EP3265269A1 - Rotary tool, rotary process method and process structure - Google Patents

Rotary tool, rotary process method and process structure

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Publication number
EP3265269A1
EP3265269A1 EP16710923.0A EP16710923A EP3265269A1 EP 3265269 A1 EP3265269 A1 EP 3265269A1 EP 16710923 A EP16710923 A EP 16710923A EP 3265269 A1 EP3265269 A1 EP 3265269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotary
rotary tool
coupling
robot
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16710923.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin ULLMER
Stefan Mayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Systems GmbH filed Critical KUKA Systems GmbH
Publication of EP3265269A1 publication Critical patent/EP3265269A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines

Definitions

  • the invention relates to a turning tool, a
  • Such a turning tool together with the processing device and the turning process method is known from WO 2013/007565 A2.
  • the screwing tool has a frame with a frame-fixed robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable coupling with which a rotationally locked connection between the robot connection and the output shaft can be made.
  • the turning tool is guided by a tactile robot, which actuates the clutch by means of an axial feed movement.
  • the rotary tool and the process equipment equipped therewith are used for rotary joining and / or rotary loops of screws or other turned parts.
  • the own rotary drive of the turning tool becomes the
  • the tactile industrial robot tightly turns or loosens the screw with a higher moment and a smaller angle of rotation.
  • the tactile industrial robot rotates the turning tool with the clutch engaged and non-rotatable connection with the output shaft.
  • hinged ratchet head known. It is an object of the present invention to provide a
  • the claimed coupling training with its own controllable actuator has several advantages.
  • the actuation of the clutch or its opening and closing can take place independently of a robot movement.
  • the clutch operation can be better defined and controlled. In particular, this can be a sensor of the
  • the coupling is designed as a ratchet coupling.
  • the ratchet coupling can for the
  • Rotary tool in particular screwing, in front of which a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable clutch for producing a rotational connection between the robot connection and the
  • a ratchet coupling can be a clutch
  • Ratchet effect can be used in various ways, for example, for free rotation or for Nachratschen and Enlargement of the robot-side rotation angle.
  • the clutch in particular the ratchet coupling, for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes for producing a codes, in particular a
  • Teeth engagement, between the output shaft and the frame of the rotary tool is formed.
  • Coupling training can be made for the claimed turning tool as well as for conventional turning tools, e.g. according to WO 2013/007565 A2.
  • Rotary tool in particular screwing, in front of which a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable clutch for producing a rotational connection between the robot connection and the
  • the coupling is designed for producing a toyssseit igen positive connection between the output shaft and the frame.
  • the coupling can be designed as a ratchet coupling or other, conventional manner.
  • the coupling is finely rastered than in the prior art.
  • the clutch play
  • the clutch can in almost any rotational position of the output shaft
  • the diameter and circumference effective in the coupling area can be dimensioned as required. Furthermore offers the possibility to shift the clutch to the front abreteseit ige end of the rotary tool.
  • the coupling in particular ratchet coupling, may have several, in particular three operating positions, wherein it has a freewheeling position and two rotational direction-dependent blocking positions. In the free-running position, the clutch can be completely open, which is beneficial for a reduction of the noise emission. Another advantage is the secure blocking of the tool's own
  • Reaction forces and reaction moments can be detected and evaluated better and more accurately by sensors.
  • the senor can be better used to search the process, in particular the screw hole.
  • the tactile industrial robot can be used in a further self-inventive aspect in addition to the initial screwing of the rotary part, in particular a screw on the screw hole.
  • the independent aspect of the invention provides a method for performing a turning process, in particular for turning and / or rotating eyelets, of turned parts, in particular screws, with a multi-axis tactile
  • pagwerkzeug leads which has a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuated clutch, with a rotational connection between the
  • Robot interface and the output shaft is made, the tactile industrial robot initially rotates the rotating part at the process location.
  • a screw can be used for thread engagement and first fixation in counter thread by half or whole
  • the ratchet coupling also has the advantage that the industrial robot when turning quickly
  • the invention further relates to a method for
  • pagwerkzeug leads which has a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuated clutch, with a rotational connection between the
  • Robot connection (5) and the output shaft (6) made is, whereby the clutch by a controllable
  • Actuator is actuated.
  • the rotary drive of the rotary tool is used for quickly turning or unscrewing the rotary part, wherein the tactile industrial robot firmly rotates or rotates the rotary part and thereby performs its own rotary motion with the rotary tool. in a further embodiment of the method
  • the tactile industrial robot positions the turning tool at the process site and axially guides it during the turning process. Another embodiment of the method provides that the tactile industrial robot initially rotates the rotary part. This is also called threading. This
  • Process aspect has an independent inventive meaning.
  • Figure 1 a process device with a tactile
  • FIG. 2 a perspective view of the rotary tool of FIG. 1,
  • Figure 5 a broken-away perspective view of
  • Figures 6 and 7 a plan view of the coupling in
  • Figure 8 a longitudinal section through the front part of the
  • the invention relates to a turning tool (3), a process device (1) equipped therewith and a
  • the turned parts may be screws, bayonets or the like.
  • the process device (1) is preferably as
  • Screw device formed. It includes a multi-axis industrial robot (2) and one of them
  • the rotary tool is preferably designed as a screwing tool.
  • Rotary process method is also preferred as
  • the industrial robot (2) has a plurality of robot members (39-43) and a plurality of robot axes (I-VII) and has
  • Industrial robot (2) is provided with a robot controller (46). It has an output element (44) which rotates about an output axis (45), which at the same time can represent the last robot axis (VII). Further,
  • the rotary tool (3) via the robot connection (5) is fixed or detachably mounted.
  • This can be a direct or indirect connection.
  • In an indirect connection can be an automatic
  • the change coupling can also be designed as a media coupling and
  • Resources e.g. electrical power and
  • the rotary tool (3) has a frame (4) with a
  • Frame (4) and the output shaft (6) can be produced.
  • the drive shaft (6) is otherwise with the
  • the rotary tool (3) has a longitudinal direction or axis (12) with the central axis of rotation
  • the rotary tool (3) may further comprise a sensor system (11).
  • the robot connection (5) is arranged and aligned on the frame (4) such that in the mounted position the output axis (45) or the robot axis (VII) of the industrial robot (2) and the axis (12) are aligned.
  • the industrial robot (2) In the closed position of the clutch (10), the industrial robot (2) by means of rotation of its output element (44) rotate the attached rotary tool (3) and the rotationally coupled output shaft (6) about the axis (12, 45, VII).
  • the tool's own rotary drive (9) via the closed clutch (10) is blocked. It is rotated during tool rotation.
  • the industrial robot (2) is a sensor (49)
  • the industrial robot (2) receives via the sensor (49) tactile properties and sensitive
  • Turning process is preferably a process for Wheel spagen and / or rotary eyelets of said rotary parts, in particular screws.
  • the tactile industrial robot (2) can also the
  • associated sensor (11.49) can also be detected in each case one end of a process step, in particular a tool-side cranking or Auscardvorgangs or a roboterseit igen Losmos- or Festracvorgangs. This can e.g. about the course and the height of the
  • Reaction torque can be detected.
  • the turning process and the function of the process device (1) can otherwise be designed according to WO 2013/007565 A2.
  • the actuator (31) is arranged on the frame (4) and actuates the coupling (10) for their opening and closing. In the closed position, the mentioned rotationally locked
  • the coupling (10) is designed as a ratchet coupling.
  • Coupling (10) has two or more coupling elements
  • Coupling element (24) is the output shaft (6)
  • Coupling element (23) is associated with the frame (4).
  • the coupling elements (23,24) as a ratchet element (e) (23) and as a toothed rim (24) are formed.
  • the coupling (10) is preferably designed as a ratchet coupling, but may alternatively have a different design and other types and arrangements of coupling elements (23,24).
  • a coupling element (24) on the jacket of the drive shaft (6) and a coupling element (23) on the frame (4) is arranged.
  • the coupling elements (23,24) are replaced by a
  • the coupling (10), in particular ratchet coupling, is arranged on the front abtriebseit end of the rotary joining tool (3). It is preferably located near the front free end of the output shaft (6), in particular screw shaft. At this shaft end, an adapter (8), for example, a cubic plug, for the releasable recording of a rotating means, such as a fferernuss be arranged. Alternatively, the rotating means may be rigidly attached or molded to the front end of the shaft.
  • the frame (4) takes the output shaft (6), the
  • the frame (4) can hereby be subdivided into two supports (13, 14), which are integrally formed or firmly connected to each other.
  • the upper carrier (13) accommodates the robot connection (5) and the tool-specific rotary drive (9). He is e.g. designed as a housing-like engine mount.
  • On the support (13) can also be a control and switching unit (50) of the
  • Turning tool (3) may be arranged.
  • the tool's own sensor (11) can be connected to the control and switching unit (50) and / or another controller, in particular the
  • Robot controller (46) to be connected.
  • the supports (13, 14) are in the direction of the axis (12)
  • the lower carrier (14) is hollow and receives the output shaft (6) which is rotatably mounted in its interior by means of a bearing (7) about the axis (12). At the upper end of the carrier, the output shaft (6) is led out. The upper end of the shaft is rotatably connected to the rotary drive (9).
  • the lower support (14) has a slender axial
  • the receiving head (18) has an internal
  • the receiving chamber (19) in which the coupling elements (23,24) are located.
  • the receiving chamber (19) is
  • the shaft (15) of the carrier (14) has a slender upper shaft portion with an interface to
  • Coupling (10) and the actuator (31) may be arranged.
  • the hollow shaft (15) receives in its axial interior the output shaft (6), wherein on the support disc (16), a further part of the bearing (7) is arranged.
  • the tool's own rotary actuator (9) is connected to the upper shaft end. It has a controllable or controllable motor, in particular an electric motor, and possibly a mechanical transmission.
  • the rotary drive has
  • Rotary drive (9) may further include a part of the tool's own sensor (11). This can e.g. Sensors for detecting the torque, the direction of rotation, the
  • the coupling element (24) of the coupling is the coupling element (24) of the coupling
  • the coupling elements (23,24) are movable relative to each other, preferably pivotable and can enter into a mutual positive engagement. They have for this purpose suitable engagement elements, preferably a toothing, on.
  • the one or more frame-side coupling elements (23) are pivotally mounted on the frame (4) stored, preferably the single shaft side
  • Coupling element (24) is rigidly arranged and fixed to the output shaft (6).
  • the frame-side coupling elements (23) are designed as pivotable ratchet elements. They have a ratchet body (26) which is pivotally mounted about a bearing pin (25).
  • the bearing pin (25) extends parallel to the axis (12) and is e.g. rigidly connected to the ratchet body (26) and rotatably mounted in corresponding bearing openings on the support plate (16) and the cover (20).
  • the kinematics can also be reversed.
  • the ratchet body (26) is preferably disc-shaped and aligned transversely to the axis (12). He can have any outline. Preferably, this is prismatic, in particular triangular.
  • the ratchet body (26) has an engagement side (27), the
  • Output shaft (6) and the e.g. is formed on a side wall of the ratchet body (26).
  • Engaging side (27) may have a straight or curved shape. It is aligned tangentially to the output shaft (6) in the embodiments shown. Alternatively, it may be circumferentially arranged extending along the shaft circumference and having a curved shape.
  • the clutch (10), in particular ratchet coupling, has several operating positions. Preferably, it has three operating positions, which are formed by a freewheeling position and two rotational direction-dependent blocking positions. In the freewheeling position, the clutch (10) is open. In the blocking positions it is closed. In a training as a ratchet coupling, the
  • Locking position depends on the direction of rotation and should be one-sided. Here are in one direction of rotation of the tool Rotary drive (9) and the industrial robot (2) transmit rotational forces or moments, in the opposite direction a ratchet effect and grinding of the coupling (10) is possible. In the two rotational direction dependent blocking positions, the clutch (10) is closed.
  • the neutral region (30) is arranged at a radial distance from the output shaft (6). There is no such thing in this area
  • the neutral region (30) is preferably arranged on the radial connecting line between the output shaft (6) and the bearing pin (25).
  • the tooth areas (28,29) are in
  • FIG. 6 shows a broken plan view of the coupling (10) and its coupling elements (23,24) in different operating positions.
  • FIG. 6 shows the
  • FIG. 7 shows one of the blocking positions in conjunction with a left-hand rotation of the frame (4) marked by an arrow.
  • the clutch (10) is closed and transmits the
  • the illustrated embodiment of the coupling (10), in particular ratchet coupling, has the advantage that in the
  • Coupling elements (23,24) are in positive engagement. Due to the pivotable mounting of the
  • Coupling elements (23) and the two-sided arrangement of the tooth portions (28,29) can also be a self-reinforcing support. The at the meshing intervention
  • the actuator (31) is in the mentioned manner on
  • Frame (4) in particular on the carrier (14), arranged and is connected to the Gestellseit igen coupling elements (23), in particular ratchet elements.
  • Actuator (31) has a frame-fixed controllable Actuator (32) and connected to the coupling elements (23) actuating gear (33).
  • the servomotor (32) is fastened, for example, by means of a holder (21) above the receiving head (18) on the slender region of the shank (15).
  • the adjusting mechanism (33) has a positioning ring (34) driven by the positioning motor (32) with a plurality of axially distributed axial adjusting pins (37) which are each connected to a coupling element (23), in particular a ratchet element.
  • the adjusting ring (34) is above the
  • the adjusting mechanism (33) can be designed in any suitable manner. It has e.g. a pinion (35) on the driven shaft of the servomotor (32) and an intermeshing inner ring gear (36) on the adjusting ring (34).
  • the adjusting pins (37) are e.g. connected in the radial direction behind the bearing pin (25) with the respective coupling element (23).
  • FIG. 6 shows this arrangement in FIG.
  • Bearing pin (25) is located between the output shaft (6) and the adjusting pin (37).
  • the adjusting pin (37) is preferably at the outer corner of the triangular
  • Ratchet body (26) arranged.
  • a rotation of the servomotor (32) causes a displacement of the adjusting pins (37) on one to the axis (12)
  • Figures 6 and 7 show the pin positions in the freewheeling and locking position.
  • the displacement of the adjusting pins (37) takes place in the in FIG. 7 shown direction of rotation of the frame (4).
  • Counter-rotation direction of the frame (4) i. clockwise, leads to a locking engagement of the other tooth areas (29) and to an opposite pivoting position of the
  • On the actuator (31) can also be arranged part of the sensor (11). This can e.g. one or more sensors (48), which detect the rotational position of the clutch (10) and / or the actuator (31).
  • sensors (48) are arranged on the holder (21) and distributed concentrically in an arc in such a way that they are sensory with one or more, preferably two, adjusting pins (37)
  • the tool-specific sensor system (11) may further comprise a sensor (47) for the process area, in particular joining area, which is fixed or movable by means of a holder (22) on the frame (4).
  • the sensor (47) can detect, for example, the existence of a screw at the process station.
  • the industrial robot (2) shown in greater detail in FIG. 1 has several, for example three, four or more, movable and interconnected robot members (39-43). He has furthermore, several, eg five, six, seven or more, driven robot axes (I-VII). these can
  • the robot members (39-43) are preferably articulated and over rotating
  • Robot axes (I-VII) connected to each other and to a substrate.
  • the base (39) may have a connection for
  • the industrial robot (2) is designed as Gelenkarm- or articulated robot and has seven driven robot axes or
  • Movement axes (I-VII).
  • the robot axes (I-VII) are connected to the robot controller (46) and can be controlled and possibly regulated.
  • the industrial robot (2) preferably has one or more force-controlled or force-controlled robot axes (I-VII).
  • the output side end member (43) of the industrial robot (2) is e.g. is designed as a robot hand and has the output shaft (45) rotatable about an output shaft (45), e.g. an output flange, on.
  • the output shaft (45) preferably forms the last robot axis VII.
  • hollow output member (44) and possibly other robot members (39-43) can one or more lines for the
  • Output element (44) come out and be guided to the tool (9), possibly via a media coupling.
  • the industrial robot (2) has a base member (40) connected to a base via the base (39) and the aforementioned end member (43) and two multipart and in turn by means of axes (III) and (V) rotatable Intermediate links (41,42).
  • the number of intermediate links (41, 42) may alternatively be smaller or larger.
  • (39-43) may have a straight or as shown in Figure 1 angled shape.
  • the tactile industrial robot (2) has the said
  • the sensor system (49) is signal-technically connected to the robot controller (46). It is preferably in the industrial robot (2), in particular in its robot links (39-43)
  • the sensor system (49) can be one or more sensors, in particular force sensors and / or
  • the robot axes (I-VII) each have an axle bearing, e.g. a pivot bearing or a joint, and one here
  • robot axes (I-VII) a control or switchable brake and the aforementioned possibly redundant sensor (49) for
  • the integrated sensor system (49) indicated schematically in FIG. 1 can have one or more sensors on respectively one or more robot axes (I-VII). These sensors can have the same or different functions. In particular, they can be designed to detect moments, rotational movements and possibly rotational positions.
  • the industrial robot (2) can one or more
  • the compliance control can be a pure force control or a combination of a position and a
  • Such a flexible robot axis (I-VII) is for the detection of the reaction forces and / or reaction moments occurring in the assembly process in connection with the respective current robot or
  • Axis position can be used and allows a process-oriented
  • the aforementioned force control or force control of the robot axes refers to the outward effect on the output element (44) of the end member (43) and on the reaction forces acting there.
  • Robot-internally, a torque control or torque control takes place on the rotating axes or axle drives.
  • the tactile industrial robot (2) can have different
  • Compliances of its robot axes (I-VII). This can e.g. a hand guide mode, a positioning or
  • the preferably tactile industrial robot (2) is suitable for MRK. His yielding
  • Robot Axis (s) (I-VII) avoid accidents with a worker and crashes with objects in the work area
  • the tactile industrial robot (2) can thus also be used for human-robot cooperation or collaboration (MRC) in partial automation.
  • the MRK-capable industrial robot (2) can have a Detect and respond to physical contact with the human body or other obstacles. He may, for example, stand still or if necessary also move away from the contact point, in particular move back. For the reaction to a touch contact it can
  • the tactile industrial robot (2) can with the
  • Machine boundary work together without violating the worker. It can also come to painless contacts.
  • the illustrated tactile industrial robot (2) can be designed as a lightweight robot and off
  • the simplified in its construction and function rotary tool (3) also has a low weight.
  • the industrial robot (2) with its turning tool (3) is thereby lightweight overall and can be transported without much effort and moved from one location to another.
  • Industrial robot (2) and turning tool (3) can be less than 50 kg, especially at about 30 kg.
  • Process equipment (1) can be quickly and easily programmed, put into operation and adapted to different processes.
  • the industrial robot (2) can, for example, execute the rotary movement with the rotary tool (3) by rotation about another robot axis aligned with the output shaft (45).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The relates to a rotary tool (3), in particular a screwing tool, which comprises a frame (4) with a robot terminal (5), its own controllable rotary drive (9), an output shaft (6) and a coupling (10) with a controllable actuator (31) for producing a rotation-locking connection between the robot terminal (5) and the output shaft (6). The coupling (10) is designed as a ratchet-type coupling and produces a form-locked peripheral connection between the output shaft (6) and the frame (4).

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Drehwerkzeug, Drehprozessverfahren und Prozesseinrichtung Turning tool, turning process method and processing device
Die Erfindung betrifft ein Drehwerkzeug, eine The invention relates to a turning tool, a
Prozesseinrichtung und ein Drehprozessverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff der Verfahrens- und Process device and a rotary process method with the features in the preamble of the process and
Vorrichtungshauptansprüche . Device main claims.
Ein solches Drehwerkzeug nebst Prozesseinrichtung und Drehprozessverfahren ist aus der WO 2013/007565 A2 bekannt. Das Schraubwerkzeug hat ein Gestell mit einem gestellfesten Roboteranschluss, einen eigenen steuerbaren Drehantrieb, eine Abtriebswelle und eine betätigbare Kupplung, mit der eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem Roboteranschluss und der Abtriebswelle hergestellt werden kann. Das Drehwerkzeug wird von einem taktilen Roboter geführt, der mittels einer axialen Zustellbewegung die Kupplung betätigt. Das Drehwerkzeug und die damit ausgerüstete Prozesseinrichtung dienen zum Drehfügen und/oder Drehlösen von Schrauben oder anderen Drehteilen. Der eigene Drehantrieb des Drehwerkzeuges wird zum Such a turning tool together with the processing device and the turning process method is known from WO 2013/007565 A2. The screwing tool has a frame with a frame-fixed robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable coupling with which a rotationally locked connection between the robot connection and the output shaft can be made. The turning tool is guided by a tactile robot, which actuates the clutch by means of an axial feed movement. The rotary tool and the process equipment equipped therewith are used for rotary joining and / or rotary loops of screws or other turned parts. The own rotary drive of the turning tool becomes the
schnellen Andrehen oder Losdrehen der Schraube mit fast turn on or loosen the screw with
geringem Moment und hoher Geschwindigkeit benutzt, wohingegen der taktile Industrieroboter die Schraube mit höherem Moment und kleinerem Drehwinkel festdreht oder losdreht. Hierbei dreht der taktile Industrieroboter das Drehwerkzeug bei geschlossener Kupplung und drehfester Verbindung mit der Abtriebswelle. whereas the tactile industrial robot tightly turns or loosens the screw with a higher moment and a smaller angle of rotation. Here, the tactile industrial robot rotates the turning tool with the clutch engaged and non-rotatable connection with the output shaft.
Aus der DE 10 2011 102 241 AI ist ein manuell zu From DE 10 2011 102 241 AI is a manual too
bedienender Ringratschenschlüssel für prismatische operating ratchet wrench for prismatic
Schraubenköpfe oder Muttern mit einem trenn- und Screw heads or nuts with a separating and
aufklappbaren Ratschenkopf bekannt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hinged ratchet head known. It is an object of the present invention to provide a
verbesserte Drehprozesstechnik aufzuzeigen. show improved turning process technology.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den Verfahrens- und Vorrichtungshauptansprüchen. The invention solves this problem with the features in the main process and device claims.
Die beanspruchte Kupplungsausbildung mit dem eigenen steuerbaren Stellantrieb hat verschiedene Vorteile. Die Betätigung der Kupplung bzw. deren Öffnen und Schließen kann unabhängig von einer Roboterbewegung stattfinden. Die Kupplungsbetätigung kann besser definiert und kontrolliert werden. Insbesondere kann hierfür eine Sensorik des The claimed coupling training with its own controllable actuator has several advantages. The actuation of the clutch or its opening and closing can take place independently of a robot movement. The clutch operation can be better defined and controlled. In particular, this can be a sensor of the
Drehwerkzeuges vorhanden sein. Ferner kann in einem selbst ständigen Erfindungsaspekt vorgesehen sein, dass die Kupplung als Ratschenkupplung ausgebildet ist. Die Ratschenkupplung kann für das Turning tool be present. Furthermore, it can be provided in a self-constant invention aspect that the coupling is designed as a ratchet coupling. The ratchet coupling can for the
beanspruchte Drehwerkzeug und auch für konventionelle Drehwerkzeuge, z.B. gemäß der WO 2013/007565 A2, claimed turning tool and also for conventional turning tools, e.g. according to WO 2013/007565 A2,
eingesetzt werden. be used.
Der selbst ständige Erfindungsaspekt sieht ein The self-contained aspect of invention sees
Drehwerkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, vor, welches ein Gestell mit einem Roboteranschluss , einen eigenen steuerbaren Drehantrieb, eine Abtriebswelle und eine betätigbare Kupplung zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Roboteranschluss und der Rotary tool, in particular screwing, in front of which a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable clutch for producing a rotational connection between the robot connection and the
Abtriebswelle aufweist, wobei die Kupplung als Has output shaft, the clutch as
Ratschenkupplung ausgebildet ist. Ratchet coupling is formed.
Eine Ratschenkupplung kann eine Kupplungs- und A ratchet coupling can be a clutch and
Mitnahmefunktion in einer oder beiden Drehrichtungen bewirken und auch die Antriebs- und Reaktionskräfte übertragen. Andererseits besteht in der jeweiligen Carrying action in one or both directions cause and transmit the drive and reaction forces. On the other hand exists in the respective
entgegengesetzten Drehrichtung eine Lösemöglichkeit. Deropposite direction of rotation a release option. Of the
Ratscheneffekt kann in verschiedener Weise genutzt werden, z.B. zum Freidrehen oder zum Nachratschen und zur Vergrößerung des roboterseit igen Drehwinkels. Ratchet effect can be used in various ways, for example, for free rotation or for Nachratschen and Enlargement of the robot-side rotation angle.
In einem weiteren selbst ständigen Erfindungsaspekt kann vorgesehen sein, dass die Kupplung, insbesondere die Ratschenkupplung, zur Herstellung einer umfangseit igen formschlüssigen Verbindung, insbesondere eines In another self-constant aspect of the invention can be provided that the clutch, in particular the ratchet coupling, for producing a Umfangsseit igen positive connection, in particular a
Verzahnungseingriffs, zwischen der Abtriebswelle und dem Gestell des Drehwerkzeuges ausgebildet ist. Diese Teeth engagement, between the output shaft and the frame of the rotary tool is formed. These
Kupplungsausbildung kann für das beanspruchte Drehwerkzeug und auch für konventionelle Drehwerkzeuge, z.B. gemäß der WO 2013/007565 A2 , eingesetzt werden. Coupling training can be made for the claimed turning tool as well as for conventional turning tools, e.g. according to WO 2013/007565 A2.
Der selbst ständige Erfindungsaspekt sieht ein The self-contained aspect of invention sees
Drehwerkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, vor, welches ein Gestell mit einem Roboteranschluss , einen eigenen steuerbaren Drehantrieb, eine Abtriebswelle und eine betätigbare Kupplung zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Roboteranschluss und der Rotary tool, in particular screwing, in front of which a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuatable clutch for producing a rotational connection between the robot connection and the
Abtriebswelle aufweist, wobei die Kupplung zur Herstellung einer umfangseit igen formschlüssigen Verbindung zwischen der Abtriebswelle und dem Gestell ausgebildet ist. Die Kupplung kann dabei als Ratschenkupplung oder auf andere, konventionelle Weise ausgebildet sein. Durch diese erfinderische Kupplungsausbildung kann Has output shaft, wherein the coupling is designed for producing a Umfangsseit igen positive connection between the output shaft and the frame. The coupling can be designed as a ratchet coupling or other, conventional manner. Through this innovative coupling training can
einerseits die Kupplung feiner gerastert werden als beim Stand der Technik. Zudem wird das Kupplungsspiel, on the one hand, the coupling is finely rastered than in the prior art. In addition, the clutch play,
insbesondere im Verzahnungseingriff, eliminiert oder zumindest signifikant gemindert. Die Kupplung kann in fast jeder beliebigen Drehstellung der Abtriebswelle especially in meshing, eliminated or at least significantly reduced. The clutch can in almost any rotational position of the output shaft
geschlossen werden. Zahnblockadestellungen und zur deren Aufhebung erforderliche Relativdrehungen zwischen Gestell und Abtriebswelle können weitestgehend vermieden werden. Zudem ist ein besserer Krafteingriff und eine verbesserte Abstützwirkung der Kupplung in der Schließstellung getting closed. Zahnblockadestellungen and their repeal required relative rotation between the frame and output shaft can be largely avoided. In addition, a better force engagement and an improved supporting action of the clutch in the closed position
möglich. Der im Kupplungsbereich wirksame Durchmesser und Umfang können bedarfsweise dimensioniert werden. Außerdem bietet sich die Möglichkeit zur Verlagerung der Kupplung an das vordere abtriebseit ige Ende des Drehwerkzeuges. possible. The diameter and circumference effective in the coupling area can be dimensioned as required. Furthermore offers the possibility to shift the clutch to the front abtriebseit ige end of the rotary tool.
Die Kupplung, insbesondere Ratschenkupplung, kann mehrere, insbesondere drei Betriebsstellungen aufweisen, wobei sie eine FreilaufStellung und zwei drehrichtungsabhängige Sperrstellungen besitzt. In der FreilaufStellung kann die Kupplung vollkommen geöffnet sein, was für eine Minderung der Geräuschemission von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil ist die sichere Blockierung des werkzeugeigenen The coupling, in particular ratchet coupling, may have several, in particular three operating positions, wherein it has a freewheeling position and two rotational direction-dependent blocking positions. In the free-running position, the clutch can be completely open, which is beneficial for a reduction of the noise emission. Another advantage is the secure blocking of the tool's own
Drehantriebs bei geschlossener Kupplung und Drehung der Abtriebswelle durch eine Roboterbewegung. Eine sichere Kupplungsfunktion ist für die genaue Definierung der  Rotary drive with closed clutch and rotation of the output shaft by a robot movement. A safe coupling function is for the exact definition of the
Schalt- und Bewegungszustände und für eine hierauf Switching and movement states and for one on it
basierende automatische Steuerung sowie einen based automatic control as well as a
automatischen Drehprozess von Vorteil. automatic turning process of advantage.
Vorteile ergeben sich außerdem für die Steuerung und Benefits also arise for the control and
Überwachung der Drehwerkzeugfunktion und des Monitoring the turning tool function and the
Drehprozessverfahrens. Die Kupplungsstellungen können mit hoher Genauigkeit und Sicherheit sensorisch erfasst und ausgewertet werden. Zudem können durch das eliminierte oder verringerte Kupplungsspiel die auftretenden Turning process procedure. The coupling positions can be sensed and evaluated with high accuracy and safety. In addition, by the eliminated or reduced clutch play the occurring
Reaktionskräfte und Reaktionsmomente besser und genauer sensorisch erfasst und ausgewertet werden. Reaction forces and reaction moments can be detected and evaluated better and more accurately by sensors.
Sensortechnische Vorteile ergeben sich auch für die  Sensortechnische advantages also arise for the
Erfassung der Drehrichtung und des Drehwinkels bzw. der Drehgeschwindigkeit. Zudem kann die Sensorik besser zum Suchen der Prozessstelle, insbesondere der Schrauböffnung, eingesetzt werden. Detection of the direction of rotation and the angle of rotation or the rotational speed. In addition, the sensor can be better used to search the process, in particular the screw hole.
Der taktile Industrieroboter kann in einem weiteren selbst ständigen Erfindungsaspekt außerdem zum anfänglichen Eindrehen des Drehteils, insbesondere einer Schraube an der Schrauböffnung benutzt werden. Der selbstständige Erfindungsaspekt sieht ein Verfahren zum Durchführen eines Drehprozesses, insbesondere zum Drehfügen und/oder Drehlösen, von Drehteilen, insbesondere Schrauben, mit einem mehrachsigen taktilen The tactile industrial robot can be used in a further self-inventive aspect in addition to the initial screwing of the rotary part, in particular a screw on the screw hole. The independent aspect of the invention provides a method for performing a turning process, in particular for turning and / or rotating eyelets, of turned parts, in particular screws, with a multi-axis tactile
Industrieroboter vor, der ein Drehwerkzeug, insbesondereIndustrial robot in front of a turning tool, in particular
Schraubwerkzeug, führt, welches ein Gestell mit einem Roboteranschluss , einen eigenen steuerbaren Drehantrieb, eine Abtriebswelle und eine betätigbare Kupplung aufweist, mit der eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem Schraubwerkzeug leads, which has a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuated clutch, with a rotational connection between the
Roboteranschluss und der Abtriebswelle hergestellt wird, wobei der taktile Industrieroboter das Drehteil anfänglich an der Prozessstelle eindreht. Robot interface and the output shaft is made, the tactile industrial robot initially rotates the rotating part at the process location.
Eine Schraube kann für den Gewindeeingriff und zur ersten Fixierung im Gegengewinde um eine halbe oder ganze A screw can be used for thread engagement and first fixation in counter thread by half or whole
Umdrehung gedreht werden. Hierfür können insbesondere sensitive Fähigkeiten eines das Drehwerkzeug führenden taktilen Roboters optimal ausgenutzt werden. Eine sichere und spielfreie Kupplung sind hierbei von besonderem  Turned turn. For this purpose, in particular sensitive capabilities of a rotary tool leading tactile robot can be optimally utilized. A safe and backlash-free coupling are special here
Vorteil. Die Ratschenkupplung hat außerdem den Vorteil, dass der Industrieroboter beim schnellen Andrehen Advantage. The ratchet coupling also has the advantage that the industrial robot when turning quickly
zurückdrehen kann, um für den Festdrehvorgang wieder seinen vollen nutzbaren Drehwinkel zur Verfügung zu haben. in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte can turn back to have for the hard turning again its full usable angle of rotation available. in the subclaims are further advantageous
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Embodiments of the invention indicated.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum The invention further relates to a method for
Durchführen eines Drehprozesses, insbesondere zum Performing a turning process, in particular for
Drehfügen und/oder Drehlösen, von Drehteilen, insbesondere Schrauben, mit einem mehrachsigen taktilen Turning and / or turning lugs, of turned parts, in particular screws, with a multi-axis tactile
Industrieroboter, der ein Drehwerkzeug, insbesondere Industrial robot, a turning tool, in particular
Schraubwerkzeug, führt, welches ein Gestell mit einem Roboteranschluss, einen eigenen steuerbaren Drehantrieb, eine Abtriebswelle und eine betätigbare Kupplung aufweist, mit der eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem Schraubwerkzeug leads, which has a frame with a robot connection, a separate controllable rotary drive, an output shaft and an actuated clutch, with a rotational connection between the
Roboteranschluss (5) und der Abtriebswelle (6) hergestellt wird, wobei die Kupplung durch einen steuerbaren Robot connection (5) and the output shaft (6) made is, whereby the clutch by a controllable
Stellantrieb betätigt wird. Actuator is actuated.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Drehantrieb des Drehwerkzeugs zum schnellen Andrehen oder Ausdrehen des Drehteils benutzt, wobei der taktile Industrieroboter das Drehteil festdreht oder losdreht und dabei eine eigene Drehbewegung mit dem Drehwerkzeug durchführt. in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens In one embodiment of the method, the rotary drive of the rotary tool is used for quickly turning or unscrewing the rotary part, wherein the tactile industrial robot firmly rotates or rotates the rotary part and thereby performs its own rotary motion with the rotary tool. in a further embodiment of the method
positioniert der taktile Industrieroboter das Drehwerkzeug an der Prozessstelle und führt es beim Drehprozess axial nach . Eine weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass der taktile Industrieroboter das Drehteil anfänglich eindreht. Dies wird auch als Einfädeln bezeichnet. Dieser The tactile industrial robot positions the turning tool at the process site and axially guides it during the turning process. Another embodiment of the method provides that the tactile industrial robot initially rotates the rotary part. This is also called threading. This
Verfahrensaspekt hat eine eigenständige erfinderische Bedeutung . Process aspect has an independent inventive meaning.
In einer weiteren Verfahrensausgestaltung bringt der In another procedural design brings the
Stellantrieb die Kupplung, insbesondere Ratschenkupplung, für ein schnelles Andrehen oder Ausdrehen eines Drehteils mit dem Drehantrieb des Drehwerkzeugs in eine Actuator the clutch, in particular ratchet coupling, for a quick turn on or turning out a rotating part with the rotary drive of the turning tool in a
FreilaufStellung und für eine Drehbewegung des taktilen Industrieroboters mit dem Drehwerkzeug in eine Freewheeling position and for a rotary movement of the tactile industrial robot with the turning tool in one
drehrichtungsabhängige Sperrsteilung . Direction of rotation dependent blocking division.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen: The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
Figur 1: eine Prozesseinrichtung mit einem taktilen Figure 1: a process device with a tactile
mehrachsigen Industrieroboter und einem Drehwerkzeug,  multi-axis industrial robot and a turning tool,
Figur 2: eine perspektivische Ansicht des Drehwerkzeuges von Figur 1, FIG. 2: a perspective view of the rotary tool of FIG. 1,
Figur 3: eine andere perspektivische Ansicht des Figure 3: another perspective view of
Drehwerkzeuges von Figur 1 und 2, Figur 4: eine teilweise aufgebrochene Darstellung mit  Turning tool of Figure 1 and 2, Figure 4: a partially broken view with
sichtbarer Kupplung des Drehwerkzeuges von Figur 3,  visible coupling of the rotary tool of Figure 3,
Figur 5: eine aufgebrochene perspektivische Ansicht der Figure 5: a broken-away perspective view of
Kupplung des Drehwerkzeuges und ihres Coupling of the turning tool and their
Stellantriebs , Actuator,
Figur 6 und 7: eine Draufsicht auf die Kupplung in Figures 6 and 7: a plan view of the coupling in
verschiedenen Betriebsstellungen gemäß Pfeil VI von Figur 5,  different operating positions according to arrow VI of Figure 5,
Figur 8: eine Längsschnitt durch den vorderen Teil des Figure 8: a longitudinal section through the front part of the
Drehwerkzeuges mit Kupplung und Gestellteilen und  Turning tool with coupling and rack parts and
Figur 9: einen anderen Längsschnitt durch den vorderen Figure 9: another longitudinal section through the front
Teil des Drehwerkzeuges mit Kupplung und  Part of the turning tool with clutch and
Gestellteilen . Die Erfindung betrifft ein Drehwerkzeug (3) , eine damit ausgerüstete Prozesseinrichtung (1) und ein Rack parts. The invention relates to a turning tool (3), a process device (1) equipped therewith and a
Drehprozessverfahren. Diese werden zum Drehfügen und/oder Drehlösen von Drehteilen (nicht dargestellt) benutzt. Die Drehteile können Schrauben, Bajonette oder dergleichen sein . Turning process procedures. These are used for rotary lathing and / or rotary latches of turned parts (not shown). The turned parts may be screws, bayonets or the like.
Die Prozesseinrichtung (1) ist vorzugsweise als The process device (1) is preferably as
Schraubeinrichtung ausgebildet. Sie beinhaltet einen mehrachsigen Industrieroboter (2) und ein von diesem Screw device formed. It includes a multi-axis industrial robot (2) and one of them
Roboter geführtes Drehwerkzeug. Das Drehwerkzeug ist vorzugsweise als Schraubwerkzeug ausgebildet. Das Robot passed turning tool. The rotary tool is preferably designed as a screwing tool. The
Drehprozessverfahren ist ebenfalls bevorzugt als Rotary process method is also preferred as
Schraubprozess ausgestaltet. Designed screwing process.
Der Industrieroboter (2) weist mehrere Roboterglieder (39- 43) und mehrere Roboterachsen (I-VII) auf und hat The industrial robot (2) has a plurality of robot members (39-43) and a plurality of robot axes (I-VII) and has
bevorzugt taktile Eigenschaften. Der programmierbare prefers tactile properties. The programmable
Industrieroboter (2) ist mit einer Robotersteuerung (46) versehen. Er weist ein Abtriebselement (44) auf, das sich um eine Abtriebsachse (45) dreht, welche zugleich die letzte Roboterachse (VII) darstellen kann. Weitere Industrial robot (2) is provided with a robot controller (46). It has an output element (44) which rotates about an output axis (45), which at the same time can represent the last robot axis (VII). Further
Merkmale werden nachfolgend erläutert. Am Abtriebselement (44) ist das Drehwerkzeug (3) über den Roboteranschluss (5) fest oder lösbar montiert. Dies kann eine direkte oder mittelbare Verbindung sein. Bei einer mittelbaren Verbindung kann eine automatische Features are explained below. On the output element (44), the rotary tool (3) via the robot connection (5) is fixed or detachably mounted. This can be a direct or indirect connection. In an indirect connection can be an automatic
Wechselkupplung zwischen dem Abtriebselement (44) und dem Drehwerkzeug (3) angeordnet sein. Die Wechselkupplung kann auch als Medienkupplung ausgebildet sein und Interchangeable coupling between the driven element (44) and the rotary tool (3) to be arranged. The change coupling can also be designed as a media coupling and
Betriebsmittel, z.B. elektrische Leistungs- und Resources, e.g. electrical power and
Signalströme, Fluide oder dgl . , vom Industrieroboter (2) zum Drehwerkzeug (3) übertragen. Das Drehwerkzeug (3) weist ein Gestell (4) mit einem Signal currents, fluids or the like. , transferred from the industrial robot (2) to the turning tool (3). The rotary tool (3) has a frame (4) with a
Roboteranschluss (5) , einen eigenen steuerbaren Robot connection (5), a separate controllable
Drehantrieb (9), eine Antriebswelle (6) und eine Rotary drive (9), a drive shaft (6) and a
betätigbare Kupplung (10) auf, mit der eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem Roboteranschluss (5) bzw. demoperable coupling (10), with a rotational connection between the robot connection (5) and the
Gestell (4) und der Abtriebswelle (6) hergestellt werden kann. Die Antriebswelle (6) ist ansonsten mit dem Frame (4) and the output shaft (6) can be produced. The drive shaft (6) is otherwise with the
werkzeugeigenen Drehantrieb (9) drehschlüssig verbunden. Das Drehwerkzeug (3) weist eine Längsrichtung oder Achse (12) auf, die mit der zentralen Drehachse die tool-specific rotary drive (9) rotationally connected. The rotary tool (3) has a longitudinal direction or axis (12) with the central axis of rotation
Abtriebswelle (6) zusammenfällt. Das Drehwerkzeug (3) kann ferner eine Sensorik (11) aufweisen.  Output shaft (6) coincides. The rotary tool (3) may further comprise a sensor system (11).
Der Roboteranschluss (5) ist derart am Gestell (4) angeordnet und ausgerichtet, dass in montierter Stellung die Abtriebsachse (45) bzw. die Roboterachse (VII) des Industrieroboters (2) und die Achse (12) miteinander fluchten. In der Schließstellung der Kupplung (10) kann der Industrieroboter (2) mittels einer Drehung seines Abtriebselements (44) das angebaute Drehwerkzeug (3) und die drehschlüssig angekuppelte Abtriebswelle (6) um die Achse (12, 45, VII) drehen. Hierbei ist der werkzeugeigene Drehantrieb (9) über die geschlossene Kupplung (10) blockiert. Er wird bei der Werkzeugdrehung mitgedreht. The robot connection (5) is arranged and aligned on the frame (4) such that in the mounted position the output axis (45) or the robot axis (VII) of the industrial robot (2) and the axis (12) are aligned. In the closed position of the clutch (10), the industrial robot (2) by means of rotation of its output element (44) rotate the attached rotary tool (3) and the rotationally coupled output shaft (6) about the axis (12, 45, VII). Here, the tool's own rotary drive (9) via the closed clutch (10) is blocked. It is rotated during tool rotation.
Dem Industrieroboter (2) ist eine Sensorik (49) The industrial robot (2) is a sensor (49)
zugeordnet, mit der von außen einwirkende mechanische Belastungen, insbesondere Kräfte und/oder Momente, erfasst werden können. Dies können insbesondere die vom Dreh- oder Schraubprozess zurückwirkenden Reaktionskräfte oder - momente sein. Der Industrieroboter (2) erhält über die Sensorik (49) taktile Eigenschaften und sensitive assigned, with the externally acting mechanical loads, in particular forces and / or moments can be detected. This can be, in particular, the reaction forces or torques that are retroactive to the turning or screwing process. The industrial robot (2) receives via the sensor (49) tactile properties and sensitive
Fähigkeiten. Diese können zum Suchen der Prozessstelle, zum dortigen Positionieren des Drehwerkzeugs (3) und bei der Ausführung des Drehprozesses eingesetzt. Das Drehwerkzeug (3) und die Prozesseinrichtung (1) werden zur Durchführung eines Drehprozesses eingesetzt. Der Skills. These can be used to search for the process location, to position the turning tool (3) and to execute the turning process. The turning tool (3) and the processing device (1) are used to carry out a turning process. Of the
Drehprozess ist vorzugsweise ein Prozess zum Drehfügen und/oder Drehlösen der besagten Drehteile, insbesondere Schrauben. Zum schnellen Drehen, insbesondere Andrehen oder Losdrehen, des Drehteils mit hoher Drehzahl, Turning process is preferably a process for Drehfügen and / or rotary eyelets of said rotary parts, in particular screws. For fast turning, in particular turning or loosening, of the rotating part at high speed,
beliebigem Drehwinkel und hoher Drehzahl wird der any angle of rotation and high speed is the
werkzeugeigene Drehantrieb (9) bei geöffneter Kupplung (10) eingesetzt. Zum Aufbringen höherer Momente mit einem vorzugsweise begrenzten Drehwinkel von weniger als 360° und geringer Drehgeschwindigkeit wird der Industrieroboter (2) eingesetzt, wobei die Kupplung (10) geschlossen ist. tool-specific rotary drive (9) with the coupling (10) open. To apply higher torque with a preferably limited angle of rotation of less than 360 ° and low rotational speed of the industrial robot (2) is used, wherein the clutch (10) is closed.
Der taktile Industrieroboter (2) kann ferner das The tactile industrial robot (2) can also the
Drehwerkzeug (3) an der Prozessstelle positionieren und beim Drehprozess mit definierter Kraft axial nachführen sowie ggf. das Drehteil anfänglich eindrehen. Mit der dem Drehwerkzeug (3) und/oder dem Industrieroboter (2) Position the turning tool (3) at the process location and axially adjust it during the turning process with a defined force and, if necessary, screw in the turned part. With the turning tool (3) and / or the industrial robot (2)
zugeordneten Sensorik (11,49) kann auch jeweils ein Ende eines Prozessschritts, insbesondere eines werkzeugseit igen Andreh- oder Ausdrehvorgangs oder eines roboterseit igen Losdreh- oder Festdrehvorgangs, detektiert werden. Die kann z.B. über den Verlauf und die Höhe des associated sensor (11.49) can also be detected in each case one end of a process step, in particular a tool-side cranking or Ausdrehvorgangs or a roboterseit igen Losdreh- or Festdrehvorgangs. This can e.g. about the course and the height of the
Reaktionsmoments erfasst werden. Der Drehprozess und die Funktion der Prozesseinrichtung (1) können ansonsten entsprechend der WO 2013/007565 A2 ausgebildet sein. Reaction torque can be detected. The turning process and the function of the process device (1) can otherwise be designed according to WO 2013/007565 A2.
Nach einem ersten selbst ständigen Erfindungsaspekt weist die Kupplung (10) einen steuerbaren Stellantrieb (31) auf. Der Stellantrieb (31) ist am Gestell (4) angeordnet und betätigt die Kupplung (10) für deren Öffnen und Schließen. In Schließstellung wird die erwähnte drehschlüssige After a first self-constant invention aspect, the clutch (10) on a controllable actuator (31). The actuator (31) is arranged on the frame (4) and actuates the coupling (10) for their opening and closing. In the closed position, the mentioned rotationally locked
Verbindung zwischen dem Roboteranschluss (5) und der Connection between the robot connector (5) and the
Abtriebswelle (6) hergestellt. In der Öffnungsstellung der Kupplung (10) besteht eine drehschlüssige Verbindung zwischen der Abtriebswelle (6) und dem eigenen Drehantrieb (9) des Drehwerkzeuges (3) . In einem weiteren eigenständigen Erfindungsaspekt ist die Kupplung (10) als Ratschenkupplung ausgebildet. Die Output shaft (6) produced. In the open position of the clutch (10) there is a rotationally locked connection between the output shaft (6) and the own rotary drive (9) of the rotary tool (3). In a further independent aspect of the invention, the coupling (10) is designed as a ratchet coupling. The
Kupplung (10) weist zwei oder mehr Kupplungselemente Coupling (10) has two or more coupling elements
(23,24) auf. Das bevorzugt einzeln vorhandene (23,24). That prefers single available
Kupplungselement (24) ist der Abtriebswelle (6)  Coupling element (24) is the output shaft (6)
zugeordnet. Das bevorzugt mehrfach vorhandene assigned. The preferred multiple times available
Kupplungselement (23) ist dem Gestell (4) zugeordnet. Im Falle einer Ratschenkupplung sind die Kupplungselemente (23,24) als Ratschenelement (e) (23) und als Zahnkranz (24) ausgebildet . Coupling element (23) is associated with the frame (4). In the case of a ratchet coupling the coupling elements (23,24) as a ratchet element (e) (23) and as a toothed rim (24) are formed.
In einem weiteren eigenständigen Erfindungsaspekt ist die Kupplung (10) zur Herstellung einer umfangseit igen In a further independent aspect of the invention, the coupling (10) for producing a Umfangsseit
formschlüssigen Verbindung zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Gestell (4) ausgebildet. Hierfür ist die Kupplung (10) vorzugsweise als Ratschenkupplung ausgebildet, kann alternativ aber auch eine andere Ausbildung und andere Arten und Anordnungen von Kupplungselementen (23,24) haben. Bei dieser umfangseit igen Kupplungsausbildung ist ein Kupplungselement (24) am Mantel der Antriebswelle (6) und ein Kupplungselement (23) am Gestell (4) angeordnet. Die Kupplungselemente (23,24) werden durch eine formed positive connection between the output shaft (6) and the frame (4). For this purpose, the coupling (10) is preferably designed as a ratchet coupling, but may alternatively have a different design and other types and arrangements of coupling elements (23,24). In this Umfangsseit igen coupling training a coupling element (24) on the jacket of the drive shaft (6) and a coupling element (23) on the frame (4) is arranged. The coupling elements (23,24) are replaced by a
Relativbewegung mit einer zur Achse (12) radialen Relative movement with a radial to the axis (12)
Richtungskomponente in gegenseitigen Eingriff gebracht. Directional component brought into mutual engagement.
Die Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, ist am vorderen abtriebseit igen Ende des Drehfügewerkzeuges (3) angeordnet. Sie befindet sich vorzugsweise in der Nähe des vorderen freien Endes der Abtriebswelle (6), insbesondere Schraubwelle. An diesem Wellenende kann ein Adapter (8), z.B. ein kubischer Steckzapfen, für die lösbare Aufnahme eines Drehmittels, z.B. einer Schraubernuss , angeordnet sein. Alternativ kann das Drehmittel starr am vorderen Wellenende befestigt oder angeformt sein. Das Gestell (4) nimmt die Abtriebswelle (6), den The coupling (10), in particular ratchet coupling, is arranged on the front abtriebseit end of the rotary joining tool (3). It is preferably located near the front free end of the output shaft (6), in particular screw shaft. At this shaft end, an adapter (8), for example, a cubic plug, for the releasable recording of a rotating means, such as a Schraubernuss be arranged. Alternatively, the rotating means may be rigidly attached or molded to the front end of the shaft. The frame (4) takes the output shaft (6), the
Drehantrieb (9) und die Kupplung (10) auf. Das Gestell (4) kann sich hierbei in zwei Träger (13,14) unterteilen, die einstückig ausgebildet oder fest miteinander verbunden sind. Der obere Träger (13) nimmt den Roboteranschluss (5) und den werkzeugeigenen Drehantrieb (9) auf. Er ist z.B. als gehäuseartiger Motorträger ausgebildet. Am Träger (13) kann auch eine Steuer- und Schalteinheit (50) des Rotary drive (9) and the coupling (10). The frame (4) can hereby be subdivided into two supports (13, 14), which are integrally formed or firmly connected to each other. The upper carrier (13) accommodates the robot connection (5) and the tool-specific rotary drive (9). He is e.g. designed as a housing-like engine mount. On the support (13) can also be a control and switching unit (50) of the
Drehwerkzeuges (3) angeordnet sein. Die werkzeugeigene Sensorik (11) kann mit der Steuer- und Schalteinheit (50) und/oder einer anderen Steuerung, insbesondere der Turning tool (3) may be arranged. The tool's own sensor (11) can be connected to the control and switching unit (50) and / or another controller, in particular the
Robotersteuerung (46) verbunden sein. Robot controller (46) to be connected.
Die Träger (13,14) sind in Richtung der Achse (12) The supports (13, 14) are in the direction of the axis (12)
hintereinander angeordnet. Der untere Träger (14) ist hohl ausgebildet und nimmt die Abtriebswelle (6) auf, die in seinem Innenraum mittels einer Lagerung (7) um die Achse (12) drehbar gelagert ist. Am oberen Trägerende ist die Abtriebswelle (6) herausgeführt. Das obere Wellenende ist mit dem Drehantrieb (9) drehfest verbunden. arranged one behind the other. The lower carrier (14) is hollow and receives the output shaft (6) which is rotatably mounted in its interior by means of a bearing (7) about the axis (12). At the upper end of the carrier, the output shaft (6) is led out. The upper end of the shaft is rotatably connected to the rotary drive (9).
Der untere Träger (14) weist einen schlanken axialen The lower support (14) has a slender axial
Schaft (15) und am vorderen Ende einen verbreiterten Shank (15) and at the front end a widened
Aufnahmekopf (18) auf, in und an dem die Kupplung (10) und der Stellantrieb (31) aufgenommen sind. Recording head (18), in and on which the coupling (10) and the actuator (31) are accommodated.
Der Aufnahmekopf (18) weist eine innenliegende The receiving head (18) has an internal
Aufnahmekammer (19) auf, in der sich die Kupplungselemente (23,24) befinden. Die Aufnahmekammer (19) ist Receiving chamber (19) in which the coupling elements (23,24) are located. The receiving chamber (19) is
frontseitigen durch einen Deckel (20) lösbar verschlossen. Dieser kann einen Teil der Lagerung (7) tragen. front side by a cover (20) releasably closed. This can carry part of the storage (7).
Der Schaft (15) des Trägers (14) weist einen schlanken oberen Schaftbereich mit einer Schnittstelle zur The shaft (15) of the carrier (14) has a slender upper shaft portion with an interface to
Verbindung mit dem oberen Träger (13) auf. Am unteren Ende trägt der Schaft (15) eine verbreiterte und vorzugsweise kreisrunde Tragscheibe (16). Diese begrenzt die Aufnahmekammer (19) nach oben und ist mit dem Deckel (20) lösbar verbunden. Auf der Oberseite der Tragscheibe (16) kann eine ringförmige Abdeckung (38) für Teile der Connection with the upper support (13). At the lower end of the shaft (15) carries a widened and preferably circular support disc (16). This limits the Receiving chamber (19) upwards and is detachably connected to the lid (20). On the top of the support plate (16), an annular cover (38) for parts of
Kupplung (10) und des Stellantriebes (31) angeordnet sein. Der hohle Schaft (15) nimmt in seinem axialen Innenraum die Abtriebswelle (6) auf, wobei an der Tragscheibe (16) ein weiterer Teil der Lagerung (7) angeordnet ist. Coupling (10) and the actuator (31) may be arranged. The hollow shaft (15) receives in its axial interior the output shaft (6), wherein on the support disc (16), a further part of the bearing (7) is arranged.
Der werkzeugeigene Drehantrieb (9) ist mit dem oberen Wellenende verbunden. Er weist einen steuerbaren oder regelbaren Motor, insbesondere einen Elektromotor, und ggf. ein mechanisches Getriebe auf. Im gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der DrehantriebThe tool's own rotary actuator (9) is connected to the upper shaft end. It has a controllable or controllable motor, in particular an electric motor, and possibly a mechanical transmission. In the illustrated and preferred embodiment, the rotary drive has
(9) einen elektrischen Schrittmotor und ist auf das obere Wellenende aufgesetzt oder mit diesem verbunden. Der (9) an electric stepper motor and is mounted on the upper shaft end or connected thereto. Of the
Drehantrieb (9) kann ferner einen Teil der werkzeugeigenen Sensorik (11) beinhalten. Dies können z.B. Sensoren zur Detektion des Drehmomentes, der Drehrichtung, des  Rotary drive (9) may further include a part of the tool's own sensor (11). This can e.g. Sensors for detecting the torque, the direction of rotation, the
Drehwinkels und der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes (9) oder der Abtriebswelle (6) sein. Rotation angle and the rotational speed of the rotary drive (9) or the output shaft (6).
Vorzugsweise ist das Kupplungselement (24) der KupplungPreferably, the coupling element (24) of the coupling
(10) einzeln vorhanden und als der besagte Zahnkranz ausgebildet. In der bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Kupplungselemente (23) vorhanden und in (10) individually present and designed as the said sprocket. In the preferred embodiment, a plurality of coupling elements (23) are present and in
Umfangsrichtung verteilt außen um die Abtriebswelle (6) bzw. die Achse (12) angeordnet. In der gezeigten  Circumferentially distributed outside the output shaft (6) or the axis (12) arranged. In the shown
Ausführungsform sind vier gleichmäßig verteilte Embodiment are four evenly distributed
Kupplungselemente (23) vorhanden. Alternativ kann ihre Zahl zwei, drei, fünf oder mehr betragen. Coupling elements (23) available. Alternatively, their number may be two, three, five or more.
Die Kupplungselemente (23,24) sind relativ zueinander beweglich, vorzugsweise schwenkbar und können in einen gegenseitigen formschlüssigen Eingriff treten. Sie weisen hierfür geeignete Eingriffselemente, vorzugsweise eine Verzahnung, auf. Die ein oder mehreren gestellseit igen Kupplungselemente (23) sind schwenkbar am Gestell (4) gelagert, wobei das bevorzugt einzelne wellenseitige The coupling elements (23,24) are movable relative to each other, preferably pivotable and can enter into a mutual positive engagement. They have for this purpose suitable engagement elements, preferably a toothing, on. The one or more frame-side coupling elements (23) are pivotally mounted on the frame (4) stored, preferably the single shaft side
Kupplungselement (24) starr an der Abtriebswelle (6) angeordnet und befestigt ist. Coupling element (24) is rigidly arranged and fixed to the output shaft (6).
In der bevorzugten Ausführungsform als Ratschenkupplung (10) sind die gestellseitigen Kupplungselemente (23) als schwenkbare Ratschenelemente ausgebildet. Sie weisen einen Ratschenkörper (26) auf, der um einen Lagerbolzen (25) schwenkbar gelagert ist. Der Lagerbolzen (25) erstreckt sich parallel zur Achse (12) und ist z.B. starr mit dem Ratschenkörper (26) verbunden sowie in entsprechenden Lageröffnungen an der Tragscheibe (16) und dem Deckel (20) drehbar gelagert. Die Kinematik kann auch umgekehrt sein. In the preferred embodiment as a ratchet coupling (10), the frame-side coupling elements (23) are designed as pivotable ratchet elements. They have a ratchet body (26) which is pivotally mounted about a bearing pin (25). The bearing pin (25) extends parallel to the axis (12) and is e.g. rigidly connected to the ratchet body (26) and rotatably mounted in corresponding bearing openings on the support plate (16) and the cover (20). The kinematics can also be reversed.
Der Ratschenkörper (26) ist bevorzugt scheibenförmig ausgebildet und quer zur Achse (12) ausgerichtet. Er kann einen beliebigen Umriss haben. Vorzugsweise ist dieser prismatisch, insbesondere dreieckig. Der Ratschenkörper (26) besitzt eine Eingriffsseite (27), die zur The ratchet body (26) is preferably disc-shaped and aligned transversely to the axis (12). He can have any outline. Preferably, this is prismatic, in particular triangular. The ratchet body (26) has an engagement side (27), the
Abtriebswelle (6) weist und die z.B. an einer Seitenwand des Ratschenkörpers (26) ausgebildet ist. Die Output shaft (6) and the e.g. is formed on a side wall of the ratchet body (26). The
Eingriffsseite (27) kann eine gerade oder gebogene Form haben. Sie ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen tangential zur Abtriebswelle (6) ausgerichtet. Alternativ kann sie umfangseitig angeordnet sein, wobei sie sich entlang des Wellenumfangs erstreckt und eine gebogene Form hat . Engaging side (27) may have a straight or curved shape. It is aligned tangentially to the output shaft (6) in the embodiments shown. Alternatively, it may be circumferentially arranged extending along the shaft circumference and having a curved shape.
Die Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, weist mehrere Betriebsstellungen auf. Vorzugsweise hat sie drei Betriebsstellungen, die von einer FreilaufStellung und zwei drehrichtungsabhängigen Sperrstellungen gebildet werden. In der FreilaufStellung ist die Kupplung (10) geöffnet. In den Sperrstellungen ist sie geschlossen. Bei einer Ausbildung als Ratschenkupplung kann die The clutch (10), in particular ratchet coupling, has several operating positions. Preferably, it has three operating positions, which are formed by a freewheeling position and two rotational direction-dependent blocking positions. In the freewheeling position, the clutch (10) is open. In the blocking positions it is closed. In a training as a ratchet coupling, the
Sperrstellung drehrichtungsabhangig und einseitig sein. Hierbei werden in einer Drehrichtung des werkzeugeigenen Drehantriebs (9) und des Industrieroboters (2) Drehkräfte bzw. -momente übetragen, wobei in der Gegenrichtung ein Ratscheneffekt und ein Schleifen der Kupplung (10) möglich ist. In den beiden drehrichtungsabhangigen Sperrstellungen ist die Kupplung (10) geschlossen. Locking position depends on the direction of rotation and should be one-sided. Here are in one direction of rotation of the tool Rotary drive (9) and the industrial robot (2) transmit rotational forces or moments, in the opposite direction a ratchet effect and grinding of the coupling (10) is possible. In the two rotational direction dependent blocking positions, the clutch (10) is closed.
Die Einnahme der Freilauf- und Sperrstellungen wird durch eine Drehbewegung der Kupplungselemente (23) bzw. ihrer Ratschenkörper (26) bewirkt. Diese Drehbewegung wird durch den Stellantrieb (31) in der nachfolgend beschriebenen Weise bewirkt. The assumption of the freewheeling and blocking positions is effected by a rotational movement of the coupling elements (23) or their ratchet body (26). This rotational movement is effected by the actuator (31) in the manner described below.
Für die verschiedenen Kupplungsstellungen weist die For the different coupling positions, the
Eingriffsseite (27) einen neutralen Bereich (30) auf, der zentral angeordnet ist und der keine Verzahnung aufweist. An den neutralen Bereich (30) sind an der Eingriffsseite (27) beidseitig in Erstreckungsrichtung anschließende Zahnbereiche (28,29) vorhanden. Diese werden durch die Schwenkbewegung um den Lagerbolzen (25) mit der Engagement side (27) on a neutral region (30) which is centrally located and which has no toothing. To the neutral region (30) on the engagement side (27) on both sides in the direction of extension subsequent tooth regions (28,29) are present. These are by the pivoting movement about the bearing pin (25) with the
Abtriebswelle (6) und deren Kupplungselement (24) bzw.Output shaft (6) and the coupling element (24) or
Zahnkranz in Sperreingriff gebracht. Der neutrale Bereich (30) ist mit radialer Distanz zur Abtriebswelle (6) angeordnet. In diesem Bereich findet kein Sprocket brought into locking engagement. The neutral region (30) is arranged at a radial distance from the output shaft (6). There is no such thing in this area
Berührungskontakt zwischen der Abtriebswelle (6) bzw. dem Zahnkranz (24) und den ein oder mehreren  Contact between the output shaft (6) and the ring gear (24) and the one or more
Kupplungselementen (23) statt. Der neutrale Bereich (30) ist dabei vorzugsweise auf der radialen Verbindungslinie zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Lagerbolzen (25) angeordnet. Die Zahnbereiche (28,29) sind in  Coupling elements (23) instead. The neutral region (30) is preferably arranged on the radial connecting line between the output shaft (6) and the bearing pin (25). The tooth areas (28,29) are in
Umfangsrichtung der Abtriebswelle (6) beidseits vom Circumferential direction of the output shaft (6) on both sides of
Lagerbolzen (25) angeordnet. Sie können dadurch über die Drehung des Kupplungselements (23) bzw. Ratschenkörpers (26) zum Schließen der Kupplung (10) in den erwähnten Sperreingriff gebracht werden. Figur 6 und 7 zeigen eine aufgebrochene Draufsicht auf die Kupplung (10) und deren Kupplungselemente (23,24) in verschiedenen Betriebsstellungen. Figur 6 zeigt die Bearing pin (25) arranged. They can thereby be brought into the above-mentioned locking engagement via the rotation of the coupling element (23) or ratchet body (26) for closing the coupling (10). Figures 6 and 7 show a broken plan view of the coupling (10) and its coupling elements (23,24) in different operating positions. FIG. 6 shows the
FreilaufStellung mit tangentialer Ausrichtung der Freewheel position with tangential orientation of the
Eingriffsseiten (27) zum Kupplungselement (24) . Hier ist auch die erwähnte Verbindungslinie dargestellt. Engaging sides (27) to the coupling element (24). Here also the mentioned connecting line is shown.
Figur 7 zeigt eine der Sperrstellungen in Verbindung mit einer durch Pfeil markierten Linksdrehung des Gestells (4) . Hierbei sind die Zahnbereiche der verschwenkten Kupplungselemente (23) bzw. Ratschenkörpers (26) im formschlüssigen Eingriff mit dem Zahnkranz (24) . Die Kupplung (10) ist geschlossen und überträgt die FIG. 7 shows one of the blocking positions in conjunction with a left-hand rotation of the frame (4) marked by an arrow. Here are the tooth portions of the pivoted coupling elements (23) and ratchet body (26) in positive engagement with the ring gear (24). The clutch (10) is closed and transmits the
Drehbewegung des Gestells (4) auf die Abtriebswelle (6) . Rotary movement of the frame (4) on the output shaft (6).
Die gezeigte Ausbildung der Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, hat den Vorteil, dass in der The illustrated embodiment of the coupling (10), in particular ratchet coupling, has the advantage that in the
drehrichtungsabhängigen Sperrstellung alle Direction of rotation dependent locking position all
Kupplungselemente (23,24) im formschlüssigen Eingriff stehen. Durch die schwenkbare Lagerung der Coupling elements (23,24) are in positive engagement. Due to the pivotable mounting of the
Kupplungselemente (23) und die beidseitige Anordnung der Zahnbereiche (28,29) kann außerdem eine selbstverstärkende Abstützung erfolgen. Die am Verzahnungseingriff  Coupling elements (23) and the two-sided arrangement of the tooth portions (28,29) can also be a self-reinforcing support. The at the meshing intervention
auftretenden Reaktionskräfte verlaufen mit ihrer Wirklinie zwischen Lagerbolzen (25) und Achse (12) . Sie tendieren dazu, das Kupplungselement (23) in die besagte occurring reaction forces run with their line of action between the bearing pin (25) and axis (12). They tend to the coupling element (23) in the said
Eingriffsstellung zu schwenken und verstärken dadurch die Andrück- und Haltekraft an der Eingriffsstelle und den Verzahnungsbereichen. Umgekehrt kann sich bei einer To pivot position engaged and thereby reinforce the pressure and holding force at the point of engagement and the toothing areas. Conversely, at a
Drehung in Gegenrichtung ein Ratscheneffekt und ein Turn in the opposite direction a ratchet effect and a
Ausweichen der Kupplungselemente (23) ergeben. Dodge the coupling elements (23) result.
Der Stellantrieb (31) ist in der erwähnten Weise am The actuator (31) is in the mentioned manner on
Gestell (4), insbesondere am Träger (14), angeordnet und ist mit den gestellseit igen Kupplungselementen (23) , insbesondere Ratschenelementen, verbunden. Der Frame (4), in particular on the carrier (14), arranged and is connected to the Gestellseit igen coupling elements (23), in particular ratchet elements. Of the
Stellantrieb (31) weist einen gestellfesten steuerbaren Stellmotor (32) und ein mit den Kupplungselementen (23) verbundenes Stellgetriebe (33) auf. Der Stellmotor (32) ist z.B. mittels eines Halters (21) über dem Aufnahmekopf (18) am schlanken Bereich des Schaftes (15) befestigt. Actuator (31) has a frame-fixed controllable Actuator (32) and connected to the coupling elements (23) actuating gear (33). The servomotor (32) is fastened, for example, by means of a holder (21) above the receiving head (18) on the slender region of the shank (15).
Das Stellgetriebe (33) weist einen vom Stellmotor (32) angetriebenen Stellring (34) mit mehreren umfangseitig verteilten axialen Stellstiften (37) auf, die mit jeweils einem Kupplungselement (23) , insbesondere Ratschenelement, verbunden sind. Der Stellring (34) ist oberhalb der The adjusting mechanism (33) has a positioning ring (34) driven by the positioning motor (32) with a plurality of axially distributed axial adjusting pins (37) which are each connected to a coupling element (23), in particular a ratchet element. The adjusting ring (34) is above the
Tragscheibe (16) angeordnet und am Gestell (4), Support disc (16) arranged and on the frame (4),
insbesondere an der Tragscheibe (16), konzentrisch zur Achse (12) angeordnet und geführt. Die Stellstifte (37) ragen in die Aufnahmekammer (19) und durchsetzen die in particular on the support plate (16), arranged concentric to the axis (12) and guided. The adjusting pins (37) protrude into the receiving chamber (19) and enforce the
Tragscheibe (16) . Sie sind dabei in konzentrisch gebogenen Führungsschlitzen (17) der Tragscheibe (16) geführt. Das Stellgetriebe (33) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Es weist z.B. ein Ritzel (35) an der abtreibenden Welle des Stellmotors (32) und einen damit kämmenden inneren Zahnkranz (36) am Stellring (34) auf. Support plate (16). They are guided in concentrically curved guide slots (17) of the support plate (16). The adjusting mechanism (33) can be designed in any suitable manner. It has e.g. a pinion (35) on the driven shaft of the servomotor (32) and an intermeshing inner ring gear (36) on the adjusting ring (34).
Die Stellstifte (37) sind z.B. in radialer Richtung hinter den Lagerbolzen (25) mit dem jeweiligen Kupplungselement (23) verbunden. Figur 6 zeigt diese Anordnung in der The adjusting pins (37) are e.g. connected in the radial direction behind the bearing pin (25) with the respective coupling element (23). FIG. 6 shows this arrangement in FIG
FreilaufStellung . Hierbei liegen die Achse (12) und dieFreewheeling position. Here are the axis (12) and the
Mittelpunkte von Lagerbolzen (25) und Stellstift (37) auf einer gemeinsamen radialen Verbindungslinie. Der Center points of bearing pin (25) and adjusting pin (37) on a common radial connecting line. Of the
Lagerbolzen (25) befindet sich zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Stellstift (37) . Der Stellstift (37) ist bevorzugt an der äußeren Ecke des dreieckigen Bearing pin (25) is located between the output shaft (6) and the adjusting pin (37). The adjusting pin (37) is preferably at the outer corner of the triangular
Ratschenkörpers (26) angeordnet. Ratchet body (26) arranged.
Eine Drehung des Stellmotors (32) bewirkt eine Verlagerung der Stellstifte (37) auf einer zur Achse (12) A rotation of the servomotor (32) causes a displacement of the adjusting pins (37) on one to the axis (12)
konzentrischen Bewegungsbahn. Figur 6 und 7 zeigen die Stiftpositionen in der Freilauf- und Sperrstellung. Die Verlagerung der Stellstifte (37) erfolgt in der in Figur 7 gezeigten Drehrichtung des Gestells (4) . Zur Einnahme der anderen, nicht dargestellten Sperrstellung in concentric trajectory. Figures 6 and 7 show the pin positions in the freewheeling and locking position. The displacement of the adjusting pins (37) takes place in the in FIG. 7 shown direction of rotation of the frame (4). To take the other, not shown in blocking position
Gegendrehrichtung des Gestells (4), d.h. im Uhrzeigersinn, führt zu einem Sperreingriff der anderen Zahnbereiche (29) und zu einer gegenläufigen Schwenkstellung der Counter-rotation direction of the frame (4), i. clockwise, leads to a locking engagement of the other tooth areas (29) and to an opposite pivoting position of the
Kupplungselemente (23) und der Stellstifte (37).  Coupling elements (23) and the adjusting pins (37).
Am Stellantrieb (31) kann ebenfalls ein Teil der Sensorik (11) angeordnet sein. Dies können z.B. ein oder mehrere Sensoren (48) sein, welche die Drehstellung der Kupplung (10) und/oder des Stellantriebs (31) detektieren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Sensoren (48) am Halter (21) angeordnet und dabei konzentrisch in einem Bogen derart verteilt, dass sie mit ein oder mehreren, vorzugsweise zwei Stellstiften (37) sensorisch On the actuator (31) can also be arranged part of the sensor (11). This can e.g. one or more sensors (48), which detect the rotational position of the clutch (10) and / or the actuator (31). In the exemplary embodiment shown, three sensors (48) are arranged on the holder (21) and distributed concentrically in an arc in such a way that they are sensory with one or more, preferably two, adjusting pins (37)
zusammenwirken. Sie sind z.B. als kapazitive Sensoren (48) ausgebildet und detektieren die Anwesenheit eines interact. They are e.g. designed as capacitive sensors (48) and detect the presence of a
Stellstiftes (37) in ihrem Erfassungsbereich. Hierüber kann die Drehstellung des Stellantriebs (31) und die Stellstiftes (37) in their coverage area. This can be the rotational position of the actuator (31) and the
Schwenkstellung der Kupplungselemente (23) detektiert werden. Figur 5 verdeutlicht diese Anordnung. In der neutralen FreilaufStellung spricht der einzelne Sensor (48) (In Figur 4 der rechte zu sehende Sensor) an. In der Sperrstellung (links/rechts) spricht jeweils einer der beiden anderen Sensoren (48) an (In Figur 4 die beiden Sensoren links) Swivel position of the coupling elements (23) are detected. Figure 5 illustrates this arrangement. In the neutral free-running position, the individual sensor (48) (in FIG. 4, the right-hand sensor to be seen) responds. In the blocking position (left / right) one of the other two sensors (48) responds (in Figure 4, the two sensors on the left)
Die werkzeugeigene Sensorik (11) kann ferner einen Sensor (47) für den Prozessbereich, insbesondere Fügebereich, aufweisen, der mittels eines Halters (22) am Gestell (4) fest oder beweglich angeordnet ist. Der Sensor (47) kann z.B. die Existenz einer Schraube an der Prozessstelle detektieren . Der in Figur 1 näher dargestellte Industrieroboter (2) weist mehrere, z.B. drei, vier oder mehr, bewegliche und miteinander verbundene Roboterglieder (39-43) auf. Er hat ferner mehrere, z.B. fünf, sechs, sieben oder mehr, angetriebene Roboterachsen (I-VII) . Diese können The tool-specific sensor system (11) may further comprise a sensor (47) for the process area, in particular joining area, which is fixed or movable by means of a holder (22) on the frame (4). The sensor (47) can detect, for example, the existence of a screw at the process station. The industrial robot (2) shown in greater detail in FIG. 1 has several, for example three, four or more, movable and interconnected robot members (39-43). He has furthermore, several, eg five, six, seven or more, driven robot axes (I-VII). these can
rotatorisch und/oder translatorisch sein und in beliebiger Zahl und Konfiguration vorliegen. Die Roboterglieder (39- 43) sind vorzugsweise gelenkig und über drehende be rotational and / or translational and be present in any number and configuration. The robot members (39-43) are preferably articulated and over rotating
Roboterachsen (I-VII) miteinander und mit einem Untergrund verbunden. Der Sockel (39) kann einen Anschluss für  Robot axes (I-VII) connected to each other and to a substrate. The base (39) may have a connection for
Betriebsmittel haben und kann ggf. die Robotersteuerung (46) aufnehmen. Es ist ferner möglich, dass einzelne Have resources and can optionally record the robot controller (46). It is also possible that individual
Roboterglieder (41,42) mehrteilig und in sich beweglich, insbesondere um die Längsachse verdrehbar, ausgebildet sind . Robot members (41,42) in several parts and in itself, in particular rotatable about the longitudinal axis, are formed.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Industrieroboter (2) als Gelenkarm- oder Knickarmroboter ausgebildet und weist sieben angetriebene Roboterachsen bzw. In the illustrated embodiment, the industrial robot (2) is designed as Gelenkarm- or articulated robot and has seven driven robot axes or
Bewegungsachsen (I-VII) auf. Die Roboterachsen (I-VII) sind mit der Robotersteuerung (46) verbunden und können gesteuert und ggf. geregelt werden. Der Industrieroboter (2) hat vorzugsweise eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen (I - VII) . Movement axes (I-VII). The robot axes (I-VII) are connected to the robot controller (46) and can be controlled and possibly regulated. The industrial robot (2) preferably has one or more force-controlled or force-controlled robot axes (I-VII).
Das abtriebseit ige Endglied (43) des Industrieroboters (2) ist z.B. als Roboterhand ausgebildet und weist das um eine Abtriebsachse (45) drehbare Abtriebselement (44), z.B. einen Abtriebsflansch, auf. Die Abtriebsachse (45) bildet bevorzugt die letzte Roboterachse VII. Durch ein ggf. The output side end member (43) of the industrial robot (2) is e.g. is designed as a robot hand and has the output shaft (45) rotatable about an output shaft (45), e.g. an output flange, on. The output shaft (45) preferably forms the last robot axis VII.
hohles Abtriebselement (44) und ggf. andere Roboterglieder (39-43) können eine oder mehrere Leitungen für die hollow output member (44) and possibly other robot members (39-43) can one or more lines for the
besagten Betriebsmittel geführt sein und am said resources and am
Abtriebselement (44) nach außen treten sowie zum Werkzeug (9) geführt sein, ggf. über eine Medienkupplung.  Output element (44) come out and be guided to the tool (9), possibly via a media coupling.
Der Industrieroboter (2) weist ein mit einem Untergrund über den Sockel (39) verbundenes Basisglied (40) und das vorerwähnte Endglied (43) sowie zwei mehrteilige und in sich mittels Achsen (III) und (V) verdrehbare Zwischenglieder (41,42) auf. Die Zahl der Zwischenglieder (41,42) kann alternativ kleiner oder größer sein. In weiterer Abwandlung können einzelne oder alle The industrial robot (2) has a base member (40) connected to a base via the base (39) and the aforementioned end member (43) and two multipart and in turn by means of axes (III) and (V) rotatable Intermediate links (41,42). The number of intermediate links (41, 42) may alternatively be smaller or larger. In a further modification, single or all
Zwischenglieder (41,42) in sich drehfest und ohne Intermediate links (41,42) rotatable and without
zusätzliche Achse ausgebildet sein. Die Robotergliederbe formed additional axis. The robot links
(39-43) können eine gerade oder gemäß Figur 1 abgewinkelte Form haben. (39-43) may have a straight or as shown in Figure 1 angled shape.
Der taktile Industrieroboter (2) weist die besagte The tactile industrial robot (2) has the said
zugeordnete, vorzugsweise integrierte Sensorik (49) zurassociated, preferably integrated sensor (49) for
Erfassung von außen einwirkender mechanischer Belastungen, insbesondere Kräfte und/oder Momente, auf. Die Sensorik (49) ist mit der Robotersteuerung (46) signaltechnisch verbunden. Sie ist vorzugsweise in den Industrieroboter (2), insbesondere in dessen Roboterglieder (39-43) Detection of externally acting mechanical loads, especially forces and / or moments on. The sensor system (49) is signal-technically connected to the robot controller (46). It is preferably in the industrial robot (2), in particular in its robot links (39-43)
integriert. Sie kann alternativ an anderer Stelle, z.B. an seinem Abtriebselement (44) oder am Drehwerkzeug (3) angeordnet sein. Die Sensorik (49) kann einen oder mehrere Sensoren, insbesondere Kraftsensoren und/oder integrated. It may alternatively be elsewhere, e.g. be arranged on its output element (44) or on the rotary tool (3). The sensor system (49) can be one or more sensors, in particular force sensors and / or
Momentensensoren und ggf. Weg- oder Positionssensoren aufweisen . Have moment sensors and possibly position or position sensors.
Die Roboterachsen (I-VII) weisen jeweils ein Achslager, z.B. ein Drehlager bzw. ein Gelenk, und einen hier The robot axes (I-VII) each have an axle bearing, e.g. a pivot bearing or a joint, and one here
zugeordneten und integrierten steuerbaren, ggf. regelbaren Achsantrieb, z.B. Drehantrieb, auf. Außerdem können die Roboterachsen (I-VII) eine Steuer- oder schaltbare Bremse und die erwähnte ggf. redundante Sensorik (49) zur assigned and integrated controllable, possibly adjustable final drive, e.g. Rotary drive, up. In addition, the robot axes (I-VII) a control or switchable brake and the aforementioned possibly redundant sensor (49) for
Detektion von extern einwirkenden mechanischen Belastungen haben. Die in Figur 1 schematisch angedeutete integrierte Sensorik (49) kann einen oder mehrere Sensoren an jeweils einer oder mehreren Roboterachsen (I-VII) aufweisen. Diese Sensoren können gleiche oder unterschiedliche Funktionen haben. Sie können insbesondere zum Erfassen von Momenten, Drehbewegungen und ggf. Drehpositionen ausgebildet sein. Der Industrieroboter (2) kann eine oder mehrere Detection of externally acting mechanical loads have. The integrated sensor system (49) indicated schematically in FIG. 1 can have one or more sensors on respectively one or more robot axes (I-VII). These sensors can have the same or different functions. In particular, they can be designed to detect moments, rotational movements and possibly rotational positions. The industrial robot (2) can one or more
nachgiebige Roboterachsen (I-VII) bzw. nachgiebige compliant robot axes (I-VII) or yielding
Achsantriebe mit einer Nachgiebigkeitsregelung haben. Die Nachgiebigkeitsregelung kann eine reine Kraftregelung oder eine Kombination aus einer Positions- und einer Have axis drives with a compliance control. The compliance control can be a pure force control or a combination of a position and a
Kraftregelung sein. Eine solche nachgiebige Roboterachse (I-VII) ist für die Detektion der im Montageprozess auftretenden Reaktionskräfte und/oder Reaktionsmomente in Verbindung mit der jeweils aktuellen Roboter- oder  Be force control. Such a flexible robot axis (I-VII) is for the detection of the reaction forces and / or reaction moments occurring in the assembly process in connection with the respective current robot or
Achsposition einsetzbar und erlaubt eine prozessgerechteAxis position can be used and allows a process-oriented
Reaktion auf evtl. Abweichungen der detektierten Werte von einer Vorgabe. Response to possible deviations of the detected values from a specification.
Die vorgenannte Kraftsteuerung oder Kraftregelung der Roboterachsen (I-VII) bezieht sich auf die Wirkung nach außen am Abtriebselement (44) des Endglieds (43) sowie auf die dort einwirkenden Reaktionskräfte. Roboterintern findet an den drehenden Achsen oder Achsantrieben eine Momentensteuerung oder Momentenregelung statt. The aforementioned force control or force control of the robot axes (I-VII) refers to the outward effect on the output element (44) of the end member (43) and on the reaction forces acting there. Robot-internally, a torque control or torque control takes place on the rotating axes or axle drives.
Der taktile Industrieroboter (2) kann verschiedene The tactile industrial robot (2) can have different
Betriebsmodi mit unterschiedlichen Steifigkeiten bzw. Operating modes with different stiffness or
Nachgiebigkeiten seiner Roboterachsen (I-VII) haben. Dies kann z.B. ein Handführmodus, ein Positionier- oder Compliances of its robot axes (I-VII). This can e.g. a hand guide mode, a positioning or
Suchmodus und ein Steifigkeitsmodus sein. Zwischen den Betriebsmodi kann bedarfsweise umgeschaltet werden. Search mode and a stiffness mode. You can switch between the operating modes as needed.
Der bevorzugt taktile Industrieroboter (2) ist für eine MRK tauglich ausgebildet. Seine nachgiebige The preferably tactile industrial robot (2) is suitable for MRK. His yielding
Roboterachse (n) (I-VII) vermeiden Unfälle mit einem Werker und Crashs mit Gegenständen im Arbeitsbereich durch Robot Axis (s) (I-VII) avoid accidents with a worker and crashes with objects in the work area
Kraftbegrenzung und ggf. Stillstand oder federndes Force limitation and possibly standstill or resilient
Ausweichen im Fall unverhergesehener Kollisionen. Der taktile Industrieroboter (2) kann dadurch auch für eine Mensch-Roboter-Kooperation oder -Kollaboration (MRK) bei der Teilautomatisierung eingesetzt werden. Der MRK- taugliche Industrieroboter (2) kann einen Berührungskontakt mit dem menschlichen Körper oder anderen Hindernissen detektieren und hierauf reagieren. Er kann dabei z.B. stehen bleiben oder sich ggf. auch von der Kontaktstelle entfernen, insbesondere zurückbewegen. Für die Reaktion auf einen Berührungskontakt kann es Dodge in case of unforeseen collisions. The tactile industrial robot (2) can thus also be used for human-robot cooperation or collaboration (MRC) in partial automation. The MRK-capable industrial robot (2) can have a Detect and respond to physical contact with the human body or other obstacles. He may, for example, stand still or if necessary also move away from the contact point, in particular move back. For the reaction to a touch contact it can
unterschiedlich hohe Belastungs- und Reaktionsschwellen geben. Der taktile Industrieroboter (2) kann mit dem give different levels of stress and reaction thresholds. The tactile industrial robot (2) can with the
Werker in einer MRK-Zone ohne Zaun oder andere Workers in a MRK zone without fence or others
Maschinengrenze zusammenarbeiten ohne den Werker zu verletzen. Es kann dabei auch zu schmerzfreien Kontakten kommen . Machine boundary work together without violating the worker. It can also come to painless contacts.
Der dargestellte taktile Industrieroboter (2) kann als Leichtbauroboter ausgebildet sein und aus The illustrated tactile industrial robot (2) can be designed as a lightweight robot and off
leichtgewicht igen Materialien, z.B. Leichtmetallen und Kunststoff bestehen. Er hat auch eine kleine Baugröße. Zudem kann er eine niedrige Tragkraft von z.B. 5 bis ca. 20 kg haben. Das in seiner Konstruktion und Funktion vereinfachte Drehwerkzeug (3) hat ebenfalls ein geringes Gewicht. Der Industrieroboter (2) mit seinem Drehwerkzeug (3) ist dadurch insgesamt leichtgewicht ig und kann ohne größeren Aufwand transportiert und von einem Einsatzort zum anderen verlegt werden. Das Gewicht von lightweight materials, e.g. Light metals and plastic exist. He also has a small size. In addition, it can have a low load capacity of e.g. 5 to about 20 kg. The simplified in its construction and function rotary tool (3) also has a low weight. The industrial robot (2) with its turning tool (3) is thereby lightweight overall and can be transported without much effort and moved from one location to another. The weight of
Industrieroboter (2) und Drehwerkzeug (3) kann unter 50 kg, insbesondere bei ca. 30 kg, liegen. Durch die Industrial robot (2) and turning tool (3) can be less than 50 kg, especially at about 30 kg. By the
Möglichkeit des manuellen Teachens kann die Possibility of manual teaching, the
Prozesseinrichtung (1) schnell und einfach programmiert, in Betrieb genommen und an unterschiedliche Prozesse angepasst werden. Process equipment (1) can be quickly and easily programmed, put into operation and adapted to different processes.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Modifications of the shown and described
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Embodiments are possible in various ways. In particular, the characteristics of the various
Ausführungsbeispiele und der vorgenannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch Embodiments and the aforementioned modifications combined with each other, in particular also
vertauscht werden. Der Industrieroboter (2) kann z.B. die Drehbewegung mit dem Drehwerkzeug (3) durch Drehung um einen andere, mit der Abtriebsachse (45) fluchtende Roboterachse ausführen. be reversed. The industrial robot (2) can, for example, execute the rotary movement with the rotary tool (3) by rotation about another robot axis aligned with the output shaft (45).
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Prozesseinrichtung, Schraubeinrichtung1 process device, screwing
2 Industrieroboter taktil 2 industrial robots tactile
3 Drehwerkzeug, Schraubwerkzeug  3 turning tool, screwing tool
4 Gestell, Korpus  4 frame, body
5 Roboteranschluss  5 robot connection
6 Abtriebswelle, Schraubwelle  6 output shaft, screw shaft
7 Lager, Wellenlager  7 bearings, shaft bearings
8 Adapter  8 adapters
9 Drehantrieb  9 rotary drive
10 Kupplung, Ratschenkupplung  10 clutch, ratchet coupling
11 Sensorik  11 sensors
12 Achse, Längsrichtung  12 axis, longitudinal direction
13 Träger, Motorträger, Gehäuse  13 supports, engine mount, housing
14 Träger, Kupplungsträger  14 carrier, clutch carrier
15 Schaft  15 shaft
16 Tragscheibe  16 carrier disc
17 Führungsschlitz  17 guide slot
18 Aufnahmekopf  18 pickup head
19 Aufnahmekammer  19 reception chamber
20 Deckel  20 lids
21 Halter, Motorhalter  21 holder, engine holder
22 Halter, Sensorhalter  22 holders, sensor holder
23 Kupplungselement , Ratschenelement 23 Coupling element, ratchet element
24 Kupplungselement, Zahnkranz 24 coupling element, ring gear
25 Lagerbolzen  25 bearing bolts
26 Ratschenkörper, Klaue  26 ratchet body, claw
27 Eingriffsseite, Seitenwand  27 engaging side, side wall
28 Zahnbereich, Drehsperre Linksdrehung 28 tooth area, turnstile counterclockwise
29 Zahnbereich, Drehsperre Rechtsdrehung29 tooth area, turnstile clockwise
30 neutraler Bereich, Freilauf 30 neutral area, freewheel
31 Stellantrieb  31 actuator
32 Stellmotor  32 servomotor
33 Stellgetriebe  33 actuating gear
34 Stellring  34 collar
35 Ritzel 36 Zahnkranz, Innenkranz35 pinions 36 sprocket, inner ring
37 Stellstift 37 setting pin
38 Abdeckung  38 cover
39 Roboterglied, Sockel  39 Robotic link, pedestal
40 Roboterglied, Basisglied40 robot link, base link
41 Roboterglied, Zwischenglied41 robot link, intermediate link
42 Roboterglied, Zwischenglied42 robot link, intermediate link
43 Roboterglied, Endglied43 robot member, end member
44 Abtriebselement 44 output element
45 Abtriebsachse 45 output shaft
46 Robotersteuerung  46 robot control
47 Sensor für Prozessbereich 47 Process area sensor
48 Sensor für Kupplung 48 Sensor for coupling
49 Sensorik  49 Sensor technology
50 Steuer- und Schalteinheit 50 control and switching unit
I-VII Roboterachse I-VII robot axis

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. ) Drehwerkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, welches ein Gestell (4) mit einem Roboteranschluss (5), einen eigenen steuerbaren Drehantrieb (9), eine Abtriebswelle (6) und eine betätigbare Kupplung (10) zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Roboteranschluss (5) und der 1.) rotary tool, in particular screwing tool, which has a frame (4) with a robot connection (5), a separate controllable rotary drive (9), an output shaft (6) and an actuatable coupling (10) for producing a rotational connection between the robot connection ( 5) and the
Abtriebswelle (6) aufweist, dadurch  Output shaft (6), characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10) einen steuerbaren Stellantrieb (31) aufweist.  e, that the clutch (10) has a controllable actuator (31).
2. ) Drehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch 2.) Rotary tool according to claim 1, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10) als Ratschenkupplung ausgebildet ist.  e, that the clutch (10) is designed as a ratchet coupling.
3. ) Drehwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3.) Rotary tool according to claim 1 or 2, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10) , insbesondere Ratschenkupplung, zur Herstellung einer umfangseitigen formschlüssigen Verbindung zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Gestell (4)  e, that the coupling (10), in particular ratchet coupling, for producing a peripheral positive connection between the output shaft (6) and the frame (4)
ausgebildet ist.  is trained.
4. ) Drehwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch 4.) Rotary tool according to claim 1, 2 or 3, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10) , insbesondere Ratschenkupplung, am vorderen,  The coupling (10), in particular the ratchet coupling, on the front,
abtriebseitigen Ende des Drehwerkzeugs (3)  output-side end of the rotary tool (3)
angeordnet ist.  is arranged.
5. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 5.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, drei Betriebsstellungen mit einer FreilaufStellung und zwei drehrichtungsabhängigen Sperrstellungen aufweist . Claims, characterized in that the coupling (10), in particular ratchet coupling, has three operating positions with a freewheeling position and two rotational direction-dependent blocking positions.
6.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 6.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, relativ zueinander bewegliche, insbesondere  Claims, characterized in that the clutch (10), in particular ratchet coupling, movable relative to each other, in particular
schwenkbare, und formschlüssig eingriffsfähige  pivotable, and form-fitting engageable
Kupplungselemente (23,24) aufweist.  Having coupling elements (23,24).
Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Turning tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10), insbesondere Ratschenkupplung, ein Kupplungselement (24) am Mantel der  Claims, characterized in that the coupling (10), in particular ratchet coupling, a coupling element (24) on the jacket of
Abtriebswelle (6) und mehrere, insbesondere vier, Kupplungselemente (23) am Gestell (4) aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt um die Abtriebswelle (6) angeordnet sind.  Output shaft (6) and a plurality, in particular four, coupling elements (23) on the frame (4), which are arranged distributed in the circumferential direction about the output shaft (6).
Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Turning tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die gestellseitigen Kupplungselemente (23) als schwenkbare Ratschenelemente und das wellenseitige Kupplungselement (24) als Zahnkranz ausgebildet sind .  Claims, characterized in that the frame-side coupling elements (23) are designed as pivotable ratchet elements and the shaft-side coupling element (24) as a ring gear.
9. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 9.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Ratschenelement (23) einen schwenkbar um einen axialen Lagerbolzen (25) gelagerten Ratschenkörper (26) mit einer zur Abtriebswelle (6) weisenden  Claims, characterized in that the ratchet element (23) has a ratchet body (26) pivotally mounted about an axial bearing pin (25) and facing the output shaft (6)
Eingriffseite (27) aufweist.  Engaging side (27).
10. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 10.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, das die Eingriffseite (27) umfangseitig oder tangential zur Abtriebswelle (6) ausgerichtet ist. Claims, characterized in that the engagement side (27) is aligned circumferentially or tangentially to the output shaft (6).
11.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 11.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, das die Eingriffseite (27) einen zentralen neutralen Bereich (30) und beidseitig anschließende  Claims, characterized in that the engagement side (27) has a central neutral area (30) and adjoining on both sides
Zahnbereiche (28,29) aufweist, welche durch eine Tooth regions (28,29), which by a
Schwenkbewegung um den Lagerbolzen (25) mit der Abtriebswelle (6) in Sperreingriff bringbar sind. Pivoting movement about the bearing pin (25) with the output shaft (6) can be brought into locking engagement.
12. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 12.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der neutrale Bereich (30) mit radialer Distanz zur Abtriebswelle (6) angeordnet ist.  Claims, characterized in that the neutral region (30) with a radial distance to the output shaft (6) is arranged.
13. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 13.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der neutrale Bereich (30) auf der radialen  Claims, characterized in that the neutral region (30) on the radial
Verbindungslinie zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Lagerbolzen (25) angeordnet ist. 14.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden  Connecting line between the output shaft (6) and the bearing pin (25) is arranged. 14.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zahnbereiche (28,29) in Umfangsrichtung  Claims, characterized in that the tooth areas (28,29) in the circumferential direction
beidseits vom Lagerbolzen (25) angeordnet sind. 15.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden  are arranged on both sides of the bearing pin (25). 15.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stellantrieb (31) am Gestell (4) angeordnet und mit den gestellseit igen Kupplungselementen (23) , insbesondere Ratschenelementen, verbunden ist.  Claims, characterized in that the actuator (31) arranged on the frame (4) and with the frame side coupling elements (23), in particular ratchet elements, is connected.
16.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 16.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stellantrieb (31) einen gestellfesten  Claims, characterized in that the actuator (31) a frame-fixed
steuerbaren Stellmotor (32) und ein mit den  controllable servomotor (32) and one with the
Kupplungselementen (23) verbundenes Stellgetriebe Coupling elements (23) connected actuating gear
(33) aufweist. (33).
17.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 17.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Stellgetriebe (33) einen vom Stellmotor (32) angetriebenen Stellring (34) mit mehreren  Claims, characterized in that the actuating gear (33) has a control ring (34) driven by the servomotor (32) with a plurality of
umfangseitig verteilten axialen Stellstiften (37) aufweist, die mit jeweils einem Kupplungselement (23) , insbesondere Ratschenelement, verbunden sind.  Has circumferentially distributed axial adjusting pins (37) which are each connected to a coupling element (23), in particular ratchet element.
18.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 18.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lagerbolzen (25) jeweils in Radialenrichtung zwischen den Stellstiften (37) und der Abtriebswelle (6) angeordnet sind. 19.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden  Claims, characterized in that the bearing bolts (25) in each case in the radial direction between the adjusting pins (37) and the output shaft (6) are arranged. 19.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Stellgetriebe (33) einen Zahnkranz (36) am  Claims, characterized in that the actuating gear (33) a sprocket (36) on
Stellring (34) und ein Ritzel (35) am Stellmotor (32) aufweist.  Adjusting ring (34) and a pinion (35) on the servomotor (32).
20.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 20.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gestell (4) einen Träger (13) für den  Claims, characterized in that the frame (4) has a carrier (13) for the
Drehantrieb (9) und einen Träger (14) für die  Rotary drive (9) and a support (14) for the
Kupplung (10) und den Stellantrieb (31) aufweist.  Coupling (10) and the actuator (31).
21.) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 21.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Träger (13,14) in Längsrichtung (12) des  Claims, characterized in that the carrier (13,14) in the longitudinal direction (12) of the
Drehwerkzeugs (3) hintereinander angeordnet sind.  Rotary tool (3) are arranged one behind the other.
22. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 22.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Roboteranschluss (5) am Träger (13) für den Drehantrieb (9) angeordnet ist. Claims, characterized in that the robot connection (5) on the carrier (13) for the rotary drive (9) is arranged.
23. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 23.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Träger (14) hohl ausgebildet ist und eine  Claims, characterized in that the carrier (14) is hollow and a
Lagerung (7) für die innen liegende Abtriebswelle (6) aufweist.  Has storage (7) for the internal output shaft (6).
24. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 24.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Träger (14) einen Schaft (15) und einen  Claims, characterized in that the carrier (14) a shaft (15) and a
Aufnahmekopf (18) aufweist.  Recording head (18).
25. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 25.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Aufnahmekopf (18) eine innere Aufnahmekammer (19) für die Kupplungselemente (23), insbesondere Claims, characterized in that the receiving head (18) an inner receiving chamber (19) for the coupling elements (23), in particular
Ratschenelemente, aufweist. Ratchet elements having.
26. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 26.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schaft (15) eine endseitige verbreiterte  Claims, characterized in that the shank (15) widened one end side
Tragscheibe (16) mit gebogenen Führungsschlitzen (17) für die Stellstifte (37) aufweist, wobei der Stellring (34) auf der Tragscheibe (16) drehbar geführt ist.  Supporting disk (16) with curved guide slots (17) for the adjusting pins (37), wherein the adjusting ring (34) on the support plate (16) is rotatably guided.
27. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 27.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug (3) eine Sensoreinrichtung (11) aufweist .  Claims, characterized in that the rotary tool (3) has a sensor device (11).
28. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 28.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sensoreinrichtung (11) einen Sensor (48) für die Kupplung (10) und/oder einen Sensor (47) für den Prozessbereich aufweist. Claims, characterized in that the sensor device (11) has a sensor (48) for the coupling (10) and / or a sensor (47) for the process area.
29. ) Drehwerkzeug nach einem der vorhergehenden 29.) Rotary tool according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug (3) eine Steuer- und Schalteinheit (50) aufweist.  Claims, characterized in that the rotary tool (3) has a control and switching unit (50).
30. ) Prozesseinrichtung, insbesondere 30.) Process device, in particular
Schraubeinrichtuung, mit einem mehrachsigen taktilen Industrieroboter (2), der eine Drehwerkzeug (3), insbesondere Schraubwerkzeug, führt, dadurch  Schraubeinrichtuung, with a multi-axis tactile industrial robot (2), a turning tool (3), in particular screwing tool leads, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug There is no such thing as the turning tool
(3) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29 ausgebildet ist. (3) according to at least one of claims 1 to 29 is formed.
31. ) Prozesseinrichtung nach Anspruch 30, dadurch 31.) Process device according to claim 30, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der  There is no such thing as the
Industrieroboter (2) mehrere beweglich miteinander verbundene Roboterglieder (39-43) und mehrere translatorische und/oder rotatorische Roboterachsen (I-VII) aufweist.  Industrial robot (2) has a plurality of movably interconnected robot members (39-43) and a plurality of translatory and / or rotary robot axes (I-VII).
32. ) Prozesseinrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug (3) an einem Abtriebselement (44) des 32.) Process device according to claim 30 or 31, characterized in that, in turn, that the rotary tool (3) is mounted on an output element (44) of the
Industrieroboter (2) angeordnet ist, wobei dessen Abtriebsachse (45) und die Abtriebswelle (6) fluchten .  Industrial robot (2) is arranged, wherein the output shaft (45) and the output shaft (6) are aligned.
33.) Prozesseinrichtung nach Anspruch 30, 31 oder 32, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) eine zugeordnete, bevorzugt integrierte Sensorik (49) zur Erfassung von außen einwirkender mechanischer Belastungen, insbesondere Kräfte und/oder Momente, aufweist. 34.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) eine integrierte Sensorik (13) mit Sensoren, insbesondere 33.) Process device according to claim 30, 31 or 32, characterized in that the tactile industrial robot (2) has an associated, preferably integrated sensor system (49) for detecting externally acting mechanical loads, in particular forces and / or moments. 34.) Process device according to one of claims 30 to 33, characterized in that the tactile industrial robot (2) has an integrated Sensor system (13) with sensors, in particular
Momentensensoren und ggf. Weg- oder  Momentensoren and possibly Weg- or
Positionssensoren, an den vorzugsweise rotatorischen Roboterachsen (I-VII) aufweist.  Position sensors on the preferably rotary robot axes (I-VII).
Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) eine oder mehrere kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen (I-VII) aufweist. Process device according to one of claims 30 to 34, characterized in that the tactile industrial robot (2) has one or more force-controlled or force-controlled robot axes (I-VII).
36.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) mindestens eine 36.) Process device according to one of Claims 30 to 35, characterized in that the tactile industrial robot (2) has at least one
nachgiebige Roboterachse (I-VII) mit einer  compliant robot axis (I-VII) with a
Nachgiebigkeitsregelung, insbesondere einer reinen Kraftregelung oder einer kombinierten Kraft- und Positionsregelung, aufweist. 37.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis Compliance control, in particular a pure force control or a combined force and position control has. 37.) Process device according to one of claims 30 to
36, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Drehantrieb (9) des Drehwerkzeugs (3) und der abtreibende Drehantrieb des Industrieroboters (2) in ihrer Charakteristik, insbesondere hinsichtlich Drehzahl und Moment, unterschiedlich ausgebildet sind, wobei der roboterseitige Drehantrieb auf geringere Drehzahl und höheres Moment und der 36, characterized in that the rotary drive (9) of the rotary tool (3) and the abortive rotary drive of the industrial robot (2) in their characteristics, in particular with respect to speed and torque, are designed differently, wherein the robot-side rotary drive to lower speed and higher torque and of the
Drehantrieb (9) des Drehwerkzeugs (3) auf höhere Drehzahl und geringeres Moment ausgelegt ist.  Rotary drive (9) of the rotary tool (3) is designed for higher speed and lower torque.
38.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis38.) Process device according to one of claims 30 to
37, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug (3) zum schnellen Andrehen oder 37, characterized in that the rotary tool (3) for quick starting or
Ausdrehen eines Drehteils, insbesondere einer  Turning out a rotating part, in particular one
Schraube, vorgesehen und ausgebildet ist, wobei der taktile Industrieroboter (2), insbesondere sein Abtriebselement (44), zum Festdrehen oder Losdrehen des Drehteils vorgesehen und ausgebildet ist. Screw, is provided and designed, wherein the tactile industrial robot (2), in particular its output element (44), for tightening or loosening the rotary part is provided and formed.
39. ) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis39.) Process device according to one of claims 30 to
38, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) zum Positionieren des38, characterized in that the tactile industrial robot (2) for positioning the
Drehwerkzeug (3) an der Prozessstelle und zum axialen Nachführen des Drehwerkzeug (3) beim Rotary tool (3) at the process site and for axial tracking of the rotary tool (3) during
Drehprozess sowie ggf. zum anfänglichen Eindrehen des Drehteils vorgesehen und ausgebildet ist.  Rotary process and possibly provided for the initial screwing of the rotating part and is formed.
40. ) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis40.) Process device according to one of claims 30 to
39, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) zum Festdrehen oder Losdrehen des Drehteils eine eigene Drehbewegung mit dem Drehwerkzeug (3) ausführt. 39, characterized in that the tactile industrial robot (2) performs its own rotary movement with the rotary tool (3) for tightening or loosening the rotary part.
41.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis41.) Process device according to one of claims 30 to
40, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prozesseinrichtung (1) eine Drehwerkzeug (3) und/oder dem Industrieroboter (2) zugeordnete 40, characterized in that the process device (1) a turning tool (3) and / or the industrial robot (2) assigned
Sensorik (11,49) aufweist, die ein Ende eines  Sensor (11,49) having one end of a
Prozessschritts, insbesondere eines Andreh- oder Losdrehvorgangs detektiert. 42.) Prozesseinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis Process step, in particular a cranking or Losdrehvorgangs detected. 42.) Process device according to one of claims 30 to
41, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehwerkzeug (3) und die Sensorik (11,49) mit einer Steuerung, insbesondere mit einer Robotersteuerung (46), verbunden sind. 41, characterized in that the rotary tool (3) and the sensor system (11, 49) are connected to a controller, in particular to a robot controller (46).
43.) Verfahren zum Durchführen eines Drehprozesses, 43.) Method for Performing a Turning Process
insbesondere zum Drehfügen und/oder Drehlösen, von Drehteilen, insbesondere Schrauben, mit einem mehrachsigen taktilen Industrieroboter (2), der ein Drehwerkzeug (3) , insbesondere Schraubwerkzeug, führt, welches ein Gestell (4) mit einem  in particular for rotary lathing and / or rotary eyelets, of turned parts, in particular screws, with a multi-axis tactile industrial robot (2) which carries a turning tool (3), in particular a screwing tool, which has a frame (4) with a
Roboteranschluss (5) , einen eigenen steuerbaren Drehantrieb (9), eine Abtriebswelle (6) und eine betätigbare Kupplung (10) aufweist, mit der eine drehschlüssige Verbindung zwischen dem Robot connection (5), a separate controllable A rotary drive (9), an output shaft (6) and an actuatable clutch (10), with a rotational connection between the
Roboteranschluss (5) und der Abtriebswelle (6) hergestellt wird, dadurch  Robot connection (5) and the output shaft (6) is made, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kupplung (10) durch einen steuerbaren Stellantrieb (31) betätigt wird . 44.) Verfahren nach Anspruch 43, dadurch  That is, the clutch (10) is actuated by a controllable actuator (31). 44.) Method according to claim 43, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Drehantrieb (9) des Drehwerkzeugs (3) zum schnellen Andrehen oder Ausdrehen des Drehteils benutzt wird, wobei der taktile Industrieroboter (2) das Drehteil festdreht oder losdreht und dabei eine eigene Drehbewegung mit dem Drehwerkzeug (3) durchführt.  That the rotary drive (9) of the rotary tool (3) is used for fast turning or turning of the rotary member, wherein the tactile industrial robot (2) tightly rotates or loosely rotates the rotary member and thereby performs its own rotary motion with the rotary tool (3).
45.) Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch 45.) Method according to claim 43 or 44, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile  There is no such thing as tactile
Industrieroboter (2) das Drehwerkzeug (3) an der Industrial robot (2) the turning tool (3) on the
Prozessstelle positioniert und es beim Drehprozess axial nachführt. Positioned process point and axially tracking it during the turning process.
46. ) Verfahren nach Anspruch 43, 44 oder 44, dadurch 46.) The method of claim 43, 44 or 44, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stellantrieb The actuator is not available
(31) die Kupplung (10), insbesondere (31) the coupling (10), in particular
Ratschenkupplung, für ein schnelles Andrehen oder Ausdrehen eines Drehteils mit dem Drehantrieb (9) des Drehwerkzeugs (3) in eine FreilaufStellung bringt und für eine Drehbewegung des taktilen  Ratchet coupling, for a quick turn on or turning out a rotating part with the rotary drive (9) of the rotary tool (3) brings into a freewheeling position and for a rotary movement of the tactile
Industrieroboters (2) mit dem Drehwerkzeug (3) in eine drehrichtungsabhängige Sperrstellung bringt.  Industrial robot (2) brings with the rotary tool (3) in a direction of rotation dependent blocking position.
47. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 46, 47.) Method according to one of claims 43 to 46,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) das Drehteil an der Prozessstelle anfänglich eindreht. characterized in that the tactile industrial robot (2) initially rotates the rotary part at the process station.
48.) Verfahren nach Anspruch 47, dadurch 48.) The method of claim 47, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) eine Schraube unter Nutzung seiner sensitiven Fähigkeiten für den  In addition, the tactile industrial robot (2) uses a screw that utilizes its sensitive capabilities for the robot
Gewindeeingriff und zur ersten Fixierung im  Thread engagement and for the first fixation in the
Gegengewinde um eine halbe oder ganze Umdrehung dreht . 49.) Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 48, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) mittels der  Counter thread rotates by half or full turn. 49.) Method according to one of claims 43 to 48, characterized in that the tactile industrial robot (2) by means of
Ratschenkupplung (10) beim schnellen Andrehen des Drehteils durch den Drehantrieb (9) zurückdreht.  Ratchet coupling (10) by fast rotation of the rotating part by the rotary drive (9) back.
EP16710923.0A 2015-03-06 2016-02-26 Rotary tool, rotary process method and process structure Withdrawn EP3265269A1 (en)

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