EP4713167A1 - Automatische schraubvorrichtung und roboterwerkzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Schraubvorrichtung (1) zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben (2) in Werkstücke, unter anderem aufweisend eine Fördereinrichtung (10), die wenigstens eine Förderklinke (11.1, 11.2) aufweist, welche zwischen einer Vorschubstellung und einer Rückzugsstellung entlang der Vorschubrichtung (V) in wiederholenden Takten vor und zurück bewegbar angetrieben gelagert ist, wobei die Förderklinke (11.1, 11.2) eine Kontaktfläche (12.1, 12.2) aufweist, welche ausgebildet ist zum Anliegen an einer der Ladeschraube (2a) nachfolgenden Transportschraube (2b) des Gurtes (8), um den Gurt (8) innerhalb eines Taktes in Vorschubrichtung (V) um einen Schraubenabstand (A) zu fördern, und die Fördereinrichtung (10) wenigstens eine Anschlagsklinke (13.1, 13.2) aufweist, welche ausgebildet ist, die Ladeschraube (2a) in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits (6) zu halten, wenn der von der Förderklinke (11.1, 11.2) transportierte Gurt (8) die Ladeschraube (2a) gegen die Anschlagsklinke (13.1, 13.2) drückt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Roboterwerkzeug (28) mit solchen automatischen Schraubvorrichtungen (1).

Description

Automatische Schraubvorrichtung und Roboterwerkzeug

Die Erfindung betri f ft eine automatische Schraubvorrichtung zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben in Werkstücke , aufweisend einen Motor mit einer Motorwelle , an die ein Bithalter angekoppelt ist , der ein durch den Motor drehantreibbares Schraubbit trägt , das in seiner axialen Position verstellbar ist , zum automatischen Eintreiben einer an das Schraubbit angesetzten Schraube in ein Werkstück . Die Erfindung betri f ft außerdem ein Roboterwerkzeug mit mehreren solcher automatischen Schraubvorrichtungen .

Die DE 10 2012 020 172 Al beschreibt eine automatische Schraubenanziehvorrichtung, die eine Schraube von einem Schraubenzuführmechanismus zu einem Schraubenanziehmechanismus mittels eines Schraubenübertragungsmechanismus unter Verwendung von Luftansaugung des Schraubenanziehmechanismus überträgt, die die Schraube mit einem Schraubeinsatzabschnitt eines vorderen Endes des Schraubenanziehmechanismus in Eingri f f bringt und die die Schraube gegen einen vorbestimmten Schraubbereich anzieht bzw . festzieht , wobei eine Ausgabeeinheit an einem vorderen Ende eines Übertragungsschlauchs des Schraubenzuführmechanismus vorgesehen ist , ein Dreharm an der Ausgabeeinheit installiert ist , und eine Zuführungskopfeinheit an einem vorderen Ende des Dreharms installiert ist , um in engem Kontakt mit einem Schraubeinsatzabschnitt eines vorderen Endes des Schraubenanziehmechanismus gebracht zu werden, die Zuführungskopfeinheit zwischen einer engen Kontaktposition, wobei die Zuführungskopfeinheit in engem Kontakt mit dem Schraubeinsatzabschnitt des vorderen Endes des Schraubenanziehmechanismus ist , und einer Entleerungsposition bewegbar ist , wobei die Zuführungskopfeinheit entfernt von der Schraubeinsatzeinheit ist , und in der engen Kontaktposition der Schraubeinsatzabschnitt des vorderen Endes des Schraubenanziehmechanismus in Kontakt mit der Schraube gebracht wird und einen Kopf abschnitt der Schraube ansaugt , um mit der Schraube in Eingri f f gebracht zu werden .

Aufgabe der Erfindung ist es , eine automatische Schraubvorrichtung zu schaf fen, durch welche Schrauben in einer hohen Schraubleistung mit großer Prozesssicherheit in Werkstücke eingeschraubt werden können . Eine weitere Aufgabe ist es , ein Roboterwerkzeug zu schaf fen, um mehrere automatische Schraubvorrichtungen gemeinsam automatisch handhaben zu können .

Die Aufgabe wird gelöst durch eine automatische Schraubvorrichtung zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben in Werkstücke , aufweisend :

- einen Motor mit einer Motorwelle , an die ein Bithalter angekoppelt ist , der ein durch den Motor drehantreibbares Schraubbit trägt , das in seiner axialen Position verstellbar ist , zum automatischen Eintreiben einer an das Schraubbit angesetzten Schraube in ein Werkstück,

- eine Ladevorrichtung zum Zuführen eines Gurtes , an dem mehrere Schrauben in gleichmäßigen Schraubenabständen voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind, wobei die Ladevorrichtung eine Führung aufweist , an welcher die Schrauben derart geführt sind, dass eine j eweils in Vorschubrichtung vorderste Ladeschraube in eine Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits durch Vorschieben des Gurtes zuführbar ist , und wobei die Ladevorrichtung eine Fördereinrichtung aufweist , die ausgebildet ist , den Gurt innerhalb der Führung zu transportieren, und wobei

- die Fördereinrichtung wenigstens eine Förderklinke aufweist , welche zwischen einer Vorschubstellung und einer Rückzugsstellung entlang der Vorschubrichtung in wiederholenden Takten vor und zurück bewegbar angetrieben gelagert ist , wobei die Förderklinke eine Kontakt fläche aufweist , welche ausgebildet ist zum Anliegen an einer der Ladeschraube nachfolgenden Transportschraube des Gurtes , um den Gurt innerhalb eines Taktes in Vorschubrichtung um einen Schraubenabstand zu fördern, und die Fördereinrichtung wenigstens eine Anschlagsklinke aufweist , welche ausgebildet ist , die Ladeschraube in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits zu halten, wenn der von der Förderklinke transportierte Gurt die Ladeschraube gegen die Anschlagsklinke drückt .

Der Motor kann beispielsweise ein elektrischer Motor sein . Neben der Motorwelle und dem Bithalter kann der Motor bzw . eine Antriebseinheit , die den Motor umfasst , weitere Komponenten aufweisen . Die Antriebseinheit kann insoweit in Art eines an sich bekannten Trockenbauschraubers ausgebildet sein . Gegebenenfalls können handelsübliche Trockenbauschrauber zur Verwendung an einer erfindungsgemäßen automatischen Schraubvorrichtung eingesetzt werden . Dabei kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass der handelsübliche Trockenbauschrauber modi fi ziert wird, so dass er in einem vollautomatischen Betrieb, beispielswei se automatisch angesteuert von einer separaten Antriebssteuerung, angesteuert werden kann . So kann beispielsweise von dem handelsüblichen Trockenbauschrauber ein Handgri f f entfernt werden, ein manueller Ein-/Aus- Schalter und/oder gegebenenfalls ein manueller Drehrichtungsumschalter entfernt sein . Der elektrische Motor des derart modi fi zierten Trockenbauschraubers kann dann an einem höhenverstellbaren Schlitten der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung befestigt sein . Eine solche Höhenverstellbarkeit des Schlittens bezieht sich auf die Längserstreckung des Schraubbits , d . h . auf die Drehachse , um die der Motor das Schraubbit drehantreibt . Die Höhenverstellbarkeit des Schlittens bezieht sich insoweit auf eine vertikale Ausrichtung des Motors bzw . der Motorwelle , wobei das Schraubbit mit seinem Schraubprofil in diesem Fall nach unten weist .

Der Schlitten kann durch einen Linearantrieb automatisch verstellbar an einem Grundgestell der Schraubvorrichtung gelagert sein . Der Linearantrieb kann beispielsweise einen Pneumatikzylinder umfassen, welcher mit Druckluft versorgt ist , und es können elektrisch ansteuerbare Ventile vorgesehen sein, um den Pneumatikzylinder über eine Steuervorrichtung automatisch ansteuern zu können, so dass das vom Motor angetriebene Schraubbit in axialer Richtung automatisch verstellt , d . h . vorgetrieben und wieder zurückgezogen werden kann . Das Schraubbit kann in dem Bithalter auswechselbar auf genommen sein . So können j e nach Schraubengröße und Schraubenkopfprofil unterschiedliche Arten von Schraubbits wahlweise in den Bithalter eingesetzt und in Verbindung mit einem Gurt verwendet werden, der zu dem Schraubbit passende Schrauben trägt .

Der Motor treibt insofern den Bithalter und folglich das Schraubbit an, so dass eine Schraube automatisch gedreht werden kann, wenn das Schraubbit in das Schraubenkopfprofil einer Schraube eingrei ft . Mittels einer Zustellbewegung durch den Linearantrieb wird der Motor, bzw . der Bithalter und das Schraubbit vorgetrieben, so dass eine an das Schraubbit angesetzte Schraube in das Werkstück hineingetrieben wird, während der Motor und das Schraubbit die Schraube drehantreibt .

Bei der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung sollen die Schrauben, die mittels eines Gurtes verbunden sein können, automatisch zugeführt werden, so dass die Schraubvorrichtung taktweise Schrauben in ein oder mehrere Werkstücke automatisch eintreiben kann . Für ein automatisches Zuführen ist eine Ladevorrichtung und eine Fördereinrichtung vorgesehen .

Die Ladevorrichtung hält und führt die Schrauben direkt , beispielsweise indem die Schrauben an den Flächen unterhalb der Schraubenköpfe geführt werden, oder die Ladevorrichtung hält und führt den Gurt , der die Schrauben trägt . Die Schrauben werden durch das vom Motor angetriebene Schraubbit direkt aus dem Gurt heraus in das Werkstück eingetrieben . Die Schrauben werden demgemäß nicht vereinzelt dem Schraubbit zugeführt . Vielmehr wird der Gurt mittels der Ladevorrichtung entsprechend an das Schraubbit herangeführt , so das s eine vorderste Schraube an dem Gurt , die sogenannte Ladeschraube , unmittelbar unter das Schraubbit positioniert wird . Dazu weist die Ladevorrichtung eine Führung auf , an welcher der Gurt geführt ist . Die Führung kann beispielswei se zwei gegenüberliegende Leisten aufweisen, welche den Gurt von zwei gegenüberliegenden Seiten führt bzw . hält . Wenigstens eine der beiden Leisten kann einen Leistenabsatz aufweisen, an dem der Gurt sich aufsitzend abstützen kann und auf einer linearen Zuführstrecke geführt ist , so dass die Schrauben, welche an dem Gurt in gleichmäßigen Schraubenabständen voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander, vorkonfektioniert angeordnet sind, in einer Flucht mit der axialen Erstreckung des Schraubbits zugeführt werden können . In einer Vorschubstellung ist die vorderste Ladeschraube dann unmittelbar unterhalb des Schraubbits positioniert , und zwar mit dem Schraubenkopf unmittelbar und dem Schraubbit , so dass das Profil des Schraubbits sich formschlüssig in das passende Schraubenkopfprofil einfügen kann, wenn das Schraubbit axial nach unten in Richtung der Schraube bewegt wird .

Die Führungen können an einem Grundkörper der Schraubvorrichtung lösbar befestigt sein . Beispielsweise können die Führungen an dem Grundkörper angeschraubt sein . Aufgrund einer lösbaren Befestigung, insbesondere mittels Schrauben, können die Führungen auf einfache Weise ausgetauscht werden . Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn die automatische Schraubvorrichtung auf eine andere Art von Schrauben umgerüstet werden soll . So kann es j e nach Art des Schraubenkopfes , des Schraubenkopfprofiles und/oder des Durchmessers und/oder gegebenenfalls der Länge der Schrauben erforderlich sein, die Führungen aus zuwechseln .

Erfindungsgemäß werden die Schrauben mit dem die Schrauben tragenden Gurt von der Fördereinrichtung dadurch in Vorschubrichtung bewegt , indem die Fördereinrichtung wenigstens eine Förderklinke aufweist , die mit ihrer Kontakt fläche unmittelbar eine an dem Gurt gehaltene Schraube kontaktiert und diese in Vorschubrichtung nach vorne schiebt . Mit der angeschobenen Schraube wird auch der gesamte Gurt und die daran gehaltenen weiteren Schrauben mitbewegt . Die Fördereinrichtung, d . h . die wenigstens eine Förderklinke grei ft also nicht an dem Gurt selbst an, sondern lediglich an einer Schraube des Gurtes .

Die Fördereinrichtung, bzw . die wenigstens eine Förderklinke arbeitet dabei taktweise , d . h . in j edem Takt wird der Gurt um einen Schraubenabstand in Vorschubrichtung nach vorne gefördert . Nach einem automatischen Einschrauben einer ersten Ladeschraube mittels des Schraubbits in das Werkstück, ist die bisherige Tragstelle der Ladeschraube an dem Gurt entleert und die nächstfolgende Schraube wird um den Schraubenabstand in Vorschubrichtung nach vorne gefördert , so dass erneut eine neue Ladeschraube unmittelbar unterhalb des Schraubbits positioniert wird . Damit die Fördereinrichtung bzw . die wenigstens eine Förderklinke den Gurt um einen weiteren Schraubenabstand in Vorschubrichtung nach vorne fördern kann, wird die wenigstens eine Förderklinke entgegen der Vorschubrichtung um einen Schraubenabstand entgegen der Vorschubrichtung wieder zurückgeführt . Die wenigstens eine Förderklinke überspringt dabei eine der Ladeschraube am Gurt nachfolgende Transportschraube , um hinter diese Transportschraube zu gelangen, so dass die wenigstens eine Förderklinke mit ihrer Kontakt fläche hinter diese Ladeschraube grei fen kann, um in einem erneuten Taktschritt diese Transportschraube um einen Schraubenabstand in Vorschubrichtung nach vorne zu fördern . Eine der Transportschraube in Vorschubrichtung vorausgehende Schraube bildet die Ladeschraube . Die wenigstens eine Förderklinke grei ft mit ihrer Kontakt fläche also nicht an derj enigen Schraube an, welche unmittelbar unter das Schraubbit bewegt wird und demgemäß die Ladeschraube bildet . Vielmehr grei ft die wenigstens eine Förderklinke mit ihrer Kontaktf läche an einer auf dem Gurt nachfolgenden Schraube an, die dann insoweit eine von der Ladeschraube verschiedene Transportschraube bildet .

Die wenigstens eine Anschlagsklinke gibt die Position vor, in der die Ladeschraube sich zentral unter dem Schraubbit befindet , so dass lediglich durch eine lineare Bewegung des Schraubbits in axialer Richtung auf die Ladeschraube zu, das Profil des Schraubbits in das Schraubenkopfprofil der Ladeschraube formschlüssig eingrei fen kann .

Die wenigstens eine Anschlagsklinke kann verstellbar an der Ladevorrichtung gelagert sein . Durch eine verstellbare Lagerung kann die Anschlagsklinke auf unterschiedliche Arten von Schrauben und/oder unterschiedliche Größen von Schrauben angepasst werden . Die wenigstens eine Anschlagsklinke kann insbesondere schwenkbar gelagert sein .

In einer speziellen Aus führungs form kann die Fördereinrichtung eine erste Förderklinke aufweisen, die derart ausgebildet und gelagert ist , dass eine erste Kontakt fläche der ersten Förderklinke während der Vorschubbewegung an einem oberhalb des Gurtes freil iegenden Schaftabschnitt der anliegenden Transportschraube unmittelbar angrei ft und die Fördereinrichtung kann eine zweite Förderklinke aufweisen, die derart ausgebildet und gelagert ist , dass eine zweite Kontakt fläche der zweiten Förderklinke während der Vorschubbewegung an einem unterhalb des Gurtes freiliegenden Schaftabschnitt der anliegenden Transportschraube unmittelbar angrei ft . Indem die Fördereinrichtung die erste Förderklinke aufweist und in einem Abstand dazu die zweite Förderklinke aufweist , kann eine Transportschraube senkrecht zu ihrer

Längserstreckung gefördert werden . Hierbei ist aufgrund der zwei voneinander beabstandeten Angri f fspunkte der ersten Förderklinke und der zweiten Förderklinke an der Transportschraube sichergestellt , dass die Schraube ihre Orientierung mit ihrer Längserstreckung senkrecht zur Vorschubrichtung beibehält und insbesondere nicht abkippt oder verkantet . Der Abstand der ersten Förderklinke von der zweiten Förderklinke kann an die Gesamtlänge der zu verwendenden Schrauben an dem Gurt angepasst sein . Die erste Förderklinke kann die Schraube beispielsweise unterhalb des Schraubenkopfes kontaktieren und die zweite Förderklinke kann die Schraube beispielsweise von dem freien Ende der Schraubenspitze kontaktieren . Der Gurt kann die mehreren Schrauben dabei in einem mittleren Abschnitt der j eweiligen Schraubenschäfte verbinden . Der Gurt läuft insoweit im Zwischenbereich zwischen der ersten Förderklinke und der zweiten Förderklinke hindurch, direkt geführt an der wenigstens einen Führung der Ladevorrichtung oder indirekt über die Schrauben, die mittels ihren Schraubenköpfe der wenigstens einen Führung der Ladevorrichtung geführt sein können .

Die wenigstens eine Förderklinke kann mittels einer Feder in ihre Förderstellungen vorgespannt gelagert sein, derart , dass bei einem Zurückbewegen der Förderklinke aus der Vorschubstellung in die Rückzugsstellung entgegen der Vorschubrichtung, die Förderklinke über einen Schaftabschnitt einer der Transportschraube nachfolgenden Folgeschraube hinweggleitet , indem die Förderklinke quer zur Vorschubrichtung ausweichen kann, um die Folgeschraube umgehen zu können, so dass die wenigstens eine Kontaktf lache von hinten mit der Folgeschraube in Kontakt kommen kann, um im nächstfolgenden Takt aus der Transportschraube die Ladeschraube zu bilden .

In analoger Weise kann bei zwei Förderklinken vorgesehen sein, dass die erste Förderklinke und die zweite Förderklinke mittels j eweils wenigstens einer Feder in ihre Förderstellungen vorgespannt gelagert sein können, derart , dass bei einem Zurückbewegen der ersten Förderklinke und der zweiten Förderklinke , aus ihren Vorschubstellungen in ihre Rückzugsstellungen entgegen der Vorschubrichtung die erste Förderklinke und die zweite Förderklinke über einen Schaftabschnitt einer der Transportschraube nachfolgenden Folgeschraube hinweggleiten, indem die erste Förderklinke und die zweite Förderklinke quer zur Vorschubrichtung ausweichen können, um die Transportschraube umgehen zu können, so dass die erste Kontakt fläche und die zweite Kontakt fläche mit der Folgeschraube in Kontakt kommen können, um im nächstfolgenden Takt die Ladeschraube zu bilden .

Die wenigstens eine Förderklinke kann, insbesondere die erste Förderklinke und die zweite Förderklinke können schwenkbar um eine Schwenkachse an einem Grundkörper der Ladevorrichtung gelagert sein . Die j eweilige Feder kann einen Federwendelabschnitt aufweisen, der koaxial zur Schwenkachse positioniert sein kann, wobei ein an den Federwendelabschnitt anschließender erster Federschenkel sich gegen die j eweilige Förderklinke abstützen kann und ein an den Federwendelabschnitt gegenüberliegend anschließender zweiter Federschenkel sich gegen den Grundkörper abstützen kann .

Die Ladevorrichtung kann eine in einen Führungskanal der

Ladevorrichtung hineinragende , federvorgespannte Sperrklinke aufweisen, die derart ausgebildet und gelagert ist , dass die Sperrklinke bei einer Bewegung des Gurtes in Vorschubrichtung nach vorne entgegen ihrer Federvorspannung durch eine nach vorne geförderte Schraube aus dem Führungskanal herausgedrückt wird und bei einem Zurückbewegen der Förderklinke , insbesondere der ersten Förderklinke und der zweiten Förderklinke , aus der Vorschubstellung in die Rückzugsstellung entgegen der Vorschubrichtung die Sperrklinke in den Führungskanal ragt , um ein Zurückbewegen des Gurtes zu verhindern .

Wenn die Führung beispielsweise zwei gegenüberliegende Leisten aufweist , welche die Schraubenköpfe oder den Gurt von zwei gegenüberliegenden Seiten führt bzw . hält , bildet der Zwischenraum oberhalb und/oder unterhalb der beiden gegenüberliegenden Leisten den j eweiligen Führungskanal der Schrauben . Die Sperrklinke wirkt somit direkt auf den j eweiligen Schraubenschaft einer Schraube ein . Die Sperrklinke wirkt demgemäß nicht auf den Gurt direkt ein .

Die Sperrklinke kann beispielsweise einen Schwenkhebel umfassen, der an dem Grundkörper der Ladevorrichtung schwenkbar gelagert ist . Der Schwenkhebel kann dabei eine Rastnase aufweisen, welche eine in Vorschubrichtung weisende Frontfläche aufweist . Die Frontfläche kann zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung ausgerichtet sein . Die Rastnase kann der Frontfläche gegenüberliegend eine Rückfläche aufweisen, welche schräg zur Vorschubrichtung ausgerichtet sein kann . Die Rückfläche der Rastnase kann derart schräg verlaufen, dass im Falle eines nach vorne Förderns einer Schraube mittels der Fördereinrichtung ein Schraubenschaft einer nachfolgenden Schraube an der Rückfläche der Rastnase entlanggleiten kann, wobei durch die Vorschubbewegung der Schraube , die an die Rückfläche der Rastnase drückt , die Rastnase gegen ihre Federvorspannung nach außen gedrückt wird, so dass die betref fende Schraube die Rastnase passieren kann .

Sollte eine Schraube , welche die Rastnase bereits passiert hat durch den Gurt gegebenenfalls entgegen der Fördereinrichtung in Vorschubrichtung wieder zurückgezogen werden, so läuft der Schraubenschaft der passierten Schraube gegen die Frontfläche der Rastnase an . Da die Front fläche senkrecht zur Vorschubrichtung angeordnet ist , kann der Schraubenschaft die Rastnase nicht aus dem Führungs kanal herausdrängen, sondern er läuft anstehend auf die Frontfläche der Rastnase auf , ohne dass sich die Rastnase bzw . der Schwenkhebel bewegt . So ist verhindert , dass der Gurt entgegen der Vorschubrichtung zurücklaufen kann . Die Frontfläche kann im Falle einer Ausbildung der Sperrklinke als Schwenkhebel mit der Schwenkachse zumindest annähernd in einer Flucht liegen, so dass bei einem Druck auf die Frontfläche gar kein Moment oder allenfalls ein sehr geringes Moment induziert wird, das kleiner ist als ein Mindestmoment , das benötigt würde , um die Sperrklinke aus dem Führungskanal zu drücken .

Die wenigstens eine Anschlagsklinke kann zwischen einer Haltestellung, in der die Ladeschraube in ihrer Pos ition unmittelbar unterhalb des Schraubbits gehalten ist und einer Freigabestellung, in welcher die Anschlagsklinke aus dem Führungskanal derart herausbewegt ist , dass die Ladeschraube aus ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits nach vorne in Vorschubrichtung weiter hinausbewegt werden kann, verstellbar sein . Die wenigstens eine Anschlagsklinke kann in einer ersten Aus führungsvariante angetrieben bzw . angesteuert verstellbar sein . In einer zweiten Aus führungsvariante kann die wenigstens eine Anschlagsklinke in die Haltestellung federvorgespannt gelagert sein . Eine solche federvorgespannte Lagerung der Anschlagsklinke benötigt somit keinen Antrieb und keine zusätzliche Antriebsenergie , um die Anschlagsklinke zu bewegen .

In einer speziellen Ausgestaltung können zwei Anschlagsklinken vorgesehen sein . Je eine Anschlags klinke kann sich dabei seitlich rechts bzw . links von der Ladeschraube befinden . Die Anschlagsklinken können insbesondere derart gestaltet und angeordnet sein, dass bei einer mittels der Fördereinrichtung erzeugten Förderbewegung in Vorschubrichtung die Anschlagsklinken die Ladeschraube in ihrem Kopfbereich anschlagen lassen . Dabei wird der Gurt kontaktfrei an den Anschlagsklinken vorbeigeführt , so dass ein Gurtabschnitt , der keine Schrauben mehr aufweist , von den Anschlagsklinken nicht aufgehalten wird, sondern von der Fördereinrichtung bzw . von der wenigstens einen Förderklinke mittelbar über eine an der Kontakt fläche anliegende Schraube , die sich noch an dem Gurt befindet , über die Position des Schraubbits hinaus in Vorschubrichtung weitergefördert wird .

Die Anschlagsklinken können im Falle einer federvorgespannten Lagerung mit einer solchen Federkraft vorgespannt sein, dass eine Ladeschraube mittels der Anschlagsklinken positionsgenau, d . h . axial fluchtend mit dem Schraubbit an den Anschlagsklinken ansteht , wenn die wenigstens eine Förderklinke die Transportschraube in die Vorschubstellung bewegt hat . Mittels eines Sensors , insbesondere eines optischen Sensors , wie beispielsweise einer Kamera, kann die Ladeschraube in der an den Anschlagsklinken anstehenden Vorschubstellung automatisch überprüft werden, ob die als Ladeschraube präsentierte Schraube in Ordnung ist , d . h . beispiel sweise der Schraubenschaft die korrekte Länge aufweist , der Schraubenschaft gerade ist , der Gewindegang an dem Schraubenschaft vollständig und fehlerfrei ausgebildet ist und/oder der Schraubenkopf fehlerfrei ausgebildet i st . Die automatische Überprüfung kann beispielsweise mittel s einer Bildauswertung auf einer Steuervorrichtung erfolgen, welche die Schraubvorrichtung automatisch ansteuern kann . Mittels eines Sensors , insbesondere eines optischen Sensors , wie beispielsweise einer Kamera, kann außerdem automati sch überprüft werden, ob die Ladevorrichtung bzw . der Gurt überhaupt noch mit Schrauben beladen ist .

Wird eine als Ladeschraube präsentierte Schraube al s nicht in Ordnung, d . h . als fehlerhaft klassi fi ziert , so wird das Schraubbit nicht betätigt und die als Ladeschraube präsentierte Schraube nicht verwendet , d . h . nicht automatisch in das Werkstück eingeschraubt . Vielmehr bleibt das Schraubbit in seiner Vorhalteposition und die Förderklinke wird stattdessen um einen zusätzlichen Takt bewegt , so dass eine nachfolgende Schraube als neue Ladeschraube präsentiert wird und die als fehlerhaft klassi fi zierte Schraube wird nach vorne hinaus an den Anschlagsklinken vorbei automatisch heraustransportiert . Dabei überwindet die Schraube die Federkraft der Anschlagsklinken, so dass die Anschlagsklinken aus dem Führungskanal herausbewegt werden, insbesondere herausgeschwenkt werden . Nachdem die als fehlerhaft klassi fi ziert Schraube die Ladeposition verlassen hat , schließen die Anschlagsklinken aufgrund der Federvorspannung wieder selbsttätig und die bisherige Transportschraube wird als neue Ladeschraube an den Anschlagsklinken anschlagend präsentiert . Wenn diese neue Schraube bei einer erneuten optischen Auswertung als fehlerfrei erkannt wird und demgemäß als eine Ladeschraube verwendet werden kann, startet das Schraubbit und treibt die Ladeschraube in das Werkstück ein .

Die Führung kann an einem Grundkörper der Ladevorrichtung auswechselbar befestigt sein . Die Führungen können an dem Grundkörper der Schraubvorrichtung somit lösbar befestigt sein . Beispielsweise können die Führungen an dem Grundkörper angeschraubt sein . Aufgrund einer lösbaren Befestigung, insbesondere mittels Schrauben, können die Führungen auf einfache Weise ausgetauscht werden . Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn die automatische Schraubvorrichtung auf eine andere Art von Schrauben umgerüstet werden soll . So kann es j e nach Art des Schraubenkopfes , des Schraubenkopfprofiles und/oder des Durchmessers und/oder gegebenenfalls der Länge der Schrauben erforderlich sein, die Führungen aus zuwechseln .

Die Ladevorrichtung kann an ihrem Grundkörper einen Sitz aufweisen, in dem eine Zentrierbuchse insbesondere auswechselbar befestigt ist , wobei die Zentrierbuchse eine Zentrierführung für das Schraubbit bildet , um das Schraubbit bezüglich der Ladeschraube in einer koaxialen Flucht aus zurichten .

Der Schaft des Schraubbits ist in der Zentrierbuchse geführt , so dass das Schraubbit sich in axialer Richtung durch die Zentrierbuchse hindurchbewegen kann, aber in radialen Richtungen durch die Zentrierbuchse gestützt und ge führt wird . Die Zentrierbuchse verhindert insoweit ein Ausschlagen oder Pendeln des Schaftes des Schraubbits . Die Zentrierbuchse stellt dadurch sicher, dass das Profil des Schraubbits stets koaxial zum passenden Schraubenkopfprofil der Schraube ausgerichtet ist . Während eines Eingri f fs des Profi ls des Schraubbits in das Schraubenkopfprofil der Schraube wird außerdem die einzuschraubende Schraube stabilisiert und in ihrer axialen Ausrichtung gehalten .

Die Zentrierbuchse ist an die Art und Größe des Schraubbits angepasst . Insbesondere ist die Zentrierbuchse an den Durchmesser des Schaftes des Schraubbits angepasst . Wenn demgemäß die Schraubvorrichtung andere Arten von Schrauben automatisiert einschrauben können soll , dann ist auch stets ein an die Art der Schrauben angepasstes Schraubbit zu verwenden und folglich auch die Zentrierbuchse an das geänderte Schraubbit anzupassen . Die Zentrierbuchse kann in den Sitz eingeschraubt sein . Alternativ kann die Zentrierbuchse auch auf andere Weise lösbar an dem Sitz befestigt sein, beispielsweise durch eine Rasteinrichtung .

Die automatische Schraubvorrichtung kann mit einem Trommelmagazin ausgestattet sein . Das Trommelmagazin kann dazu aufweisen :

- eine Trommelachse , die ausgebildet ist zum Aufwickeln eines Gurtes , an dem eine Viel zahl an Schrauben in gleichmäßigen Schraubenabständen voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind,

- eine an dem einen Ende der Trommelachse angeordnete erste Begrenzungsscheibe und eine an dem anderen Ende der Trommelachse angeordnete zweite Begrenzungsscheibe, wobei wenigstens die erste Begrenzungsscheibe und/oder die zweite Begrenzungsscheibe zur Anpassung an unterschiedliche Schraubenlängen und/oder Schraubengrößen auf der Trommelachse axial versetzbar gelagert ist .

Das Trommelmagazin kann an der automatischen Schraubvorrichtung auswechselbar gelagert sein . In einem solchen Trommelmagazin kann ein aufgerollter Gurt vorgehalten sein . Der Gurt kann beispielsweise mehrere hundert oder tausend Schrauben tragen .

Indem wenigstens die erste Begrenzungsscheibe und/oder die zweite Begrenzungsscheibe zur Anpassung an unterschiedliche Schraubenlängen und/oder Schraubengrößen auf der Trommelachse axial versetzbar gelagert ist , kann das Trommelmagazin wahlweise mit unterschiedlichen Arten und/oder Größen von Schrauben beladen werden . Durch ein Versetzen wenigstens einer der beiden Begrenzungsscheiben kann der Abstand der beiden gegenüberliegenden Begrenzungsscheiben speziell an die j eweils verwendete Schraubenlänge angepasst werden .

Die Ladevorrichtung kann eine Messerführung aufweisen, die ausgebildet ist zur Führung einer Schneidklinge einer Schneidvorrichtung, die ausgebildet ist zum automatischen Abtrennen eines durch die Ladevorrichtung hindurchgelaufenen und/oder leeren Gurtbandabschnitts von dem Gurt .

Nachdem eine gewisse Anzahl von Schrauben mittels der Schraubvorrichtung automatisch aus dem Gurt heraus entnommen und in das gewünschte Werkstück eingeschraubt worden ist , ist auch eine gewisse leere Teillänge des Gurtes aus der Ladevorrichtung der Schraubvorrichtung herausgefördert . Damit diese leere Teillänge des Gurtes den weiteren Bearbeitungsvorgang nicht stört , kann eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Schneidvorrichtung vorgesehen sein, welche nach Entnahme einer vorbestimmten Anzahl von Schrauben von dem Gurt , eine entsprechend, insbesondere leere Tei llänge des Gurtes von dem Restgurt abtrennt und somit von der Schraubvorrichtung entfernt . Die vorbestimmte Anzahl von Schrauben kann flexibel einstellbar, d . h . vorgebbar sein . Die verarbeiteten Schrauben werden entsprechend automatisch mitgezählt .

Die Trennvorrichtung bzw . die Schneidvorrichtung kann als eine Komponente der Schraubvorrichtung unmittelbar an der Schraubvorrichtung, insbesondere an der Ladevorrichtung angeordnet sein . Alternativ kann die Trennvorrichtung bzw . die Schneidvorrichtung auch separat von der Schraubvorrichtung, beispielsweise als eine stationäre Trennvorrichtung bzw . Schneidvorrichtung aufgestellt sein . Im Falle , dass die Schraubvorrichtung beispielsweise durch einen Roboterarm automatisch geführt ist und automatisch bewegt wird, kann die Schraubvorrichtung beispielsweise an die stationäre Trennvorrichtung herangefahren werden, die Trennvorrichtung kann dort eine leere Teillänge des Gurtes abtrennen und die Schraubvorrichtung kann dann wieder von dem Roboterarm an seinen eigentlichen Arbeitsplatz zurückbewegt werden, an dem die Schrauben in die Werkstücke einzuschrauben sind . Die an der stationären Trennvorrichtung abgetrennten leeren Teillängen des Gurtes können in einen Auf f angbehälter fallen, so dass diese entsorgt oder verwertet werden können .

Die Trennvorrichtung in der Aus führung als eine Schneidvorrichtung kann eine Schneidklinge aufweisen, die von einem Antrieb automatisch bewegt werden kann . Die Schneidklinge kann dabei entlang der Messerführung der Ladevorrichtung geführt werden, so dass das Messer den Bewegungspfad der leeren Teillängen des Gurtes kreuzen kann . Die Schneidklinge kann gegen eine feste Gegenhalteplatte bewegt werden, so dass die leeren Teillängen des Gurtes zwischen der Gegenhalteplatte und der Schneidklinge zu liegen kommt und dort abgeschnitten werden kann .

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Roboterwerkzeug, aufweisend einen Grundträger, einen am Grundträger angeordneten Werkzeugflansch, der ausgebildet ist zur Befestigung des Roboterwerkzeugs an einem Anschluss flansch eines Roboterarms , sowie aufweisend mehrere an dem Grundträger angeordnete Montageträger, die ausgebildet sind zur j eweils einzelnen Befestigung j eweils einer automatischen Schraubvorrichtung nach einer der beschriebenen Aus führungs formen .

Das Roboterwerkzeug kann demgemäß wenigstens eine automatische Schraubvorrichtung nach einem der beschriebenen Aus führungs formen aufweisen . Zweckmäßig ist es , wenn das Roboterwerkzeug mehrere automatische Schraubvorrichtung nach einem der beschriebenen Aus führungs formen aufweist . Die mehreren automatischen Schraubvorrichtungen können in einer gewünschten Anordnung an dem Roboterwerkzeug befestigt bzw . gelagert sein . So können beispielsweise mehrere automatische Schraubvorrichtungen in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein . Die Schraubvorrichtungen können dabei in gleichen Abständen voneinander angeordnet sein . So können beispielsweise mehrere schrauben gleichzeitig in einer Linie in gewünschten Abständen voneinander in das Werkstück eingeschraubt werden . Das Werkstück kann beispielsweise eine Trockenbauplatte bzw . können mehrere Trockenbauplatten sein .

Das Werkstück kann beispielsweise aber auch ein Blech oder mehrere Bleche sein, oder Leichtbaustahlrahmen sein, die mit selbstschneidenden Blechschrauben geschraubt werden sollen .

Indem der Grundträger des Roboterwerkzeugs mehrere Montageträger aufweist , können wahlweise verschiedene Anzahlen von Schraubvorrichtungen an dem Grundträger angebracht werden . Die Montageträger können auch verstellbar an dem Grundträger gelagert sein, so dass die relativen Abstände von j eweils zwei unmittelbar benachbarten Montageträgern bzw . Schraubvorrichtungen einstellbar, d . h . veränderbar sein können .

Das Roboterwerkzeug kann derart ausgebildet sein, dass die angebrachten Schraubvorrichtungen in beliebigen Ausrichtungen, d . h . Orientierungen im Raum betrieben werden können . So kann sogar vorgesehen sein, dass die mehreren Schraubvorrichtungen des Roboterwerkzeugs „Überkopf" betrieben werden können, also beispielsweise Schrauben in einer Schraubbewegungsrichtung von unten nach oben in das Werkstück eingeschraubt werden können, wobei die Schrauben insoweit in eine Unterseite des Werkstücks eingeschraubt werden .

Der Werkzeugflansch des Roboterwerkzeugs kann sämtl iche elektrische , pneumatische oder hydraulische Steckverbinder bzw . Steckkupplungen aufweisen, so dass alle montierten Schraubvorrichtungen mit der j eweils benötigten Energieart versorgt werden können, um die Schraubvorrichtungen automatisch ansteuern zu können .

Der Anschluss flansch eines Roboterarms kann demgemäß entsprechende korrespondierend elektrische , pneumatische oder hydraulische Gegensteckverbinder bzw . Gegensteckkupplungen aufweisen, so dass das Roboterwerkzeug an den Roboterarm angekoppelt werden kann und die Versorgung der montierten Schraubvorrichtungen mit der j eweils benötigten Energieart über den Roboterarm hinweg erfolgen kann .

Die Schraubvorrichtungen können insoweit über den Roboterarm hinweg von einer separaten Steuerung automatisch angesteuert sein . Die separate Steuerung zum automatischen Ansteuern der Schraubvorrichtungen kann mit einer Robotersteuerung, welche die Bewegungen des Roboterarms automatisch ansteuert , synchronisiert sein . Die separate Steuerung und die Robotersteuerung können als getrennte eigenständige Steuervorrichtungen ausgebildet sein . Alternativ können die separate Steuerung und die Robotersteuerung in einer gemeinsamen Prozesssteuerung zusammengefasst sein und gegebenenfalls sogar in einem einzigen Steuerrechner vereinigt sein .

Ein konkretes Aus führungsbeispiels der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieses exemplarischen Aus führungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet , allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen .

Es zeigen :

Fig . 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen automatischen

Schraubvorrichtung bei angehobenem

Schraubbit ,

Fig . 2 eine perspektivische Darstellung der erf indungs gemäß en automatischen Schraubvorrichtung gemäß Fig . 1 bei abgesenktem Schraubbit ,

Fig . 3 eine perspektivische Darstellung der

Ladevorrichtung in Alleinstellung mit einem Schrauben tragendem Gurt ,

Fig . 4 eine perspektivische Darstellung der

Ladevorrichtung gemäß Fig . 3 von ihrer Rückseite ,

Fig . 5 eine perspektivische Darstellung der

Ladevorrichtung gemäß Fig . 3 von ihrer Vorderseite ,

Fig . 6 eine Ansicht von oben auf die

Fördereinrichtung der

Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke in der Rückzugsstellung,

Fig . 7 eine Ansicht von oben auf die

Fördereinrichtung der

Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke in der Vorschubstellung,

Fig . 8 eine Ansicht von oben auf die

Fördereinrichtung der

Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke während eines

Zurückbewegens der Förderklinke aus der Vorschubstellung in die

Rück zugs Stellung, Fig . 9 eine Ansicht von oben auf die

Fördereinrichtung der

Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit geöf fneten Anschlagsklinken,

Fig . 10 eine perspektivische Teilansicht der automatischen Schraubvorrichtung mit einer Messerführung und einer Schneidvorrichtung in einer

Verwahrungs Stellung,

Fig . 11 eine perspektivische Teilansicht der automatischen Schraubvorrichtung mit einer Messerführung und einer Schneidvorrichtung in einer

Schneidstellung,

Fig . 12 eine perspektivische Darstellung eines

Roboterwerkzeugs mit mehreren automatischen Schraubvorrichtungen,

Fig . 13 eine perspektivische Darstellung einer automatischen Schraubvorrichtung mit einem Trommelmagazin für einen Schrauben tragenden Gurt ,

Fig . 14 eine perspektivische Darstellung der

Ladevorrichtung in Alleinstellung mit einem eingelegten Gurt der Schrauben trägt , Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des

Trommelmagazins in einer Alleinstellung von hinten, und

Fig. 16 eine Explosionsdarstellung des

Trommelmagazins gemäß Fig. 15 in einer Alleinstellung von vorne.

In der Fig. 1 ist eine automatische Schraubvorrichtung 1 dargestellt. Die automatische Schraubvorrichtung 1 dient zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben 2 (Fig. 3, Fig. 14) in Werkstücke.

Die automatische Schraubvorrichtung 1 weist einen Motor 3 auf, mit einer Motorwelle 4, an die ein Bithalter 5 angekoppelt ist, der ein durch den Motor 3 drehantreibbares Schraubbit 6 trägt, das in seiner axialen Position in Pfeilrichtung PI verstellbar ist, zum automatischen Eintreiben einer an das Schraubbit 6 angesetzten Schraube 2 in ein Werkstück.

Die automatische Schraubvorrichtung 1 weist eine Ladevorrichtung 7 auf, zum Zuführen eines Gurtes 8 (Fig. 3, Fig 14) , an dem mehrere Schrauben 2 in gleichmäßigen Schraubenabständen A voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind, wobei die Ladevorrichtung 7 eine Führung 9 (Fig. 5) aufweist, an welcher der die Schrauben 2 tragende Gurt 8 derart geführt ist, dass eine jeweils in Vorschubrichtung V vorderste Ladeschraube 2a in eine Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits 6 durch Vorschieben des Gurtes 8 zuführbar ist, wobei die Ladevorrichtung 7 eine Fördereinrichtung 10 (Fig. 4 bis Fig . 9 ) aufweist , die ausgebildet ist , den Gurt 8 innerhalb der Führung 9 zu transportieren .

Die Führung 9 ist j eweils an gegenüberliegenden Seiten an einem Grundkörper 18 der Ladevorrichtung 7 auswechselbar befestigt , wie dies in Fig . 5 auf der einen Seite der Ladevorrichtung 7 dargestellt ist . Die Führung 9 ist über Befestigungsschrauben 19 an dem Grundkörper 18 lösbar angeschraubt .

Der Motor 3 zusammen mit dem Bithalter 5 , dem Schraubbit 6 und dem Schrauberschlitten 40 bildet eine Schraubeinheit .

Die Schraubeinheit umfasst außerdem einen Anschlag 41 , welcher die Einschraubtiefe einer Schraube 2 definiert . Der Anschlag 41 ist an der Vorschubeinheit 42 befestigt , welche die Ladevorrichtung 7 trägt . Das Gegenstück 43 zu dem Anschlag 42 ist an der Schraubeinheit befestigt . Tref fen das Gegenstück 43 und der Anschlag 41 aufeinander, wie dies in Fig . 2 dargestellt ist , kann sich die Schraubeinheit nicht weiter in Richtung Werkstück bewegen und das Schraubbit 6 kuppelt über eine Trockenbaukupplung durch Erreichen der Einschraubtiefe aus der Schraube 2 aus .

Dadurch, dass im Fall des vorliegenden Aus führungsbeispiels als fester Anschlag 41 beispielsweise ein Drucksensor verwendet wird, kann automatisiert festgestellt werden, ob die Schraube 2 die Soll-Einschraubtiefe erreicht hat und folglich in Anbetracht der erwarteten Höhenposition bzw . Höhendi f ferenz die Schraube 2 ordnungsgemäß verschraubt wurde .

I st im Fall einer Störung z . B . keine Schraube 2 verschraubt worden, kann dies automatisch über die Steuerung ausgewertet werden, da in diesem Fall das Signal, dass der Anschlag 41 erreicht wurde, verfrüht kommt und somit keine Schraube 1 gedreht wurde. Diese fehlerhafte Schraubposition kann somit automatisch als nicht in Ordnung bewertet werden.

Da der Anschlag 41 an der Vorschubeinheit 42 montiert ist, muss dieser auch nicht mechanisch eingestellt werden, da die Vorschubeinheit 42 immer auf dem Werkstück auf liegt. Lediglich die gewünschte Einschraubtiefe der Schraube 2 ist am Gegenstück 43 einzustellen.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Anschlag 41 und das Gegenstück 43 aneinander anliegen.

Die Fördereinrichtung 10 weist wenigstens eine Förderklinke 11.1, 11.2 auf, welche zwischen einer Vorschubstellung (Fig. 7) und einer Rückzugsstellung (Fig. 6) entlang der Vorschubrichtung V in wiederholenden Takten vor und zurück bewegbar angetrieben gelagert ist, wobei die Förderklinke 11.1, 11.2 eine Kontakt fläche 12.1, 12.2 aufweist, welche ausgebildet ist zum Anliegen an einer der Ladeschraube 2a nachfolgenden Transportschraube 2b des Gurtes 8, um den Gurt 8 innerhalb eines Taktes in Vorschubrichtung V um einen Schraubenabstand A zu fördern, und die Fördereinrichtung 10 wenigstens eine Anschlagsklinke 13.1, 13.2 aufweist, welche ausgebildet ist, die Ladeschraube 2a in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits 6 zu halten, wenn der von der Förderklinke 11.1, 11.2 transportierte Gurt 8 die Ladeschraube 2a gegen die Anschlagsklinke 13.1, 13.2 drückt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die Fördereinrichtung 10 eine erste Förderklinke 11.1 auf, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass eine erste Kontakt fläche 12.1 der ersten Förderklinke 11.1 während der Vorschubbewegung an einem oberhalb des Gurtes 8 freiliegenden Schaftabschnitt 2.1 der anliegenden Transportschraube 2b unmittelbar angreift und die Fördereinrichtung 10 eine zweite Förderklinke 11.2 aufweist, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass eine zweite Kontakt fläche 12.2 der zweiten Förderklinke 11.2 während der Vorschubbewegung an einem unterhalb des Gurtes 8 freiliegenden Schaftabschnitt 2.2 der anliegenden Transportschraube 2b unmittelbar angreift.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist sowohl die erste Förderklinke 11.1 als auch die zweite Förderklinke 11.2 mittels jeweils wenigstens einer Feder 14 in ihre Förderstellungen (Fig. 6, Fig. 7) vorgespannt gelagert, derart, dass bei einem Zurückbewegen der ersten Förderklinke 11.1 und der zweiten Förderklinke 11.2, aus der Vorschubstellung (Fig. 7) in die Rückzugsstellung (Fig. 6) in einer rückführenden Bewegungsrichtung R entgegen der Vorschubrichtung V die erste Förderklinke 11.1 und die zweite Förderklinke 11.2 über einen Schaftabschnitt 2.1, 2.2 einer der Transportschraube 2b nachfolgenden Folgeschraube 2c hinweggleitet, wie dies insbesondere in Fig. 8 aufgezeigt ist, indem die erste Förderklinke 11.1 und die zweite Förderklinke 11.2 in einer Querrichtung Q quer zur Vorschubrichtung V ausweichen kann, um die Folgeschraube 2c umgehen zu können, so dass die erste Kontakt fläche 12.1 und die zweite Kontakt fläche 12.2 mit der Folgeschraube 2c von hinten in Kontakt kommen kann, um im nächstfolgenden Takt die Ladeschraube 2b zu bilden.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die Ladevorrichtung 7 eine in einen Führungskanal 15 der Ladevorrichtung 7 hineinragende, federvorgespannte Sperrklinke 16 auf, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass die Sperrklinke 16 bei einer Bewegung des Gurtes 8 in Vorschubrichtung V nach vorne entgegen ihrer Federvorspannung des Federmittels 17 durch eine nach vorne geförderte Schraube 2 aus dem Führungskanal 15 herausgedrückt wird und bei einem Zurückbewegen der ersten Förderklinke 11.1 und der zweiten Förderklinke 11.2, aus der Vorschubstellung (Fig. 7) in die Rückzugsstellung (Fig. 6) entgegen der Vorschubrichtung V die Sperrklinke 16 in den Führungskanal 15 ragt, um ein Zurückbewegen des Gurtes 8 zu verhindern, indem die vorgelagerte Schraube 2, 2c an der Sperrklinke 16 ansteht.

Die Anschlagsklinken 13.1, 13.2 sind zwischen einer Haltestellung (Fig. 6 bis 8) , in der die Ladeschraube 2a in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits 6 gehalten ist und einer Freigabestellung (Fig. 9) , in welcher die Anschlagsklinken 13.1, 13.2 aus dem Führungskanal 15 derart herausbewegt ist, dass die Ladeschraube 2a aus ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits 6 nach vorne in Vorschubrichtung V weiter hinausbewegt werden kann, verstellbar ist.

Die Anschlagsklinken 13.1, 13.2 können im Falle einer federvorgespannten Lagerung mittels der Druckfederstifte 20 mit einer solchen Federkraft vorgespannt sein, dass eine Ladeschraube 2a mittels der Anschlagsklinken 13.1, 13.2 positionsgenau, d.h. axial fluchtend mit dem Schraubbit 6 an den Anschlagsklinken 13.1, 13.2 ansteht, wenn die wenigstens eine Förderklinke 11.1, 11.2 die Transportschraube 2b in die Vorschubstellung bewegt hat.

Wird eine als Ladeschraube 2a präsentierte Schraube 2 als nicht in Ordnung, d.h. als fehlerhaft klassifiziert, so wird das Schraubbit 6 nicht betätigt und die als Ladeschraube 2a präsentierte Schraube 2 nicht verwendet, d.h. nicht automatisch in das Werkstück eingeschraubt. Vielmehr bleibt das Schraubbit 6 in seiner Vorhalteposition und die Förderklinken 11.1, 11.2 werden stattdessen um einen zusätzlichen Takt bewegt, so dass eine nachfolgende Schraube 2, die Transportschraube 2b als neue Ladeschraube 2a präsentiert wird und die als fehlerhaft klassifizierte Schraube 2 wird nach vorne hinaus an den Anschlagsklinken

13.1, 13.2 vorbei automatisch heraustransportiert, wie dies in Fig. 9 aufgezeigt ist. Dabei überwindet die Schraube 2 die Federkraft der Druckfederstifte 20 der Anschlagsklinken 13.1,

13.2, so dass die Anschlagsklinken 13.1, 13.2 aus dem Führungskanal 15 herausbewegt werden, insbesondere herausgeschwenkt werden. Nachdem die als fehlerhaft klassifizierte Schraube 2 die Ladeposition verlassen hat, schließen die Anschlagsklinken 13.1, 13.2 aufgrund der Federvorspannung wieder selbsttätig und die bisherige Transportschraube 2b wird als neue Ladeschraube 2a an den Anschlagsklinken 13.1, 13.2 anschlagend präsentiert.

Zurückkommend auf Fig. 3 kann die Ladevorrichtung 7 an ihrem Grundkörper 18 einen Sitz 21 aufweisen, in dem eine Zentrierbuchse 22 auswechselbar befestigt ist, wobei die Zentrierbuchse 22 eine Zentrierführung für das Schraubbit 6 bildet, um das Schraubbit 6 bezüglich der Ladeschraube 2a in einer koaxialen Flucht auszurichten.

Wie in Fig. 10 und Fig. 11 aufgezeigt ist, kann die Ladevorrichtung 7 eine Messerführung 23 aufweisen, die ausgebildet ist zur Führung einer Schneidklinge 24 einer Schneidvorrichtung 25, die ausgebildet ist zum automatischen Abtrennen eines durch die Ladevorrichtung 7 hindurchgelaufenen und/oder leeren Gurtbandabschnitts von dem Gurt 8. Die Schneidvorrichtung 25 kann, wie in Fig. 10 und Fig . 11 dargestellt ist , als eine Komponente der

Schraubvorrichtung 1 unmittelbar an der Schraubvorrichtung 1 , insbesondere an der Ladevorrichtung 7 angeordnet sein .

Die Schneidvorrichtung 25 kann eine Schneidklinge 24 aufweisen, die von einem Antrieb 26 automatisch bewegt werden kann . Die Schneidklinge 24 kann dabei entlang der Messerführung 23 der Ladevorrichtung 7 geführt werden, so dass die Schneidklinge 24 den Bewegungspfad der leeren Teillängen des Gurtes 8 kreuzen kann . Die Schneidkl inge 24 kann gegen eine feste Gegenhalteplatte 27 bewegt werden, so dass die leeren Teillängen des Gurtes 8 zwischen der Gegenhalteplatte 27 und der Schneidklinge 24 zu liegen kommt und dort abgeschnitten werden kann . Die Fig . 10 zeigt die Schneidklinge 24 in ihrer nicht schneidenden Stellung und die Fig . 11 zeigt die Schneidklinge 24 in ihrer Schneidstellung .

Die Fig . 12 zeigt ein Roboterwerkzeug 28 , aufweisend einen Grundträger 29 , einen am Grundträger 29 angeordneten Werkzeugflansch 30 , der ausgebildet ist zur Befestigung des Roboterwerkzeugs 28 an einem Anschluss flansch eines Roboterarms (nicht dargestellt ) , sowie aufweisend mehrere , im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels acht an dem Grundträger 29 angeordnete Montageträger 31 , die ausgebildet sind zur j eweils einzelnen Befestigung j eweils einer automatischen Schraubvorrichtung 1 nach einer der beschriebenen Aus führungs formen .

Die Fig . 13 zeigt zusätzlich ein an der automatischen Schraubvorrichtung 1 gelagertes Trommelmagazin 32 . Das Trommelmagazin 32 ist in Fig . 15 und Fig . 16 näher dargestellt . Das Trommelmagazin 32 weist eine Trommelachse 33 auf , die ausgebildet ist zum Aufwickeln eines Gurtes 8 ( Fig . 14 ) , an dem eine Viel zahl an Schrauben 2 in gleichmäßigen Schraubenabständen A voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind .

Das Trommelmagazin 32 weist eine an dem einen Ende der Trommelachse 33 angeordnete erste Begrenzungsscheibe 34 . 1 und eine an dem anderen Ende der Trommelachse 33 angeordnete zweite Begrenzungsscheibe 34 . 2 auf , wobei wenigstens die erste Begrenzungsscheibe 34 . 1 und/oder die zweite Begrenzungsscheibe 34 . 2 zur Anpassung an unterschiedliche Schraubenlängen und/oder Schraubengrößen auf der Trommelachse 33 axial versetzbar gelagert ist . Dazu können an der Trommelachse 33 mehrere Rastsitze 35 vorgesehen sein . Die zweite Begrenzungsscheibe 34 . 2 kann wie dargestellt lösbar an der Trommelachse 33 befestigt sein . Das Trommelmagazin 32 kann einen Tragegri f f 36 aufweisen .

Zurückkommend auf Fig . 1 kann die Ladevorrichtung 7 mittels eines Schlittens 37 relativ zum Motor 3 und damit relativ zum Schraubbit 6 in Pfeilrichtung P2 höhenverschiebbar an denselben Schienen, wie der Motor 3 oder an separaten Schienen 38 gelagert sein . Dazu kann der Schlitten 37 mittels einer Luftfeder 39 nach unten drückend vorgespannt sein . So kann durch eine gemeinsame Bewegung der Schraubvorrichtung 1 auf das Werkstück zu, beispielsweise in Fig . 1 in einer Richtung nach unten, zuerst die Ladevorrichtung 7 auf dem Werkstück aufsitzen, wobei der Motor 3 und das Schraubbit 6 gegen die Federkraft der Luftfeder 39 noch weiter nach unten bewegt werden kann, ohne dass zunächst das Schraubbit 6 an eine Schraube 2 formschlüssig angrei ft . Die Luftfeder 39 ist im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels an einer Grundplatte mit angebracht und daher unabhängig von der

Bewegung des Schraubbits 6 . Die Luftfeder 39 sorgt dafür, dass die Ladevorrichtung 7 stets bündig an dem Werkstück auf liegt . Die Luftfeder 39 wird automatisch nach unten bewegt , dass Schrauber und Vorschubeinheit auseinander sind . Der Roboter drückt die Luftfeder 39 nach einem Aufsetzen auf das Werkstück etwas ein . Die Luftfeder 39 sorgt dafür, dass die Ladevorrichtung 7 beim Verschrauben nicht durch die Schraubkräfte angehoben wird . Die Endlage der Luftfeder 39 sollte dabei nicht erreicht werden, da ansonsten das Schraubbit 6 zu tief eintauchen würde und zum Schut z der Vorrichtungen ( Crashschutz ) ein Nothalt ausgelöst würde .

Sind beispielsweise an dem Roboterwerkzeug 28 mehrere Schraubvorrichtung 1 vorgesehen, so kann j ede einzelne Schraubvorrichtung 1 sich unabhängig von den anderen Schraubvorrichtungen 1 an eine Oberfläche des Werkstücks anlegen . Bei unebenen Werkstücken können demgemäß die mehreren Schraubvorrichtungen 1 unterschiedliche Höhenlagen einnehmen . Erst dann wird die Motoreinheit , umfassend den Motor 3 , den Bithalter 5 und das Schraubbit 6 , nach unten bewegt , so dass sich das Schraubbit 6 auf den zugeordneten Schraubenkopf einer zugeführten Schraube 2 setzen kann und durch eine Zustellbewegung des Motors 3 , des Bithalters 5 und des Schraubbits 6 , die Ladeschraube 2a bei gleichzeitiger Drehung der Ladeschraube 2a in das Werkstück eingetrieben werden kann .

Claims

Patentansprüche

1. Automatische Schraubvorrichtung zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben (2) in Werkstücke, aufweisend:

- einen Motor (3) mit einer Motorwelle (4) , an die ein Bithalter (5) angekoppelt ist, der ein durch den Motor (3) drehantreibbares Schraubbit (6) trägt, das in seiner axialen Position verstellbar ist, zum automatischen Eintreiben einer an das Schraubbit (6) angesetzten Schraube (2) in ein Werkstück,

- eine Ladevorrichtung (7) zum Zuführen eines Gurtes (8) , an dem mehrere Schrauben (2) in gleichmäßigen Schraubenabständen (A) voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind, wobei die Ladevorrichtung (7) eine Führung (9) aufweist, an welcher die Schrauben (2) derart geführt sind, dass eine jeweils in Vorschubrichtung (V) vorderste Ladeschraube (2a) in eine Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits (6) durch Vorschieben des Gurtes (8) zuführbar ist, und wobei die Ladevorrichtung (7) eine Fördereinrichtung (10) aufweist, die ausgebildet ist, den Gurt (8) innerhalb der Führung (9) zu transportieren, und wobei

- die Fördereinrichtung (10) wenigstens eine Förderklinke (11.1, 11.2) aufweist, welche zwischen einer Vorschubstellung und einer Rückzugsstellung entlang der Vorschubrichtung (V) in wiederholenden Takten vor und zurück bewegbar angetrieben gelagert ist, wobei die Förderklinke (11.1, 11.2) eine Kontakt fläche (12.1, 12.2) aufweist, welche ausgebildet ist zum Anliegen an einer der Ladeschraube (2a) nachfolgenden Transportschraube (2b) des Gurtes (8) , um den Gurt (8) innerhalb eines Taktes in Vorschubrichtung (V) um einen Schraubenabstand (A) zu fördern, und die Fördereinrichtung (10) wenigstens eine Anschlagsklinke (13.1, 13.2) aufweist, welche ausgebildet ist, die Ladeschraube (2a) in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits (6) zu halten, wenn der von der Förderklinke (11.1, 11.2) transportierte Gurt (8) die Ladeschraube (2a) gegen die Anschlagsklinke (13.1, 13.2) drückt.

2. Automatische Schraubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) eine erste Förderklinke (11.1) aufweist, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass eine erste

Kontakt fläche (12.1) der ersten Förderklinke (11.1) während der Vorschubbewegung an einem oberhalb des Gurtes (8) freiliegenden Schaftabschnitt (2.1) der anliegenden Transportschraube (2b) unmittelbar angreift und die Fördereinrichtung (10) eine zweite Förderklinke (11.2) aufweist, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass eine zweite Kontakt fläche (12.2) der zweiten Förderklinke (11.2) während der Vorschubbewegung an einem unterhalb des Gurtes (8) freiliegenden Schaftabschnitt (2.2) der anliegenden Transportschraube (2b) unmittelbar angreift.

3. Automatische Schraubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderklinke (11.1, 11.2) , insbesondere die erste Förderklinke (11.1) und die zweite Förderklinke (11.2) mittels wenigstens einer Feder (14) in ihre Förderstellungen vorgespannt gelagert sind, derart, dass bei einem Zurückbewegen der Förderklinke (11.1, 11.2) , insbesondere der ersten Förderklinke (11.1) und der zweiten Förderklinke (11.2) , aus der Vorschubstellung in die Rückzugsstellung entgegen der Vorschubrichtung (V) die Förderklinke (11.1, 11.2) , insbesondere die erste Förderklinke (11.1) und die zweite Förderklinke (11.2) über einen Schaftabschnitt einer der Transportschraube (2b) nachfolgenden Folgeschraube (2c) hinweggleitet, indem die Förderklinke (11.1, 11.2) , insbesondere die erste Förderklinke (11.1) und die zweite Förderklinke (11.2) quer zur Vorschubrichtung (V) ausweichen kann, um die Folgeschraube (2c) umgehen zu können, so dass die wenigstens eine Kontakt fläche (12.1, 12.2) , insbesondere die erste Kontakt fläche (12.1) und die zweite Kontakt fläche (12.2) mit der Folgeschraube (2c) von hinten in Kontakt kommen kann, um im nächstfolgenden Takt die Ladeschraube (2b) zu bilden.

4. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (7) eine in einen Führungskanal (15) der Ladevorrichtung (7) hineinragende, federvorgespannte Sperrklinke (16) aufweist, die derart ausgebildet und gelagert ist, dass die Sperrklinke (16) bei einer Bewegung des Gurtes (8) in Vorschubrichtung (V) nach vorne entgegen ihrer Federvorspannung durch eine nach vorne geförderte Schraube (2) aus dem Führungskanal (15) herausgedrückt wird und bei einem Zurückbewegen der Förderklinke (11.1, 11.2) , insbesondere der ersten Förderklinke (11.1) und der zweiten Förderklinke (11.2) , aus der Vorschubstellung in die Rückzugsstellung entgegen der Vorschubrichtung (V) die Sperrklinke (16) in den Führungskanal (15) ragt, um ein Zurückbewegen des Gurtes (8) zu verhindern.

5. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anschlagsklinke (13.1, 13.2) zwischen einer Haltestellung, in der die Ladeschraube (2a) in ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits (6) gehalten ist und einer Freigabestellung, in welcher die Anschlagsklinke (13.1, 13.2) aus dem Führungskanal (15) derart herausbewegt ist, dass die Ladeschraube (2a) aus ihrer Position unmittelbar unterhalb des Schraubbits (6) nach vorne in Vorschubrichtung (V) weiter hinausbewegt werden kann, verstellbar ist.

6. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) an einem Grundkörper der Ladevorrichtung auswechselbar befestigt ist.

7. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung an ihrem Grundkörper (18) einen Sitz

(21) aufweist, in dem eine Zentrierbuchse (22) auswechselbar befestigt ist, wobei die Zentrierbuchse

(22) eine Zentrierführung für das Schraubbit (6) bildet, um das Schraubbit (6) bezüglich der Ladeschraube (2a) in einer koaxialen Flucht auszurichten. 8. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Trommelmagazin (32) aufweisend :

- eine Trommelachse (33) , die ausgebildet ist zum Aufwickeln eines Gurtes (8) , an dem eine Vielzahl an Schrauben (2) in gleichmäßigen Schraubenabständen (A) voneinander und in parallelen Ausrichtungen zueinander vorkonfektioniert angeordnet sind,

- eine an dem einen Ende der Trommelachse (33) angeordnete erste Begrenzungsscheibe (34.1) und eine an dem anderen Ende der Trommelachse (33) angeordnete zweite Begrenzungsscheibe (34.2) , wobei wenigstens die erste Begrenzungsscheibe (34.1) und/oder die zweite Begrenzungsscheibe (34.2) zur Anpassung an unterschiedliche Schraubenlängen und/oder Schraubengrößen auf der Trommelachse (33) axial versetzbar gelagert ist.

9. Automatische Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (7) eine Messerführung (23) aufweist, die ausgebildet ist zur Führung einer Schneidklinge (24) einer Schneidvorrichtung (25) , die ausgebildet ist zum automatischen Abtrennen eines durch die Ladevorrichtung (7) hindurchgelaufenen und/oder leeren Gurtbandabschnitts von dem Gurt (8) .

10. Roboterwerkzeug, aufweisend einen Grundträger (29) , einen am Grundträger (29) angeordneten Werkzeugflansch (30) , der ausgebildet ist zur Befestigung des Roboterwerkzeugs (28) an einem Anschlussflansch eines Roboterarms, sowie aufweisend mehrere an dem Grundträger

(29) angeordnete Montageträger (31) , die ausgebildet sind zur jeweils einzelnen Befestigung jeweils einer automatischen Schraubvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.