dem Werkteil ausgebildeten
Befestigungsöffnungen, auf welche das Spitzenstück zeigt,
ausgewählte Befestigungselemente zuzuführen, umfassend: ein
beweglich getragenes Körperteilstück (100) mit einer
Befestigungselement-Aufnahmekammer (106) neben einem Ende, eine
Einrichtung (102) zur Bewegung des Körperteilstücks zwischen der
ersten Position und. einer zweiten Position, wenn die Kammer durch
die Pendeleinrichtung in koaxiale Ausrichtung mit der Mittelachse
des Spitzenstücks eingerastet ist, einer selektiv bedienbaren
Einrichtung (104, 105) zum Halten des Befestigungselements in der
Kammer, während der Bewegung des Körperteilstücks an die zweite
Position und zum Auslösen des Befestigungselements zur Entladung
aus der Kammer, und eine Einrichtung (109, 114) zur positiven
Entladung des Befestigungselements aus der Kammer.
10. Greiforgan nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung (109, 114) zum Entladen des Befestigungselements
aus der Kammer (106) einen Druckluftstrom umfaßt, welcher in die
Kammer eingelassen wird, um die Befestigungselemente aus dieser
zu entfernen.
11. Greiforgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pendeleinrichtung an einer der Stationen eine beweglich
angebrachte Laufbuchse (48) trägt, welche sich entlang einer mit
der Mittelachse des Spitzenstücks zusammenfallenden Achse hin-
und herbewegen kann, wenn sie durch die Pendeleinrichtung in
Ausrichtung mit dieser eingerastet ist, wobei die
Kompensationsstangeneinrichtung (44) in und aus dem Eingriff mit
der Laufbuchse vorgeschoben und eingezogen wird und mit einem
Schaftteilstück (12a) an der Laufbuchse, für einen Eingriff mit
dem Kopf eines koaxial dazu ausgerichteten Befestigungselements,
welches sich in einer Befestigungsöffnung befindet, die in
Werkteilen ausgebildet ist, welche sich entgegenwirkend im
Eingriff mit dem äußeren Ende des Spitzenstücks befinden.
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