EP3713722A1 - Zentriereinrichtung für schrauber - Google Patents

Zentriereinrichtung für schrauber

Info

Publication number
EP3713722A1
EP3713722A1 EP19742188.6A EP19742188A EP3713722A1 EP 3713722 A1 EP3713722 A1 EP 3713722A1 EP 19742188 A EP19742188 A EP 19742188A EP 3713722 A1 EP3713722 A1 EP 3713722A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw
screwdriver
robot
centering device
centering
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Withdrawn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
EP19742188.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tristan KENNEWEG
Markus HORIL
Ingo GOLAVSEK
Stefan WITZANY
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.)
TQ Systems GmbH
Original Assignee
TQ 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 TQ Systems GmbH filed Critical TQ Systems GmbH
Publication of EP3713722A1 publication Critical patent/EP3713722A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019End effectors other than grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/02Arrangements for handling screws or nuts
    • B25B23/08Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines 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
    • B23P19/04Machines 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
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines

Definitions

  • the present invention relates to a centering device for a screwdriver.
  • the screwdriver can be an electrical and / or hydraulic screwdriver.
  • the present invention relates to a screwing system with a screwdriver and such a centering device, and to a system with a robot and such a screwing system.
  • the robot can be a collaborative robot.
  • Industrial robots are used in particular for mass production in workpiece production.
  • the industrial robots include a manipulator that is controlled by a controller.
  • Conventional industrial robots of this type pose a danger to humans, since a collision with the manipulator can have fatal consequences.
  • the use of collaborative robots, also known as cobots means that such protective devices can be dispensed with.
  • Cobots have sensors that can be used to prevent a collision with or at least an injury by humans. Such a cobot is known for example from DE 10 2013 212 887 A1.
  • screwdrivers for the automated screwing in of screws are known. Such screwdrivers can be operated with electrical and / or hydraulic energy. If a screwing process with such a screwdriver is to be automated by a robot, then a fully automatic alignment of the screwdriver with the screw to be screwed by the robot is required. Such an alignment is described, for example, in DE 103 54 079 A1. Presentation of the invention
  • the present invention relates to a centering device for a screwdriver with a screw blade.
  • the screw blade of the screwdriver can be aligned with a screw to be screwed.
  • the position of the screw head itself can also be corrected.
  • a screwdriver is understood to mean a device by means of which a screw to be screwed can be screwed mechanically into or onto a component.
  • a screw is understood to mean an element which can be connected to another component by means of a screw connection. This can be a screw with an external thread in the conventional sense.
  • a screw is also understood to mean a screw nut with an internal thread, which can be screwed onto a threaded bolt, for example.
  • a screw blade provides a mechanical interface for engaging the screw so that torque from the screwdriver can be transferred to the screw.
  • the screw blade can be designed for a slot, Phillips, Pozidriv, Torx, Allen, square, Tri-Wing, Torq-Set, tensioner or any other screw head shape.
  • the screw blade can be provided so that it can be exchanged for other screw blades.
  • the screwdriver can be a screwdriver operated by means of electrical energy, the screwdriver being used for
  • Power supply can have a battery and / or can be supplied with energy via a separate electrical line. It can also be a screwdriver that can be operated with hydraulic energy.
  • the centering device comprises a mounting body for mounting the
  • the mounting body can have a clamping device, via which the centering device can be clamped to the screwdriver.
  • the mounting body can be detachably connected to the screwdriver.
  • the centering device further comprises a centering sleeve for receiving and / or aligning the screw to be screwed therein.
  • the centering sleeve has an inner diameter that is larger than the head diameter of the screw to be screwed.
  • the inner diameter of the centering sleeve is adjustable and / or that the centering sleeve is provided interchangeably with centering sleeves with other inner diameters.
  • the centering sleeve is attached to the mounting body by means of a bearing device.
  • the storage device comprises a reset element, which is designed, for example, as a spring.
  • the restoring element can be elastically deformed by overcoming a restoring force, the restoring force restoring the element to its initial position as soon as the element is no longer subjected to an external force.
  • the spring can be, for example, a helical spring or any other spring.
  • a rubber element can be provided as the restoring element
  • the centering device is designed so that the centering sleeve, when the centering device is properly installed on the screwdriver, encloses or covers the screwing blade of the screwdriver if the centering device is not subjected to any external forces.
  • the centering sleeve completely encloses the screw blade and thus shields it from the surroundings.
  • the centering sleeve is attached to the mounting body via the bearing device in such a way that it can be displaced relative to the screw blade in the direction of the mounting body against the restoring force of the restoring element. If, for example, the screw blade moves towards a component during a screwing-in process, the centering sleeve can dodge by overcoming the restoring force of the restoring element and can be displaced relative to the screw blade.
  • a screw blade and thus also a screwdriver can be easily aligned to the screw to be screwed. This is of particular value since the position of the screw to be screwed as well as the position of the screw blade are subject to inevitable tolerances which can be compensated for by the centering aid of the present invention.
  • the centering device of the present invention thus enables an efficient and automated screwing of a screw by means of a robot.
  • the robot can use the centering aid of the present invention to determine the real position of the screw head be tracked and / or the position of the screw head itself corrected to ensure proper screwing even in such situations.
  • the centering aid of the present invention enables automated screwing by means of a collaborative robot using a screwdriver that has a pointed and hard screwing blade. The centering sleeve shields the screw blade, which is dangerous for humans, from the outside in order to avoid injury to people who work next to the collaborative robot.
  • the centering sleeve can have a bearing surface for resting on a component into which the screw is to be screwed.
  • the contact surface is in particular a flat surface, but can also have curvatures. Because the centering sleeve rests on the component, the screwing process can be carried out completely within the centering sleeve and thus shielded. This increases occupational safety.
  • a guide profile for example a chamfer, running into the interior of the sleeve can be connected to the contact surface of the centering sleeve.
  • a radius or other guidance is also conceivable here. If the centering sleeve is fed onto the screw to be screwed and the two parts are not in coaxiality, the centering sleeve and thus the centering device can be tracked to the screw head by means of the guide profile, so as to produce a coaxiality of the screw and screwing blade.
  • the centering sleeve can have a sleeve section which forms the support surface and which has a ring segment shape in a plan view of the support surface.
  • the bearing surface can be formed on an underside of the sleeve section.
  • a top view of the support surface is understood to be a view in the direction of a normal vector onto the support surface.
  • the ring segment section preferably extends over an angle between 200 ° and 330 °, further preferably over an angle between 250 ° and 300 °, in particular over an angle of approximately 270 °.
  • Such a cutout in the centering sleeve in the circumferential direction enables the centering device to be brought closer to a component in addition to a screw to be screwed. In particular, is a closer Approach than possible with a completely circular symmetrical design of the centering sleeve. This increased the versatility of the centering device.
  • the mounting body can be formed at least in sections as a hollow cone for receiving the screwdriver therein, the bearing device being attached to the mounting body in the region of the cone tip.
  • the mounting body thus tapers towards the bearing device and the centering sleeve attached to it. This conical course in turn allows the centering device to be brought closer to components which are located next to the screw to be screwed.
  • the bearing device has a plurality of lifting rods with compression springs provided thereon, which are arranged coaxially with the screw blade of the screwdriver when the centering device is mounted on the screwdriver as intended.
  • a particularly compact centering device is thus provided.
  • the suspension of the centering sleeve on several lifting rods also results in high stability with little maintenance.
  • the centering device can have a robot interface, via which it can be attached to an end effector of a robot.
  • the end effector is the last element in the robot's kinematic chain.
  • it can be a standardized interface.
  • the interface can enable a releasable replacement of the centering device.
  • the robot interface is preferably an interface for attaching the centering device to a collaborative robot.
  • the centering device can have a bearing section and a displacement section that can be displaced relative to it.
  • the displacement section and the storage section can be arranged coaxially to one another.
  • the displacement section and / or the storage section can be designed as a sleeve.
  • the displacement section can be arranged radially within the bearing section.
  • the centering sleeve can be firmly connected to the displacement section.
  • the centering sleeve can be attached to the displacement section directly or via further components. in the Within the scope of one embodiment, the centering sleeve cannot be adjusted relative to the displacement section in the assembled state during the intended use of the centering device.
  • the restoring element can be supported on the bearing section and the displacement section in order to provide translational displaceability of the displacement section relative to the bearing section against the restoring force of the restoring element.
  • only a single restoring element for example a single compression spring, is provided. In this way, a centering device with low complexity and high reliability can be provided.
  • the bearing section can form a guide surface and the displacement section can form a guide section abutting the guide surface.
  • the guide surface can be an annular inner surface of a bearing sleeve and the guide section can be a lateral surface of a cylindrical guide section of the displacement section.
  • the guide surface and the guide section can form a flat contact for guiding a translational relative movement of the two components.
  • the present invention relates to a screw system with a screwdriver, which has a screw blade for screwing a screw in a component, and a centering device according to one of the previously described embodiments.
  • the centering device is attached to the screwdriver by means of the mounting body so that the screw blade is arranged in the centering sleeve.
  • the screwing system can also have a robot interface, which can be provided on the screwdriver.
  • the robot interface can be designed in accordance with the above statements.
  • the invention also relates to a robot for screwing a screw in a component.
  • the robot is in particular a collaborative robot and includes an end effector.
  • a collaborative robot is a robot that can work next to people and does not have to be separated from them with protective devices.
  • the robot can, for example, have sensors for collision avoidance and / or only execute movements with limited dynamics and force.
  • the robot further comprises a screw system according to one of the previously described embodiments, which has a robot interface via which the screw system can be attached to the end effector.
  • the robot can have a robot controller which is set up to control the robot in such a way that the screwing blade is centered fully automatically on a screw to be screwed by means of the centering device if the screw head of the screw and / or the position of the end effector deviates from a desired position.
  • the robot controller is preferably also set up to control a screwdriver controller, which is preferably provided separately from the robot controller, in such a way that the screw to be screwed is screwed in fully automatically by the screwdriver after the screwing blade and screw have been centered.
  • the entire centering and screwing-in process can be carried out separately from a human by the robot.
  • the centering device of the present invention also enables this screwing system to be used on a collaborative robot.
  • FIG. 1 schematically shows a collaborative robot in a perspective view, to the end effector of which a screw system with a centering device according to an embodiment of the present invention is attached.
  • FIG. 2 shows section A of the robot from FIG. 1 in a detailed view.
  • FIG. 3 shows section B of the screwing system of the robot from FIG. 1 in a detailed view.
  • FIG. 4 shows a plan view from below of the centering sleeve of the screw system from FIG. 3.
  • FIG. 5 schematically shows the collaborative robot from FIG. 1 in a side view.
  • FIG. 6 shows the screwing system of the collaborative robot in a sectional view along the section line C-C in FIG. 5.
  • FIG. 7 shows the section F1 from FIG. 6 in a detailed view.
  • Fig. 8 shows a screw system in a perspective view for mounting on the in Fig. 1 and 5 shown collaborative robots according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows the screw system from FIG. 8 in a further perspective view.
  • FIG 10 shows section J of the screw system from FIGS. 8 and 9 in a detailed view.
  • FIG. 11 shows a sectional view through section J of the screw system from FIG. 10 along the section line K-K.
  • the robot 1 shows a collaborative robot 1 with a screw system 2 in a perspective view.
  • This collaborative robot 1 is shown in a side view in FIG. 5.
  • the robot 1 is a 7-axis robot with serial kinematics.
  • the 7-axis robot can be used to orient every point in the work area with any orientation to reach.
  • robots with a smaller or higher number of axes and / or with parallel kinematics are also conceivable.
  • the collaborative robot 1 comprises a robot base 3, via which the robot 1 can be mounted, for example, on a work table (not shown).
  • a first arm member 4 is fixed on the robot base 3 and is not movable.
  • a second arm member 5 is rotatably connected to the first arm member 4 via a joint 6.
  • the second arm member 5 is connected via a second joint 7 to a third arm member 8, which in turn is connected to a fourth arm member 10 via a third joint 9.
  • the fourth arm member 10 is connected to a fifth arm member 12 via a fourth joint 11.
  • the fifth arm member 12 is connected to a sixth arm member 14 via a fifth joint 13.
  • the sixth arm member 14 is connected via a sixth joint 15 to a seventh arm member 16, which in turn is connected to the end effector 18 via a seventh joint 17.
  • the end effector 18 comprises an interface 19 for peripheral devices to be mounted on the robot 1.
  • the interface 19 is a standardized robot interface.
  • the joints 6, 9, 13 and 17 are each designed such that they cause a screw-like rotation of the arm members connected via the respective joint
  • the joints 7, 11 and 15, on the other hand, are each designed as articulated joints in order to enable the links connected via the joint to be pivoted like a hinge.
  • Each joint 6, 7, 9, 11, 13, 15 and 17 of the collaborative robot 1 has its own drive (not shown) for driving the relative movement between the arm members connected via the respective joint.
  • the individual drives of the joints can each be controlled via a robot controller 20.
  • each of the joints 6, 7, 9, 11, 13, 15 and 17 of the collaborative robot has a sensor device (not shown) which is also electrically connected to the robot controller 20.
  • the sensor devices each detect a force exerted by the robot on an external object, for example a human.
  • the collaborative robot in particular the robot Robot controller, set up to brake and / or switch off the robot as a whole or at least individual devices, for example one or more drives of the joints.
  • other sensor devices can also be provided, for example contactless sensors, such as capacitive and / or inductive sensors, with which a dangerous collision of the robot 1 with an object and / or a person can be prevented.
  • the collaborative robot 1 comprises a screw system 2, which can be exchangeably mounted on the interface for peripheral devices 19 of the collaborative robot 1.
  • the screwing system 2 comprises a centering device 21 and a screwdriver 22.
  • the screwdriver 22 is an electric screwdriver, a hydraulic or other screwdriver also being conceivable here.
  • the screwdriver 22 can be used to automatically screw screws into a component.
  • the screwdriver 22 comprises a screw blade 23, which is shown, for example, in Figs. 4 and 7 can be seen, for engaging in the screw head of a screw to be screwed.
  • the screw blade 23 can be rotated by the screwdriver 22 and can be designed as an exchangeable bit.
  • the screw blade 23 is designed as a hexagon for engaging in a screw head with an internal hexagon. Training to engage any other screw head is also conceivable here.
  • the screwdriver 22 is essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the screwing blade 23 and has an elongated shape.
  • the screwdriver 22 comprises its own screwdriver control 24, which is shown in Figs. 1 and 5 and is designed as a separate component.
  • the screwdriver controller 24 can also be integrated into the robot controller 20, so that only a single control module is provided.
  • the screwdriver control 24 can be used to detect, for example, whether there is an engagement between the screw blade 23 and the screw to be screwed.
  • the torque applied to the screw to be screwed can also be monitored and controlled. It can also be detected whether a screw is completely screwed into a component.
  • the screw control is set up to For example, to monitor and save the number of revolutions during screwing in for one or more screws to be screwed.
  • the screwdriver controller 24 can also provide a screwing history of the screws screwed to the screwdriver 22, in which, for example, one, several or all of the parameters described above are documented in combination with the respective screw.
  • the collaborative robot 1 of the present embodiment is set up to control the screwdriver 22, in particular the screwdriver controller 24, via the robot controller 20. Consequently, with the collaborative robot 1, the carrying out of screwing operations is possible in a fully automated manner without human intervention.
  • the screwdriver controller 24 has a control interface 25, which is connected to a screwdriver interface 26 of the robot controller 20.
  • the centering device 21 of the screw system 2 comprises a mounting body which has a connecting flange 27 and a trim piece 31, as can be seen in particular from FIG. 6.
  • the connecting flange 27 comprises an annular screwdriver receptacle 28, from which a connecting arm 29 extends.
  • the screwdriver receptacle 28 is designed to receive the screwdriver 22 therein.
  • the receptacle 28 is set up to clamp the screwdriver 22 therein.
  • the screwdriver receptacle 28 can be opened by means of screws in order to remove the centering device 21 from the screwdriver 22.
  • the connection arm 29 has at its distal end a robot interface 30, via which the screw system 2 can be exchanged into the peripheral interface 19 of the robot 1.
  • the mounting body of the centering device 21 comprises a trim piece 31 which is attached to the underside of the screwdriver receptacle 28 by means of a screw connection, that is to say on a side facing away from the robot interface 30.
  • the trim piece 31 in the connection area to the screwdriver receptacle 28 has an essentially the same diameter as this, in order to implement a continuous transition from the screwdriver receptacle 28 to the trim piece 31.
  • the trim piece 31 is designed in the form of a hollow cone, it tapers conically downward from the screwdriver receptacle 28. In the field of Cone tip, the trim piece 31 has an opening 32, as can be seen in the enlarged sectional view of FIG. 7.
  • the screwdriver 22 is arranged within the hollow cone of the trim piece 31, so that the screw blade 2 protrudes from it through the opening 32.
  • the centering device 21 comprises a centering sleeve 33, which can be produced, for example, from plastic and / or metal by means of additive manufacturing.
  • the centering sleeve 33 of the present embodiment has a sleeve section 34, which is arranged concentrically to an opening in a plate-shaped base section 35 and extends away therefrom.
  • the underside of the sleeve section 34 forms a flat bearing surface 36 for resting on a component.
  • the sleeve section 34 has a chamfer 37 on the contact surface 36 on the inside thereof, as shown in FIGS. 3, by means of which the centering sleeve 33 and thus the robot 1 and a screw to be screwed can be centered.
  • the sleeve section 34 has a ring segment shape in a plan view of the bearing surface 36, which in the present embodiment extends over an angle of 270 °. Consequently, the sleeve section 34 comprises a recess 38 in the circumferential direction, which extends in the height direction of the sleeve section 34 from the contact surface 36 to approximately half the extension height of the sleeve section 34.
  • This cutout 38 enables the screwing system 2 to be brought closer to elevations and / or projections.
  • the centering sleeve 33 is mounted in a translationally displaceable manner on the underside of the trim piece 31 by means of a bearing device.
  • the bearing device comprises four lifting rods arranged in a circle and concentric to the opening 32 of the trim piece 31, by means of which the base section 35 of the centering sleeve 33 is mounted on the trim piece 31.
  • a compression spring 39, 40, 41, 42 is arranged around each lifting rod, which presses the centering sleeve 33 away from the trim piece 31 in a non-energized state.
  • the screwdriver 22 and the centering device 21 are matched to one another in such a way that the screwing blade 23 runs concentrically to the sleeve section 34, is in a state not subjected to external force, is arranged entirely within the sleeve section 34 and does not protrude beyond the contact surface 36.
  • the centering sleeve 33 consequently serves as a protective device in order to protect a person from injuries caused by the screw blade 23.
  • the centering sleeve 33 can be displaced against the spring forces in the direction of the mounting body, that is to say the trim piece 31 and the connecting flange 27, in order to enable, for example, the screwing blade 23 to approach a component during a screwing-in process.
  • the springs 39, 40, 41, 42 are thus on the collaborative robot 1, in particular on the sensor devices in the individual drives of the joints 6, 7, 9, 11, 13, 15 and 17 and on the robot controller 20 adapted that an injury to a person can be prevented by the relatively pointed screw blade 23 without the need for specific adaptations in the sensitivity of the collaborative robot to the screw system 2 mounted on the end effector 18. If a screw is to be screwed into a component by means of the collaborative robot 1 of the present invention, the end effector with the screw system 2 attached to it is adjusted by the robot controller 20 such that the screw blade 23 is arranged at the desired position of the screw head.
  • the centering device 21 is lowered onto the screw head by the robot controller 20, so that the chamfer 37 comes into engagement with the screw head if it deviates from the desired position.
  • the chamfer 37 of the centering device 21 tracks the robot 1 in order to establish coaxiality between the screwing blade 23 and the screwing head.
  • the robot controller 20 controls the screwdriver controller 24 such that the screw is screwed into the component within the centering sleeve 33 by means of the screwdriver 22.
  • the robot 1 tracks the screw. This can be done by transmitting a corresponding tracking command from the screwdriver controller 24 to the robot controller 20.
  • the centering sleeve 33 is translationally displaced towards the mounting body against the spring forces of the bearing device.
  • Figs. 8 and 9 show a screw system 200 for mounting on the in Fig. 1 and 5 shown collaborative robot 1 according to a further embodiment of the present invention.
  • the screwing system 200 is in accordance with the method described with reference to FIGS. 1 - 7 described screw system 2 is formed.
  • the robot 1 can be designed and set up in order to be able to use the robot with reference to FIGS. 8 and 9 described screw system 200 to be operated as it is in connection with the with reference to Figs. 1 -7 described screw system 2 has been described.
  • the screwing system 200 has a centering device 210 and a screwdriver 220.
  • the screwdriver 220 has a substantially elongated shape with a fastening section 221 which protrudes laterally from the screwdriver 220.
  • the fastening section 221 can be formed integrally with the other screwdriver 200.
  • a connection arm 290 can be provided on a distal end face 222 of the fastening section 221.
  • the connecting arm 290 can have a flange 291, which can in particular be detachably connected to the end face 222 of the fastening section 221 via a screw connection, for example by means of four screws.
  • connection arm 290 has at its distal end, that is to say at an end facing away from the flange 291, a robot interface 300 which, according to the above in connection with FIGS. 1-7 described embodiment can be formed.
  • the screwdriver 220 has at its distal end, ie the lower end in FIGS. 8 and 9, an interface 223 for changing over from the centering device 210 described below.
  • the interface 223 can be designed such that the centering device 210 can be screwed into the interface 223 by means of a thread. In particular, the interface 223 can be used for this Provide external thread. Otherwise, the screwdriver 220 can be operated according to the method described with reference to FIGS. 1 -7 described embodiment may be formed.
  • Fig. 10 shows the lower area J in Figs. 8 and 9 and thus the centering device 210 in detail.
  • 11 shows a sectional view through the centering device 210 along the section line K-K.
  • the centering device 210 has a mounting body
  • the centering device 210 which is essentially sleeve-like and is provided at one end of the centering device 210.
  • the mounting body 270 has an internal thread 279 (see FIG. 11), via which the centering device 210 can be screwed onto the external thread of the interface 223 of the screwdriver 220.
  • the centering device 210 comprises a sleeve-shaped bearing section 271, which is provided on the mounting body 270 in a fixed and thus non-displaceable manner, for example is fastened.
  • the bearing section 271 is provided coaxially with the mounting body 270 and radially inside the same.
  • the sleeve-shaped bearing section 271 forms a guide surface 272 on its radial inner surface, which can be designed, for example, in the form of a ring.
  • the guide surface 272 is formed at the end of the bearing section 271 which faces away from the mounting body 270.
  • the guide surface 272 has a smaller diameter than the other radial inner surface of the bearing section
  • the guide surface 272 can have a longitudinal extent, that is to say an extent in the direction of the axis of symmetry of the component, which can be less than 20%, in particular less than 15% but more than 10% of the total longitudinal extent of the bearing section 271.
  • a displacement section in the present case a displacement sleeve 273, is arranged coaxially to and radially within the sleeve-shaped mounting section 271, and is provided so as to be translationally displaceable to the sleeve-shaped mounting section 271.
  • the displacement sleeve 273 has a cylindrical guide section 274, the radial outer surface of which engages with the inner guide surface 272 of the bearing section 271 for guiding the translational relative movement of the two components 271, 273.
  • the displacement sleeve 273 has one Head portion that has a larger outer diameter than the guide portion 274.
  • the head section can be guided through the other radial inner surface of the bearing section 271 described above and can be limited in its axial displacement by the shoulder.
  • the head section can have a longitudinal extent, that is to say an extent in the direction of the axis of symmetry of the component, which can be more than 10%, in particular more than 15%, of the total longitudinal extent of the displacement sleeve 273.
  • the displacement sleeve 273 comprises a groove, not shown, which runs in the direction of the axis of symmetry of the centering device 210. In the groove, a bolt, which is provided on the bearing section 271 and is not shown, is provided in order to prevent a relative rotation of the two components.
  • the centering device 210 has a bearing device with a reset element 390, which in the present case is designed as a spiral compression spring.
  • the spring 390 is supported at one end on the bearing section 271 and at the other end on the displacement sleeve 273.
  • the spring 390 has a diameter so that it lies essentially on the radial inner surface of the displacement sleeve 273 above the guide surface 272 and the screw blade of the screwdriver 220 (not shown) can thus be arranged radially inside the spring 390.
  • the displacement sleeve 273 of the centering device 210 has an interface 275 at the end facing away from the mounting body 270, which interface is designed here as an internal thread, for example as a left-hand thread.
  • the centering device 210 further comprises a centering sleeve 330 which, with the exception of the differences described below, is configured like the centering sleeve 33 of the previous embodiment.
  • the centering sleeve 330 has an interface 331 at the end facing away from the support surface 36, which is designed here as an external thread, for changing the centering sleeve 330 into the interface 275 of the displacement sleeve 273.
  • the centering sleeve 330 is not translationally displaceable relative to the displacement sleeve 273 in the assembled state.
  • the individual components of the screwing system 200 are on top of each other and on the robot 1 in accordance with the explanations in connection with the in FIG. 1-7 described embodiment matched. Furthermore, by means of the robot 1 and the screw system 200, a screw according to the above statements in connection with the in FIG. 1 -7 described embodiment can be screwed into a component.

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung für einen Schrauber mit einer Schraubklinge zum Zentrieren der Schraubklinge des Schraubers auf eine zu verschraubende Schraube, aufweisend einen Montagekörper zum Montieren der Zentriereinrichtung an dem Schrauber, eine Zentrierhülse zum darin Aufnehmen der zu verschraubenden Schraube, und eine Lagerungseinrichtung mit einem Rückstellelement, mittels welcher die Zentrierhülse an dem Montagekörper angebracht ist, wobei die Zentriereinrichtung so ausgebildet ist, dass die Zentrierhülse, bei bestimmungsgemäßer Montage der Zentriereinrichtung an dem Schrauber, die Schraubklinge des Schraubers einschließt und relativ zur Schraubklinge in Richtung des Montagekörpers entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements verschoben werden kann.

Description

ZENTRIEREINRICHTUNG FÜR SCHRAUBER
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung für einen Schrauber. Der Schrauber kann ein elektrischer und/oder hydraulischer Schrauber sein. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schraubsystem mit einem Schrauber und solch einer Zentriereinrichtung, und auf ein System mit einem Roboter und solch einem Schraubsystem. Der Roboter kann ein kollaborativer Roboter sein.
Stand der Technik
Insbesondere in der Massenproduktion werden Industrieroboter zur Werkstückfertigung eingesetzt. Die Industrieroboter umfassen einen Manipulator, der über eine Steuerung gesteuert wird. Für den Menschen stellen derartige herkömmliche Industrieroboter eine Gefahr dar, da eine Kollision mit dem Manipulator tödliche Folgen haben kann. Demnach ist es gängige Praxis, den Bewegungsraum von Mensch und Industrieroboter durch das Vorsehen von Schutzeinrichtungen, beispielsweise Schutzgittern und Lichtschranken, zu trennen. Durch den Einsatz von kollaborativen Robotern, die auch als Cobots bekannt sind, kann auf das Vorsehen solcher Schutzeinrichtungen verzichtet werden. Cobots verfügen über Sensoren, über die eine Kollision mit oder zumindest eine Verletzung von dem Menschen unterbunden werden kann. Solch ein Cobot ist beispielsweise bekannt aus der DE 10 2013 212 887 A1.
Ferner sind Schrauber zum automatisierten Einschrauben von Schrauben bekannt. Solche Schrauber können mit elektrischer und/oder hydraulischer Energie betrieben werden. Soll ein Verschraubungsvorgang mit solch einem Schrauber durch einen Roboter automatisiert werden, so ist eine vollautomatische Ausrichtung des Schraubers auf die zu verschraubende Schraube mittels des Roboters erforderlich. Solch eine Ausrichtung wird beispielsweise in der DE 103 54 079 A1 beschrieben. Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung für einen Schrauber mit einer Schraubklinge. Mittels der Zentriereinrichtung kann die Schraubklinge des Schraubers auf eine zu verschraubende Schraube ausgerichtet werden. Ebenso kann die Position des Schraubkopfs selbst korrigiert werden. Unter einem Schrauber wird ein Gerät verstanden, mittels welchem eine zu verschraubende Schraube maschinell in oder auf ein Bauteil geschraubt werden kann. Unter einer Schraube wird vorliegend ein mittels einer Verschraubung mit einem anderen Bauteil verbindbares Element verstanden. Hier kann es sich um eine Schraube mit einem Außengewinde im herkömmlichen Sinn handeln. Unter einer Schraube wird im Rahmen der Erfindung aber auch eine Schraubenmutter mit einem Innengewinde verstanden, die beispielsweise auf einen Gewindebolzen geschraubt werden kann. Eine Schraubklinge stellt eine mechanische Schnittstelle zum Eingreifen in die Schraube bereit, um so ein Drehmoment des Schraubers auf die Schraube übertragen zu können. Die Schraubklinge kann für eine Schlitz-, Phillips-, Pozidriv-, Torx-, Inbus- , Vierkant-, Tri-Wing-, Torq-Set-, Spanner- oder sonstige beliebige Schraubenkopfform ausgelegt sein. Die Schraubklinge kann wechselbar vorgesehen sein, um sie so gegen andere Schraubklingen austauschen zu können. Der Schrauber kann ein mittels elektrischer Energie betriebener Schrauber sein, wobei der Schrauber zur
Energieversorgung einen Akku aufweisen kann und/oder über eine separate elektrische Leitung mit Energie versorgt werden kann. Ebenso kann es sich um einen mit hydraulischer Energie betreibbaren Schrauber handeln. Die Zentriereinrichtung umfasst einen Montagekörper zum Montieren der
Zentriereinrichtung an dem Schrauber. Der Montagekörper kann eine Klemmeinrichtung aufweisen, über welche die Zentriereinrichtung an den Schrauber geklemmt werden kann. Insbesondere ist der Montagekörper lösbar mit dem Schrauber verbindbar. Ferner umfasst die Zentriereinrichtung eine Zentrierhülse zum darin Aufnehmen und/oder Ausrichten der zu verschraubenden Schraube. Die Zentrierhülse weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der Kopfdurchmesser der zu verschraubenden Schraube ist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass der Innendurchmesser der Zentrierhülse einstellbar ist und/oder die Zentrierhülse gegen Zentrierhülsen mit anderen Innendurchmessern austauschbar vorgesehen ist. Die Zentrierhülse ist mittels einer Lagerungseinrichtung an dem Montagekörper angebracht. Die Lagerungseinrichtung umfasst dabei ein Rückstellelement, welches beispielsweise als Feder ausgebildet ist. Das Rückstellelement ist durch Überwindung einer Rückstellkraft elastisch verformbar, wobei die Rückstellkraft das Element in seine Ausgangslage rückstellt, sobald das Element nicht mehr mit einer externen Kraft beaufschlagt wird. Bei der Feder kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder oder jede beliebige andere Feder handeln. Anstelle oder zusätzlich zu der Feder kann beispielsweise ein Gummielement als Rückstellelement vorgesehen sein
Die Zentriereinrichtung ist dabei ausgebildet ist, dass die Zentrierhülse, bei bestimmungsgemäßer Montage der Zentriereinrichtung an dem Schrauber, die Schraubklinge des Schraubers einschließt, verdeckt beziehungsweise umhüllt, wenn die Zentriereinrichtung mit keinerlei äußerer Kräfte beaufschlagt wird. Insbesondere schließt die Zentrierhülse die Schraubklinge vollständig ein und schirmt sie damit von der Umgebung ab. Die Zentrierhülse ist dabei über die Lagerungseinrichtung an dem Montagekörper so angebracht, dass sie relativ zur Schraubklinge in Richtung des Montagekörpers entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements verschoben werden kann. Bewegt sich die Schraubklinge beispielsweise während eines Einschraubvorgang einer Schraube auf ein Bauteil zu, kann die Zentrierhülse durch Überwindung der Rückstellkraft des Rückstellelements ausweichen und relativ zur Schraubklinge verschoben werden.
Mittels der Zentriereinrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Schraubklinge und damit auch ein Schrauber auf einfache Art und Weise auf die zu verschraubende Schraube ausgerichtet werden. Dies ist von besonderem Wert, da die Position der zu verschraubenden Schraube sowie die Position der Schraubklinge unvermeidlichen Toleranzen unterliegen, welche durch die Zentrierhilfe der vorliegenden Erfindung kompensiert werden können. Damit ermöglicht die Zentriereinrichtung der vorliegenden Erfindung eine effiziente und automatisierte Verschraubung einer Schraube mittels eines Roboters. Wird der Endeffektor des Roboters zu einer Sollposition des Sch rauben kopfs bewegt, weicht die reale Position des Sch rauben kopfs jedoch von dieser Sollposition ab, so kann der Roboter mit der Zentrierhilfe der vorliegenden Erfindung der realen Position des Schraubenkopfs nachgeführt werden und/oder die Position des Schraubkopfes selbst korrigiert werden, um auch in derartigen Situationen eine ordnungsgemäße Verschraubung zu gewährleisten. Darüber hinaus wird mit Hilfe der Zentrierhilfe der vorliegenden Erfindung eine automatisierte Verschraubung durch einen Schrauber, der eine spitze und harte Schraubklinge aufweist, mittels eines kollaborativen Roboters ermöglicht. Die Zentrierhülse schirmt die für den Menschen gefährliche Schraubklinge nämlich nach außen hin ab, um so eine Verletzung von Menschen, die neben dem kollaborativen Roboter arbeiten, zu vermeiden. Die Zentrierhülse kann eine Auflagefläche zum Aufliegen auf einem Bauteil aufweisen, in welches die Schraube zu schrauben ist. Die Auflagefläche ist insbesondere eine ebene Fläche, kann aber auch Krümmungen aufweisen. Indem die Zentrierhülse auf dem Bauteil aufliegt, kann der Schraubvorgang vollständig innerhalb der Zentrierhülse und damit abgeschirmt ausgeführt werden. Dies erhöht die Arbeitssicherheit.
An die Auflagefläche der Zentrierhülse kann sich ein in das Innere der Hülse verlaufendes Führungsprofil, beispielsweise eine Fase, anschließen. Hier ist auch ein Radius oder eine sonstige Führungshilfe denkbar. Wird die Zentrierhülse auf die zu verschraubende Schraube zugeführt und befinden sich die beiden Teile nicht in Koaxialität, so kann die Zentrierhülse und damit die Zentriereinrichtung mittels des Führungsprofils dem Schraubenkopf nachgeführt werden, um so eine Koaxialität von Schraube und Schraubklinge herzustellen.
Die Zentrierhülse kann einen die Auflagefläche ausbildenden Hülsenabschnitt aufweisen, der in einer Draufsicht auf die Auflagefläche eine Ringsegmentform aufweist. Die Auflagefläche kann an einer Unterseite des Hülsenabschnitts ausgebildet sein. Unter einer Draufsicht auf die Auflagefläche wird eine Ansicht in Richtung eines Normalvektors auf die Auflagefläche verstanden. Bevorzugt erstreckt sich der Ringsegmentabschnitt über einen Winkel zwischen 200° und 330°, ferner bevorzugt über einen Winkel zwischen 250° und 300°, insbesondere über einen Winkel von etwa 270°. Mittels solch einer Aussparung in der Zentrierhülse in Umfangsrichtung kann ein näheres Heranführen der Zentriereinrichtung an ein Bauteil neben einer zu verschraubenden Schraube ermöglicht werden. Insbesondere ist ein näheres Heranführen als bei einer vollständig kreissymmetrischen Ausgestaltung der Zentrierhülse möglich. Dies erhöhte die Einsatzvariabilität der Zentriereinrichtung.
Der Montagekörper kann zumindest abschnittweise als Hohlkegel zum Aufnehmen des Schraubers darin ausgebildet sei, wobei die Lagerungseinrichtung im Bereich der Kegelspitze an dem Montagekörper angebracht ist. Der Montagekörper läuft damit konisch auf die Lagerungseinrichtung und die daran angebrachte Zentrierhülse zu. Dieser konische Verlauf erlaubt wiederum ein näheres Heranführen der Zentriereinrichtung an Bauteile, die sich neben der zu verschraubenden Schraube befinden.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist die Lagerungseinrichtung eine Vielzahl von Hubstangen mit daran vorgesehenen Druckfedern auf, die koaxial zur Schraubklinge des Schraubers angeordnet sind, wenn die Zentriereinrichtung bestimmungsgemäß an dem Schrauber montiert ist. So wird eine besonders kompakte Zentriereinrichtung bereitgestellt. Die Aufhängung der Zentrierhülse an mehreren Hubstangen resultiert ferner in einer hohen Stabilität mit geringem Wartungsaufwand.
Die Zentriereinrichtung kann eine Roboterschnittstelle aufweisen, über welche sie an einem Endeffektor eines Roboters angebracht werden kann. Der Endeffektor ist das letzte Element der kinematischen Kette des Roboters. Insbesondere kann es sich um eine normierte Schnittstelle handeln. Die Schnittstelle kann ein lösbares Einwechseln der Zentriereinrichtung ermöglichen. Bevorzugt handelt es sich bei der Roboterschnittstelle um eine Schnittstelle zum Anbringen der Zentriereinrichtung an einem kollaborativen Roboter.
Die Zentriereinrichtung kann einen Lagerungsabschnitt und einen relativ dazu verschiebbaren Verschiebungsabschnitt aufweisen. Der Verschiebungsabschnitt und der Lagerungsabschnitt können koaxial zueinander angeordnet sein. Der Verschiebungsabschnitt und/oder der Lagerungsabschnitt können als Hülse ausgebildet sein. Der Verschiebungsabschnitt kann radial innerhalb des Lagerungsabschnitt angeordnet sein. Die Zentrierhülse kann mit dem Verschiebungsabschnitt fest verbindbar sein. Hierfür kann die Zentrierhülse direkt oder über weitere Bauteile an dem Verschiebungsabschnitt angebracht werden. Im Rahmen einer Ausführungsform ist die Zentrierhülse im montierten Zustand während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Zentriereinrichtung nicht relativ zum Verschiebungsabschnitt verstellbar. Das Rückstellelement kann sich an dem Lagerungsabschnitt und dem Verschiebungsabschnitt abstützen, um so eine translatorische Verschiebbarkeit des Verschiebungsabschnitts relativ zum Lagerungsabschnitt entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements bereitzustellen. Im Rahmen einer Ausführungsform ist lediglich ein einziges Rückstellelement, beispielsweise eine einzige Druckfeder vorgesehen. So kann eine Zentriereinrichtung mit geringer Komplexität und hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.
Der Lagerungsabschnitt kann eine Führungsfläche und der Verschiebungsabschnitt einen an der Führungsfläche anliegenden Führungsabschnitt ausbilden. Beispielsweise kann die Führungsfläche eine ringförmige Innenfläche einer Lagerungshülse und der Führungsabschnitt eine Mantelfläche eines zylinderförmigen Führungsabschnitts des Verschiebungsabschnitts sein. Die Führungsfläche und der Führungsabschnitt können einen flächigen Kontakt zum Führen einer translatorischen Relativbewegung beider Bauteile ausbilden. Durch das Bereitstellen des flächigen Führungskontakts wird eine hohe Führungsstabilität und damit eine besonders robuste Zentriereinrichtung bereitgestellt.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schraubsystem mit einem Schrauber, der eine Schraubklinge zum Verschrauben einer Schraube in einem Bauteil aufweist, und einer Zentriereinrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Zentriereinrichtung ist dabei an dem Schrauber mittels des Montagekörpers so angebracht, dass die Schraubklinge in der Zentrierhülse angeordnet ist. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale sowie deren Vorteile wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Das Schraubsystem kann ferner eine Roboterschnittstelle aufweisen, die an dem Schrauber vorgesehen sein kann. Die Roboterschnittstelle kann gemäß den obigen Ausführungen ausgebildet sein. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf einen Roboter zum Verschrauben einer Schraube in einem Bauteil. Der Roboter ist insbesondere ein kollaborativer Roboter und umfasst einem Endeffektor. Wie eingangs ausgeführt, handelt es sich bei einem kollaborativen Roboter um einen Roboter, der neben Menschen arbeiten kann und nicht mit Schutzeinrichtungen von diesen getrennt werden muss. Hierzu kann der Roboter beispielsweise Sensorik zur Kollisionsvermeidung aufweisen und/oder lediglich Bewegungen mit eingeschränkter Dynamik und Kraft ausführen. Der Roboter umfasst ferner ein Schraubsystem gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, das eine Roboterschnittstelle aufweist, über welche das Schraubsystem an dem Endeffektor anbringbar ist. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale sowie deren Vorteile wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der Roboter kann eine Robotersteuerung aufweisen, die eingerichtet ist, um den Roboter so zu steuern, dass die Schraubklinge mittels der Zentriereinrichtung vollautomatisch auf eine zu verschraubende Schraube zentriert wird, wenn der Schraubenkopf der Schraube und/oder die Position des Endeffektors von einer Sollposition abweicht. Insbesondere ist die Robotersteuerung bevorzugt ferner eingerichtet, um eine Schraubersteuerung, die bevorzugt separat von der Robotersteuerung vorgesehen ist, so zu steuern, dass die zu verschraubende Schraube nach erfolgter Zentrierung von Schraubklinge und Schraube durch den Schrauber vollautomatisch eingeschraubt wird. Der gesamte Zentrierungs- und Einschraubvorgang kann mit der vorliegenden Erfindung losgelöst von einem Menschen durch den Roboter realisiert werden. Wie oben ausgeführt, ermöglicht die Zentriereinrichtung der vorliegenden Erfindung dabei auch einen Einsatz dieses Verschraubungssystems an einem kollaborativen Roboter.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt schematisch einen kollaborativen Roboter in einer perspektivischen Ansicht, an dessen Endeffektor ein Schraubsystem mit einer Zentriereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
Fig. 2 zeigt den Abschnitt A des Roboters aus Fig. 1 in einer Detailansicht. Fig. 3 zeigt den Abschnitt B des Schraubsystems des Roboters aus Fig. 1 in einer Detailansicht. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht von unten auf die Zentrierhülse des Schraubsystems aus Fig. 3.
Fig. 5 zeigt schematisch den kollaborativen Roboter aus Fig. 1 in einer Seitenansicht. Fig. 6 zeigt das Schraubsystem des kollaborativen Roboters in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C in Fig. 5.
Fig. 7 zeigt den Abschnitt Fl aus Fig. 6 in einer Detailansicht. Fig. 8 zeigt ein Schraubsystem in einer perspektivischen Ansicht zur Montage an dem in Figs. 1 und 5 gezeigten kollaborativen Roboter gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 zeigt das Schraubsystem aus Fig. 8 in einer weiteren perspektivischen Ansicht.
Fig. 10 zeigt den Abschnitt J des Schraubsystems aus Figs. 8 und 9 in einer Detailansicht.
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht durch den Abschnitt J des Schraubsystems aus Fig. 10 entlang der Schnittlinie K-K.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen
Fig. 1 zeigt einen kollaborativen Roboter 1 mit einem Schraubsystem 2 in einer perspektivischen Ansicht. Dieser kollaborative Roboter 1 ist in Fig. 5 in einer Seitenansicht dargestellt. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Roboter 1 um einen 7-Achsrobotor mit serieller Kinematik. Insbesondere lässt sich mit dem 7-Achsroboter jeder Punkt im Arbeitsraum mit beliebiger Orientierung erreichen. Alternativ sind hier jedoch auch Roboter mit einer geringeren oder höheren Achsenanzahl und/oder mit paralleler Kinematik denkbar.
Der kollaborative Roboter 1 umfasst einen Robotersockel 3, über den der Roboter 1 beispielsweise auf einem Arbeitstisch (nicht gezeigt) montiert werden kann. Ein erstes Armglied 4 ist auf dem Robotersockel 3 fest und nicht beweglich angebracht. Mit dem ersten Armglied 4 ist ein zweiten Armglied 5 drehbar über ein Gelenk 6 verbunden. Das zweite Armglied 5 ist über ein zweites Gelenk 7 mit einem dritten Armglied 8 verbunden, welches wiederum über ein drittes Gelenk 9 mit einem vierten Armglied 10 verbunden ist. Das vierte Armglied 10 ist über ein viertes Gelenk 11 mit einem fünften Armglied 12 verbunden. Das fünfte Armglied 12 ist über ein fünftes Gelenk 13 mit einem sechsten Armglied 14 verbunden. Das sechste Armglied 14 ist über ein sechstes Gelenk 15 mit einem siebten Armglied 16 verbunden, welches wiederum über ein siebtes Gelenk 17 mit dem Endeffektor 18 verbunden ist. Der Endeffektor 18 umfasst eine Schnittstelle 19 für an dem Roboter 1 zu montierende Peripheriegeräte. Insbesondere handelt es sich bei der Schnittstelle 19 um eine normierte Roboterschnittstelle.
Die Gelenke 6, 9, 13 und 17 sind dabei jeweils so ausgebildet, dass sie eine schraubenartige Verdrehung der über das jeweilige Gelenk verbundenen Armglieder
(ohne translatorische Verschiebung der Glieder zueinander) erlauben. Die Gelenke 7, 11 und 15 sind hingegen jeweils als Knickgelenke ausgebildet, um ein schanierartiges Verschwenken der über das Gelenk verbundenen Glieder zueinander zu ermöglichen. Jedes Gelenk 6, 7, 9, 11 , 13, 15 und 17 des kollaborativen Roboters 1 umfasst einen eigenen Antrieb (nicht gezeigt) zum Antreiben der Relativbewegung zwischen den über das jeweilige Gelenk verbundenen Armgliedern. Die einzelnen Antriebe der Gelenke sind jeweils über eine Robotersteuerung 20 steuerbar. Ferner weist jedes der Gelenke 6, 7, 9, 11 , 13, 15 und 17 des kollaborativen Roboters eine Sensoreinrichtung (nicht gezeigt) auf, die ebenfalls mit der Robotersteuerung 20 elektrisch verbunden ist. Die Sensoreinrichtungen erfassen jeweils eine durch den Roboter auf ein externes Objekt, beispielsweise einen Menschen, ausgeübte Kraft. Überschreitet diese Kraft einen Schwellenwert, bei dem die Gefahr einer Objektbeschädigung und/oder Verletzung des Menschen besteht, ist der kollaborative Roboter, insbesondere die Robotersteuerung, eingerichtet, um den Roboter als Ganzes oder zumindest einzelne Einrichtungen, beispielsweise einen oder mehrere Antriebe der Gelenke, zu bremsen und/oder abzuschalten. Anstatt oder zusätzlich zu den Sensoren in den Gelenken des Roboters können auch andere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise kontaktlose Sensoren, wie kapazitive und/oder induktive Sensoren, mit denen eine gefährliche Kollision des Roboters 1 mit einem Objekt und/oder einem Menschen verhindert werden kann.
Der kollaborative Roboter 1 umfasst ein Schraubsystem 2, das an der Schnittstelle für Peripheriegeräte 19 des kollaborativen Roboters 1 einwechselbar montiert werden kann. Wie beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich, umfasst das Schraubsystem 2 eine Zentriereinrichtung 21 und einen Schrauber 22. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schrauber 22 ein elektrischer Schrauber, wobei hier auch ein hydraulischer oder sonstiger Schrauber denkbar ist. Mittels des Schraubers 22 lassen sich Schrauben automatisiert in ein Bauteil hineindrehen. Der Schrauber 22 umfasst eine Schraubklinge 23, die beispielsweise in Figs. 4 und 7 zu sehen ist, zum Eingreifen in den Schraubenkopf einer zu verschraubenden Schraube. Die Schraubklinge 23 ist durch den Schrauber 22 drehbar und kann als auswechselbares Bit ausgebildet sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schraubklinge 23 als Sechskant zum Eingreifen in einen Schraubenkopf mit einem Innensechskant ausgebildet. Hier ist auch eine Ausbildung zum Eingreifen in einen beliebigen anderen Schraubenkopf denkbar. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schrauber 22 im Wesentlichen rotationssymmetrisch in Bezug auf die Rotationsachse der Schraubklinge 23 ausgebildet und weist eine längliche Form auf.
Der Schrauber 22 umfasst eine eigene Schraubersteuerung 24, die in Figs. 1 und 5 zu sehen und als separates Bauteil ausgebildet ist. Alternativ kann die Schraubersteuerung 24 auch in die Robotersteuerung 20 integriert sein, sodass lediglich ein einziges Steuerungsmoduls bereitgestellt wird. Mittels der Schraubersteuerung 24 kann beispielsweise erkannt werden, ob ein Eingriff zwischen Schraubklinge 23 und zu verschraubender Schraube vorliegt. Ebenso kann das auf die zu verschraubende Schraube aufgebrachte Drehmoment überwacht und gesteuert werden. Ferner kann erfasst werden, ob eine Schraube vollständig in ein Bauteil eingeschraubt ist. Darüber hinaus ist die Schraubsteuerung eingerichtet, um beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen während des Einschrauben für eine oder mehrere zu verschraubende Schauben zu überwachen und zu speichern. Auch eine Schraubhistorie von den mit dem Schrauber 22 verschraubten Schrauben, in welcher beispielsweise einer, mehrere oder alle der oben beschriebenen Parameter in Kombination mit der jeweiligen Schraube dokumentiert werden, kann durch die Schraubersteuerung 24 bereitgestellt werden.
Der kollaborative Roboter 1 der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, um den Schrauber 22, insbesondere die Schraubersteuerung 24, über die Robotersteuerung 20 zu steuern. Folglich ist mit dem kollaborativen Roboter 1 das Durchführen von Schraubvorgängen vollständig automatisiert ohne menschlichen Eingriff möglich. Hierfür weist die Schraubersteuerung 24 eine Steuerungsschnittstelle 25 auf, die mit einer Schrauberschnittstelle 26 der Robotersteuerung 20 verbunden ist. Die Zentriereinrichtung 21 des Schraubsystems 2 umfasst einen Montagekörper, der einen Verbindungsflansch 27 und ein Verkleidungsstück 31 aufweist, wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich. Der Verbindungsflansch 27 umfasst eine ringförmige Schrauberaufnahme 28, von der aus sich ein Anschlussarm 29 wegerstreckt. Die Schrauberaufnahme 28 ist ausgebildet, um den Schrauber 22 darin aufzunehmen. Insbesondere ist die Aufnahme 28 eingerichtet, um den Schrauber 22 darin einzuklemmen. Die Schrauberaufnahme 28 kann in dieser Ausführungsform über Schrauben geöffnet werden, um die Zentriereinrichtung 21 von dem Schrauber 22 abzunehmen. Der Anschlussarm 29 weist an dessen distalen Ende eine Roboterschnittstelle 30 auf, über welche das Schraubsystem 2 in die Peripherieschnittstelle 19 des Roboters 1 eingewechselt werden kann.
Ferner umfasst der Montagekörper der Zentriereinrichtung 21 ein Verkleidungsstück 31 , das mittels einer Verschraubung an der Unterseite der Schrauberaufnahme 28 angebracht ist, also auf einer der Roboterschnittstelle 30 abgewandten Seite. Das Verkleidungsstück 31 weist im Anschlussbereich an die Schrauberaufnahme 28 einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser wie diese auf, um so einen kontinuierlichen Übergang von der Schrauberaufnahme 28 auf das Verkleidungsstück 31 zu realisieren. Da das Verkleidungsstück 31 in Form eines Hohlkegels ausgebildet ist, läuft dieses von der Schrauberaufnahme 28 konisch nach unten hin zu. Im Bereich der Kegelspitze weist das Verkleidungsstück 31 eine Öffnung 32 auf, wie in der vergrößerten Schnittdarstellung von Fig. 7 zu sehen. Der Schrauber 22 ist innerhalb des Hohlkegels des Verkleidungsstücks 31 angeordnet, sodass die Schraubklinge 2 durch die Öffnung 32 aus diesem hervorsteht.
Darüber hinaus umfasst die Zentriereinrichtung 21 eine Zentrierhülse 33, die beispielsweise mittels additiver Fertigung aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt werden kann. Die Zentrierhülse 33 der vorliegenden Ausführungsform weist einen Hülsenabschnitt 34 auf, der konzentrisch zu einer Öffnung in einem plattenförmigen Basisabschnitt 35 angeordnet ist und sich von diesem wegerstreckt. Die Unterseite des Hülsenabschnitts 34 bildet eine ebene Auflagefläche 36 zum Aufliegen auf einem Bauteil aus. Ferner weist der Hülsenabschnitt 34 an der Auflagefläche 36 an dessen Innenseite eine Fase 37 auf, wie in Figs. 3 gezeigt, mittels der eine Zentrierung von der Zentrierhülse 33 und damit dem Roboter 1 und einer zu verschraubenden Schraube herbeigeführt werden kann.
Wie aus Figs. 3, 4 und 7 ersichtlich, weist der Hülsenabschnitt 34 in einer Draufsicht auf die Auflagefläche 36 eine Ringsegmentform auf, die sich in der vorliegenden Ausführungsform über einen Winkel von 270° erstreckt. Folglich umfasst der Hülsenabschnitt 34 in Umfangsrichtung eine Aussparung 38, die sich in Höhenrichtung des Hülsenabschnitts 34 von der Auflagefläche 36 bis etwa zur Hälfte der Erstreckungshöhe des Hülsenabschnitts 34 erstreckt. Durch diese Aussparung 38 wird ein näheres Heranfahren mit dem Schraubsystem 2 an Erhebungen und/oder Vorsprünge ermöglicht.
Wie insbesondere aus Figs. 3 und 7 ersichtlich, ist die Zentrierhülse 33 translatorisch verschiebbar an der Unterseite des Verkleidungsstücks 31 mittels einer Lagerungseinrichtung angebracht. Die Lagerungseinrichtung umfasst in der vorliegenden Ausführungsform vier kreisförmig und konzentrisch zur Öffnung 32 des Verkleidungsstücks 31 angeordnete Hubstangen, mittels denen der Basisabschnitt 35 der Zentrierhülse 33 an dem Verkleidungsstück 31 montiert ist. Um jede Hubstange herum ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Druckfeder 39, 40, 41 , 42 angeordnet, welche die Zentrierhülse 33 von dem Verkleidungsstück 31 in einem nicht mit Kraft beaufschlagten Zustand wegdrücken. Wird hingegen eine Kraft auf die Auflagefläche 36 des Hülsenabschnitts 34 der Zentrierhülse 33 aufgebracht, so kann diese entgegen der Federkräfte der Druckfedern 39, 40, 41 , 42 geführt durch die Hubstangen in Richtung des Verkleidungsstücks 31 verschoben werden. Der Schrauber 22 und die Zentriereinrichtung 21 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Schraubklinge 23 konzentrisch zum Hülsenabschnitt 34 verläuft, in einem nicht mit externer Kraft beaufschlagen Zustand, vollständig innerhalb des Hülsenabschnitts 34 angeordnet ist und nicht über die Auflagefläche 36 hinausragt. Die Zentrierhülse 33 dient folglich als Schutzeinrichtung, um einen Menschen vor Verletzungen durch die Schraubklinge 23 zu schützen. Wird hingegen eine Kraft auf die Auflagefläche 36 aufgebracht, kann die Zentrierhülse 33 entgegen der Federkräfte in Richtung des Montagekörpers, also des Verkleidungsstücks 31 und des Verbindungsflansches 27 verschoben werden, um so beispielsweise eine Annährung der Schraubklinge 23 an ein Bauteil während eines Einschraubvorgangs zu ermöglichen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Federn 39, 40, 41 , 42 dabei so an den kollaborativen Roboter 1 , insbesondere an die Sensoreinrichtungen in den einzelnen Antrieben der Gelenke 6, 7, 9, 11 , 13, 15 und 17 und an die Robotersteuerung 20, angepasst, dass eine Verletzung eines Menschen durch die verhältnismäßig spitze Schraubklinge 23 verhindert werden kann, ohne das spezifische Anpassungen in der Sensitivität des kollaborativen Roboters an das am Endeffektor 18 montierte Schraubsystem 2 erforderlich sind. Soll mittels des kollaborativen Roboters 1 der vorliegenden Erfindung eine Schraube in ein Bauteil geschraubt werden, wird der Endeffektor mit dem daran angebracht Schraubsystem 2 durch die Robotersteuerung 20 so verstellt, dass die Schraubklinge 23 an der Sollposition des Schraubkopfs angeordnet ist. Anschließend wird die Zentriereinrichtung 21 durch die Robotersteuerung 20 auf den Schraubkopf abgesenkt, sodass die Fase 37 bei einer Abweichung des Schraubkopfs von der Sollposition mit diesem in Eingriff gerät. Durch ein weiteres Absenken der Zentriereinrichtung 21 führt die Fase 37 der Zentriereinrichtung 21 den Roboter 1 nach, um Koaxialität zwischen der Schraubklinge 23 und dem Schraubkopf herzustellen. Sobald diese vorliegt, steuert die Robotersteuerung 20 die Schraubersteuerung 24 derart, dass mittels des Schraubers 22 die Schraube innerhalb der Zentrierhülse 33 in das Bauteil eingeschraubt wird. Mit steigender Einschraubtiefe wird der Roboter 1 der Schraube nachgeführt. Dies kann erfolgen, indem ein entsprechender Nachführbefehl von der Schraubersteuerung 24 an die Robotersteuerung 20 übermittelt wird. Die Zentrierhülse 33 wird dabei entgegen der Federkräfte der Lagerungseinrichtung zum Montagekörper hin translatorisch verschoben.
Figs. 8 und 9 zeigen ein Schraubsystem 200 zur Montage an dem in Figs. 1 und 5 gezeigten kollaborativen Roboter 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede, ist das Schraubsystem 200 gemäß dem unter Bezugnahme auf Figs. 1 - 7 beschriebenen Schraubsystem 2 ausgebildet. Der Roboter 1 kann im Rahmen einer Ausführungsform ausgebildet und eingerichtet sein, um mit dem unter Bezugnahme auf Figs. 8 und 9 beschriebenen Schraubsystem 200 so betrieben zu werden, wie es im Zusammenhang mit dem unter Bezugnahme auf Figs. 1 -7 beschriebenen Schraubsystem 2 beschrieben wurde.
Das Schraubsystem 200 weist eine Zentriereinrichtung 210 und einen Schrauber 220 auf. Der Schrauber 220 weist eine im Wesentlichen längliche Form mit einem Befestigungsabschnitt 221 auf, der von dem Schrauber 220 seitlich hervorragt. Der Befestigungsabschnitt 221 kann integral mit dem sonstigen Schrauber 200 ausgebildet sein. An einer distalen Stirnfläche 222 des Befestigungsabschnitts 221 kann ein Anschlussarm 290 vorgesehen sein. Der Anschlussarm 290 kann einen Flansch 291 aufweisen, der insbesondere über eine Schraubverbindung, beispielsweise mittels vier Schrauben, mit der Stirnfläche 222 des Befestigungsabschnitts 221 lösbar verbunden sein kann. Der Anschlussarm 290 weist an dessen distalen Ende, also an einem dem Flansch 291 abgewandten Ende, eine Roboterschnittstelle 300 auf, die gemäß der oben in Verbindung mit Figs. 1 -7 beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sein kann. Der Schrauber 220 weist an seinem distalen Ende, also dem unteren Ende in Figs. 8 und 9, eine Schnittstelle 223 zum Einwechseln von der im Folgenden beschriebenen Zentriereinrichtung 210 auf. Die Schnittstelle 223 kann so ausgebildet sein, dass die Zentriereinrichtung 210 mittels eines Gewindes in die Schnittstelle 223 eingeschraubt werden kann. Insbesondere kann die Schnittstelle 223 hierfür ein Außengewinde bereitstellen. Im sonstigen kann der Schrauber 220 gemäß der unter Bezugnahme auf Figs. 1 -7 beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sein.
Fig. 10 zeigt den unteren Bereich J in Figs. 8 und 9 und damit die Zentriereinrichtung 210 im Detail. Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht durch die Zentriereinrichtung 210 entlang der Schnittlinie K-K. Die Zentriereinrichtung 210 weist einen Montagekörper
270 auf, welcher im Wesentlichen hülsenartig ausgebildet und an einem Ende der Zentriereinrichtung 210 vorgesehen ist. Der Montagekörper 270 weist ein Innengewinde 279 auf (siehe Fig. 11 ), über welches die Zentriereinrichtung 210 auf das Außengewinde der Schnittstelle 223 des Schraubers 220 aufgeschraubt werden kann. Ferner umfasst die Zentriereinrichtung 210 einen hülsenförmigen Lagerungsabschnitt 271 , der fest und damit nicht verschiebbar an dem Montagekörper 270 vorgesehen, beispielweise befestigt ist. Der Lagerungsabschnitt 271 ist koaxial zum Montagekörper 270 und radial innerhalb desselben vorgesehen. Der hülsenförmige Lagerungsabschnitts 271 bildet auf seiner radialen Innenfläche eine Führungsfläche 272 aus, die beispielsweise kreisringförmig ausgebildet sein kann. Vorliegend ist die Führungsfläche 272 an dem Ende des Lagerungsabschnitts 271 ausgebildet, welches dem Montagekörper 270 abgewandt ist. Die Führungsfläche 272 ist in der vorliegenden Ausführungsform mit einem geringeren Durchmesser als die sonstige radiale Innenfläche des Lagerungsabschnitts
271 ausgebildet, sodass ein Absatz zwischen diesen vorgesehen ist. Die Führungsfläche 272 kann eine Längserstreckung, also eine Erstreckung in Richtung der Symmetrieachse des Bauteils, aufweisen, welche weniger als 20%, insbesondere weniger als 15% jedoch mehr als 10% der gesamten Längserstreckung des Lagerungsabschnitts 271 betragen kann.
Koaxial zu und radial innerhalb des hülsenförmigen Lagerungsabschnitts 271 ist ein Verschiebungsabschnitt, vorliegend eine Verschiebungshülse 273 angeordnet, die translatorisch verschiebbar zu dem hülsenförmigen Lagerungsabschnitt 271 vorgesehen ist. Hierfür weist die Verschiebungshülse 273 einen zylinderförmigen Führungsabschnitt 274 auf, dessen radiale Außenfläche mit der inneren Führungsfläche 272 des Lagerungsabschnitts 271 zum Führen der translatorischen Relativbewegung beider Bauteile 271 , 273 in Eingriff ist. An dem Ende, welches dem Montagekörper 270 zugewandt ist, weist die Verschiebungshülse 273 einen Kopfabschnitt auf, der einen größeren Außendurchmesser als der Führungsabschnitt 274 aufweist. Der Kopfabschnitt kann durch die oben beschriebene sonstige radiale Innenfläche des Lagerungsabschnitts 271 geführt und durch den Absatz in seiner axialen Verschiebung beschränkt werden. Der Kopfabschnitt kann eine Längserstreckung, also eine Erstreckung in Richtung der Symmetrieachse des Bauteils, aufweisen, welche mehr als 10%, insbesondere mehr als 15% der gesamten Längserstreckung der Verschiebungshülse 273 betragen kann. Ferner umfasst die Verschiebungshülse 273 eine nicht gezeigt Nut, die in Richtung der Symmetrieachse der Zentriereinrichtung 210 verläuft. In der Nut ist ein an dem Lagerungsabschnitt 271 vorgesehener und nicht gezeigter Bolzen vorgesehen, um eine Relativdrehung beider Bauteile zu unterbinden.
Darüber hinaus weist die Zentriereinrichtung 210 eine Lagerungseinrichtung mit einem Rückstellelement 390 auf, das vorliegend als Spiral-Druckfeder ausgebildet ist. Die Feder 390 stützt sich an einem Ende an dem Lagerungsabschnitt 271 und an dem anderen Ende an der Verschiebungshülse 273 ab. Ferner weist die Feder 390 einen Durchmesser auf, sodass sie im Wesentlichen an der radialen Innenfläche der Verschiebungshülse 273 oberhalb der Führungsfläche 272 anliegt und damit die Schraubklinge des Schraubers 220 (nicht gezeigt) radial innerhalb der Feder 390 angeordnet sein kann.
Darüber hinaus weist die Verschiebungshülse 273 der Zentriereinrichtung 210 an dem Ende, welches dem Montagekörper 270 abgewandt ist, eine Schnittstelle 275 auf, die vorliegend als Innengewinde, beispielsweise als Links-Gewinde, ausgebildet ist. Die Zentriereinrichtung 210 umfasst ferner eine Zentrierhülse 330, die mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede wie die Zentrierhülse 33 der vorherigen Ausführungsform ausgebildet ist. Im Unterschied zu der Zentrierhülse 33 weist die Zentrierhülse 330 an dem der Auflagefläche 36 abgewandten Ende eine Schnittstelle 331 , die vorliegend als Außengewinde ausgebildet ist, zum Einwechseln der Zentrierhülse 330 in die Schnittstelle 275 der Verschiebungshülse 273 auf. Die Zentrierhülse 330 ist im montierten Zustand relativ zur Verschiebungshülse 273 translatorisch nicht verschiebbar. Die einzelnen Bauteile des Schraubsystems 200 sind dabei aufeinander und auf den Roboter 1 entsprechend den Ausführungen im Zusammenhang mit der in Figs. 1 -7 beschriebenen Ausführungsform abgestimmt. Ferner kann mittels des Roboters 1 und des Schraubsystems 200 eine Schraube gemäß obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der in Figs. 1 -7 beschriebenen Ausführungsform in ein Bauteil eingeschraubt werden.

Claims

Ansprüche
1 . Zentriereinrichtung (21 ; 210) für einen Schrauber (22; 220) mit einer Schraubklinge (23), insbesondere für einen elektrischen und/oder hydraulischen Schrauber, zum Zentrieren der Schraubklinge (23) des Schraubers (22; 220) auf eine zu verschraubende Schraube, wobei die Zentriereinrichtung (21 ; 210) aufweist einen Montagekörper (27, 31 ; 270) zum Montieren der Zentriereinrichtung (21 ; 210) an dem Schrauber (22; 220); eine Zentrierhülse (33; 330) zum darin Aufnehmen der zu verschraubenden Schraube; und eine Lagerungseinrichtung mit einem Rückstellelement (39; 40; 41 ; 42; 390), insbesondere einer Feder, mittels welcher die Zentrierhülse (33; 330) an dem Montagekörper (27, 31 ; 270) angebracht ist; wobei die Zentriereinrichtung (21 ; 210) so ausgebildet ist, dass die Zentrierhülse (33; 330), bei bestimmungsgemäßer Montage der Zentriereinrichtung (21 ; 210) an dem Schrauber (22; 220), die Schraubklinge (23) des Schraubers (22; 220) einschließt, insbesondere vollständig einschließt, und relativ zur Schraubklinge (23) in Richtung des Montagekörpers (27, 31 ; 270) entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements (39; 40; 41 ; 42; 390) verschoben werden kann.
2. Zentriereinrichtung (21 ; 210) nach Anspruch 1 , wobei die Zentrierhülse (33;
330) eine Auflagefläche (36) zum Aufliegen auf einem Bauteil aufweist, in welches die Schraube zu schrauben ist.
3. Zentriereinrichtung (21 ; 210) nach Anspruch 2, wobei sich an die Auflagefläche (36) der Zentrierhülse (33; 330) eine in das Innere der Hülse (33) verlaufendes Führungsprofil (37), insbesondere eine Fase, anschließt, über welches die zu verschraubende Schraube und die Schraubklinge (23) des Schraubers (22; 220) in Koaxialität geführt werden können.
4. Zentriereinrichtung (21 ; 210) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Zentrierhülse (33; 330) einen die Auflagefläche (36) ausbildenden Hülsenabschnitt (34) aufweist, der in einer Draufsicht auf die Auflagefläche (36) eine Ringsegmentform aufweist, die sich bevorzugt über einen Winkel zwischen 200° und 330°, ferner bevorzugt über einen Winkel zwischen 250° und 300°, insbesondere über einen Winkel von etwa 270° erstreckt, um so ein näheres Heranführen der Zentriereinrichtung (21 ; 210) an Bauteile zu ermöglichen.
5. Zentriereinrichtung (21 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Montagekörper (31 ) zumindest abschnittweise als Hohlkegel zum Aufnehmen des Schraubers (22) darin ausgebildet ist, wobei die Lagerungseinrichtung im Bereich der Kegelspitze an dem Montagekörper (31 ) angebracht ist.
6. Zentriereinrichtung (21 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagerungseinrichtung aus einer Vielzahl von Hubstangen mit daran vorgesehenen Druckfedern ausgebildet ist, die koaxial zur Schraubklinge (23) des Schraubers (22) angeordnet sind, wenn die Zentriereinrichtung (21 ) bestimmungsgemäß an dem Schrauber (22) montiert ist.
7. Zentriereinrichtung (21 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Roboterschnittstelle (30), die insbesondere eine normierte Schnittstelle ist, zum Anbringen der Zentriereinrichtung (21 ) an einem Roboter (1 ), insbesondere an einem kollaborativen Roboter.
8. Zentriereinrichtung (210) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem
Lagerungsabschnitt (271 ) und einem relativ dazu verschiebbaren
Verschiebungsabschnitt (273), wobei sich die Zentrierhülse (330) fest mit dem Verschiebungsabschnitt (273) verbinden lässt und sich das Rückstellelement (390) an dem Lagerungsabschnitt (271 ) sowie dem Verschiebungsabschnitt (273) abstützt, um so eine translatorische Verschiebbarkeit des Verschiebungsabschnitt (273) relativ zum Lagerungsabschnitt (271 ) entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements (390) bereitzustellen.
9. Zentriereinrichtung (210) nach Anspruch 8, wobei der Lagerungsabschnitt (271 ) eine Führungsfläche (272) und der Verschiebungsabschnitt (273) einen an der Führungsfläche (272) anliegenden Führungsabschnitt (274) ausbilden, um so einen flächigen Kontakt zwischen beiden Bauteilen zum Führen der translatorischen Bewegung bereitzustellen.
10. Schraubsystem (2; 200) mit einem Schrauber (22; 220), insbesondere einem elektrischen und/oder hydraulischen Schrauber, der eine Schraubklinge (23) zum Verschrauben einer Schraube in einem Bauteil aufweist, und einer Zentriereinrichtung (21 ; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentriereinrichtung (21 ; 210) an dem Schrauber (22; 220) mittels des Montagekörpers (27, 31 ; 270) so angebracht ist, dass die Schraubklinge (23) in der Zentrierhülse (33; 330) angeordnet ist.
11. Schaubsystem (200) nach Anspruch 10, ferner mit einer Roboterschnittstelle (300), die insbesondere eine normierte Schnittstelle ist, zum Anbringen des Schraubsystems (200) an einem Roboter (1 ), insbesondere an einem kollaborativen Roboter.
12. Roboter (1 ), insbesondere kollaborativer Roboter, zum Verschrauben einer Schraube in einem Bauteil, aufweisend einen Endeffektor (18); und ein Schraubsystem (2; 200) nach Anspruch 10 oder 11 , das insbesondere eine Zentriereinrichtung (21 ) nach Anspruch 7 aufweist, wobei das Schaubsystem (2; 200), insbesondere die Zentriereinrichtung (21 ; 210), über eine Roboterschnittstelle (30; 300) an dem Endeffektor (18) anbringbar ist.
13. Roboter (1 ) nach Anspruch 12, ferner mit einer Robotersteuerung (20), die eingerichtet ist, um den Roboter (1 ) so zu steuern, dass die Schraubklinge (23) mittels der Zentriereinrichtung (21 ; 210) vollautomatisch auf eine zu verschraubende Schraube zentriert wird, wobei die Robotersteuerung (20) bevorzugt ferner eingerichtet ist, um eine Schraubersteuerung (24), die bevorzugt separat von der Robotersteuerung (20) vorgesehen ist, so zu steuern, dass die zu verschraubende Schraube nach erfolgter Zentrierung von Schraubklinge (23) und Schraube durch den Schrauber (22; 220) vollautomatisch eingeschraubt wird.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4052868A1 (de) * 2021-02-15 2022-09-07 Stöger Automation GmbH Automatisches schraubsystem zum verbinden von bauteilen
DE102022206504A1 (de) 2022-06-28 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme und zum Setzen einer Schraube

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4922436A (en) * 1988-05-26 1990-05-01 Gmf Robotics Corporation Method and system for the automated driving of parts and device used therein
DE10354079B4 (de) 2003-11-19 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum automatisierten Festziehen einer Verschraubung an einem Bauteil und geeignetes Industrierobotersystem
US8544369B2 (en) * 2010-06-30 2013-10-01 Simpson Strong-Tie Company, Inc. Autofeed screwdriving tool
DE102010048776A1 (de) * 2010-10-18 2012-04-19 Sfs Intec Holding Ag Schraubenhalterung
DE102013212887B4 (de) 2012-10-08 2019-08-01 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Steuern einer Robotereinrichtung,Robotereinrichtung, Computerprogrammprodukt und Regler
US9656391B2 (en) 2014-08-20 2017-05-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Robotic end effector for plug installation
DE202015105516U1 (de) * 2015-10-19 2015-11-09 Mijy-Land Industrial Co., Ltd. Magnetschwebeschraubengreifklaue für automatische Schraubendreher
DE102016011252A1 (de) * 2016-09-16 2018-03-22 Hendrik Zimmer Zubehörteil für ein Schraubwerkzeug
DE102017118985B4 (de) 2017-04-23 2019-10-02 Franka Emika Gmbh Schraubvorrichtung

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