WO2021023580A1 - Fügeroboter mit einem trommelvereinzeler - Google Patents

Fügeroboter mit einem trommelvereinzeler Download PDF

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WO2021023580A1
WO2021023580A1 PCT/EP2020/071266 EP2020071266W WO2021023580A1 WO 2021023580 A1 WO2021023580 A1 WO 2021023580A1 EP 2020071266 W EP2020071266 W EP 2020071266W WO 2021023580 A1 WO2021023580 A1 WO 2021023580A1
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WO
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joining
joining elements
guide
sorting
separating
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/071266
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Hornbostel
Hannes Ebinger
Original Assignee
Audi Ag
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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/007—Riveting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/14—Details or accessories
    • B07B13/16—Feed or discharge arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/30—Particular elements, e.g. supports; Suspension equipment specially adapted for portable riveters
    • B21J15/32—Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators

Definitions

  • the invention relates to a drum separator and a compact device, which is arranged on a joining robot, for storing and separating joining elements
  • Separation modules for processing punch rivets, screws and any kind of special joining elements have the aim of moving the joining elements from loose bulk material into an orderly position and then separating them into the joining pliers for processing.
  • Various possibilities are known for getting the rivets out of their loose, ordered state individually.
  • DE 102010020009 A1 discloses a device and a method for transferring rod-shaped articles.
  • the method is used to separate the articles by means of a drum with troughs, a guide of the articles in the drum being adapted with a sealing shoe which is arranged around the drum, as well as a lowerable guide block and inflatable supports.
  • DE 102010022988 A1 relates to a method and a device for supplying shaped parts.
  • the device has a storage container for joining elements, which are separated by means of drum blades and transported to a robot on a conveyor belt.
  • DE 19545672 C2 discloses a device for separating and selecting rivets for an automatic riveting system, which is a Has drum wheel with transport grooves, the rivets separated and transported by means of a rotary switch with guide profile in a conveyor pipe.
  • DE 102016 124694 A1 discloses a rivet separator for supplying the rivet setting device of a rivet-processing robot device, comprising a working memory that stores rivets as bulk material and a delivery unit for the rivets that connects the working memory to a connection line to the rivet-setting device.
  • the delivery unit has a drum wheel for separating the rivets.
  • drum separators In order to bring rivets from a disordered state to an orderly state, drum separators have proven particularly advantageous, as they are used in DE 102016 124694 A1.
  • the drum is used to set the joining elements in motion and to be able to line them up at an exit section.
  • a gap is formed between the drum wheel and the guide bar, which makes the rivet to be sorted visible.
  • the movement of the robot arm may cause the rivets to jam after exiting the groove of the drum wheel due to the increased degree of freedom of the rivets. These can block the drum wheel or make it necessary to shut down the entire system.
  • the present invention has set itself the task of making available a compact rivet separating device arranged on a joining robot, the process reliability of which is guaranteed even with different robot positions.
  • a web of a guide element is introduced into the groove between the drum wheel and guide bar of a drum separator, with which the freedom of movement of a joining element (rivet) is considerably restricted so that it can hardly tilt diagonally after exiting the drum wheel.
  • the subject of the invention is a separating module arranged on a joining robot for separating joining elements, comprising a storage container for joining elements and a drum separator, which has a sorting ring and at least one first and one second guide bar, which together delimit a circular channel for guiding the joining elements, characterized in that a guide element is arranged on the first guide bar and the second guide bar, which has a web which follows the contour of the wall of the first guide bar facing the sorting ring and into the channel formed between the sorting ring and the first guide bar and one between the engages the first and the second guide rail formed outlet channel.
  • the joining elements are rivets, in particular semi-tubular punch rivets.
  • the rivets can have different lengths, for example in the range from 2.5 to 10 mm, or 3.5 to 8 mm.
  • the rivets have a diameter of 2 to 7 mm, for example 3 to 6 mm.
  • the rivets are 3 to 4 mm in diameter and 3 to 6 mm in length.
  • the rivets have a diameter of 5 to 6 mm and a length of 4 to 8 mm.
  • the separation module includes a drum separator. Any drive, for example an electric drive motor, is used to rotate the drum.
  • the drum separator has a sorting unit (drum), rotatable relative to the storage container for joining elements, for receiving individual elements Joining elements in at least one receiving opening which is open in at least one rotational position in the direction of the storage container, so that a joining element stored in the storage container can get into the at least one receiving opening, in particular fall.
  • drum sorting unit
  • a plurality of receiving openings are formed on a sorting wheel, e.g. B. on a hole or gear.
  • a sorting wheel can ensure that the receiving openings, due to rotation, always pass the point on the storage container at which joining elements can get out of this into a receiving opening if they are aligned accordingly.
  • the sorting wheel comprises a sorting disc to be received on the end face of a rotatable shaft and a sorting ring connected to this with receiving openings
  • the sorting wheel is laterally bordered by at least a first and a second guide strip which, together with the sorting wheel, delimit a circular channel in which the joining elements are transported.
  • the guide strips are mounted on the housing of the storage container. The guide strips prevent the joining elements from falling out of the storage container and the receiving openings of the sorting wheel. By turning the sorting wheel, the aligned joining elements received in the receiving openings are carried along and transported further in the conveying direction to an outlet channel which is formed between the first and the second guide rail and leads radially outward.
  • a guide element is mounted on the guide strips which has a web, which follows the contour of the wall of the first guide strip facing the sorting wheel and engages in the channel formed between the sorting wheel and the guide strips and the outlet channel. In this way, the joining element is better guided and limited in length after exiting the storage container.
  • the guide element also ensures that rivets that are too long can no longer exit the filling hopper, which improves the detection of missing parts.
  • it has the function of securely returning joining elements, which are guided upwards by the rotating drum wheel, which preferably happens when the outlet channel (groove) is full, to the storage container without jamming.
  • the web of the guide element comprises a return element. This is arranged at the rear end of the web of the guide element in the conveying direction and guides incorrectly oriented joining elements back into the storage container.
  • the dimensions of the web depend on the length of the joining elements to be processed and the depth of the channel formed between the sorting wheel and the guide strips and the outlet channel.
  • the web height limits the rivet in length The longer the rivet, the lower the web height.
  • the web height is chosen so that the rivet still has 0.1 mm to 0.3 mm of freedom in length, for example 0.2 mm of freedom in length.
  • the web height in the area of the return element is selected so that the distance between the top edge of the return element and the bottom of the channel formed between the sorting wheel and the guide strips is 0.4 mm to 0.6 mm, for example 0.5 mm. This ensures that the rivet head cannot jam.
  • the web height varies from 0.8 mm for a rivet 8 mm in length to 6.3 mm, for a rivet 2.5 mm long. In the area of the return element, the web height is 8.4 mm to 8.6 mm, for example 8.5 mm.
  • the width of the web is 3 mm to 8 mm, for example 3.5 to 6 mm. in one embodiment the width of the web is 3 mm to 4 mm, in another embodiment 5 mm to 6 mm.
  • the guide element works as follows: a joining element (rivet) is fed from the storage container (bunker) through an inlet opening to the drum separator and picked up by means of the sorting wheel rotating (clockwise) (due to gravity at about 4 o'clock of the sorting wheel) and up to the outlet channel (at around 7 o'clock of the sorting wheel) through which the rivet falls out. If the rivet is slightly tilted at the outlet channel, the rivet will continue to be carried along and then returned to the bunker by the return element via the inlet opening (at around 12 o'clock on the sorting wheel).
  • the invention also relates to a device arranged on a joining robot for storing and separating joining elements, comprising at least one separating module according to the invention, a buffer section in which the oriented joining elements emerging from the separating module are lined up one behind the other, and an output device connected to the buffer section for outputting individual ones Joining elements in a feed hose, via which joining elements are transported to a joining tool of the joining robot.
  • the device arranged on a joining robot for storing and separating joining elements comprises at least two separating modules according to the invention
  • the device according to the invention (“compact separator”) for storing and separating joining elements, in particular semi-tubular punch rivets, is mounted on a joining robot.
  • This has the advantage that short feed hoses can be used that prevent the robot from moving about all axes do not have to participate.
  • the length of the supply hose is a maximum of 3 m, for example 2 to 3 m. It saves supply time and compressed air energy because the joining element only has a short way to the installation site and it saves maintenance costs because the supply hose is a wear part and thus the effort can be reduced to change.
  • the devices according to the invention enable the joining elements (rivets) to be sorted without system malfunctions.
  • the guide element ensures that the sensor function for querying the fill level in the outlet rail is reliably queried. Another advantage is that when the rivet emerges from the grooves of the drum wheel, due to the geometric limitation, rivets that are too long can no longer emerge. This facilitates process monitoring to identify incorrectly filled rivets.
  • Figure 1 is a perspective view of a compact separator of the prior art
  • FIG. 2 is a perspective and an exploded view of FIG
  • FIG. 3 shows a perspective and an exploded view of FIG
  • Sorting unit of a separating module according to the invention Sorting unit of a separating module according to the invention
  • Figure 4 shows different views of an embodiment of the
  • FIG. 1 shows a perspective view of a compact separator 10 of the prior art with two separating modules 11 and 21.
  • the separating modules 11 and 21 are locked on a base plate via suspensions 13 and 23.
  • Each separating module 11 or 21 has a storage container 12 or 22 for joining elements.
  • the filling openings of the storage containers 12 and 22 are closed by flaps 14 and 24 and are therefore not visible in the drawing.
  • the joining elements in the storage containers 12 or 22, e.g. semi-hollow punch rivets, are sorted using drum separators 15 or 25 and lined up in a buffer section 16 or 26. If necessary, the lined up joining elements are separated in the output unit 27 and fed to a feed hose 17, via which they are transported to the joining tool of the joining robot by means of compressed air
  • FIG. 2 shows a perspective and an exploded view of the sorting unit 30 of a separating module 11 or 21 from FIG. 1.
  • a sorting ring 32 has recesses 33 for receiving joining elements.
  • the sorting ring is connected to a sorting disc 34 which is mounted on a shaft which drives the sorting unit 30.
  • the position of the sorting disk 34 on the shaft can be varied via a spacer disk 31.
  • a separating element 38 is attached to the guide bar, which ensures that only joining elements received in the correct position in the receiving openings 33 can be transported further in the conveying direction on this separating element 38, also referred to as a cross slide.
  • FIG. 1 shows a perspective and an exploded view of the sorting unit 30 of a separating module 11 or 21 from FIG. 1.
  • a sorting ring 32 has recesses 33 for receiving joining elements.
  • the sorting ring
  • the sorting unit 30 has a sorting ring 32 with recesses 33 for receiving joining elements.
  • An outlet channel for the joining elements is formed between the first guide bar 35 and the second guide bar 36.
  • the sorting unit 30 additionally has a guide element 37 which is mounted on the first guide bar 35 and the second guide bar 36.
  • the guide element 37 has a web 39 which engages in the guide channel delimited by the first guide bar 35 and the sorting ring 32 and the outlet channel formed between the first guide bar 35 and the second guide bar 36 and prevents the joining elements located therein from tilting after exiting the Sorting ring 32 prevents. In this way, the joining element is better guided and limited in length after exiting the storage container (filling bunker). At the same time, the guide element 37 ensures that joining elements that are too long can no longer exit the filling bunker, which improves the detection of missing parts.
  • the web 39 engages in the guide channel over a length which corresponds to an angular range of 215 ° to 380 ° (the 12 o'clock position corresponds to 0 °), that is to say an arc of 165 °.
  • the web 39 engages in the outlet channel over its entire length.
  • a return element 38 Integrated into the web 39 is a return element 38 which safely returns joining elements that have not been ejected from the sorting wheel 32 through the inlet opening of the drum separator into the filling bunker.
  • FIG. 4 shows different views of an embodiment of the guide element 37 of the separating module according to the invention with a web 39 and an integrated return element 38.
  • the width of the web 39 depends on the length of the joining elements to be processed.
  • the web 39 is higher in the area of the return element 38 than in the rest of the course and that integrated return element 38 tapers outwards on one side in order to safely return any joining elements carried along through the inlet opening of the joining elements on the drum separator or on the sorting ring 32 into the storage container.
  • the height of the web 39 is 5.3 mm; in the area of the return element 38 6.5 mm.
  • the width of the web 39 is 3.5 mm.
  • the length of the return element 38 is approximately 25 mm, the length of the tapered or beveled region being 13 mm.
  • the guide element 37 is fastened to the first guide bar 35 and the second guide bar 36 with screws 40 via the bores shown in the figure.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Discharge Of Articles From Conveyors (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trommelvereinzeler und eine an einem Fügeroboter angeordnete kompakte Vorrichtung zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen,

Description

FÜGEROBOTER MIT EINEM TROMMELVEREINZELER
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft einen T rommelvereinzeler und eine an einem Fügeroboter angeordnete kompakte Vorrichtung zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen
Vereinzelungsmodule für die Verarbeitung von Stanznieten, Schrauben und jeglicher Art von Sonderfügeeiementen haben das Ziel, die Fügeelemente aus einem losen Schüttgut in eine geordnete Position zu bringen und dann zur Verarbeitung in die Fügezange zu vereinzeln. Um die Niete aus dem losen, geordneten Zustand vereinzelt zu bekommen, sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt.
So sind aus der DE 102010020009 Al eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überführen stabförmiger Artikel bekannt. Das Verfahren dient zur Vereinzelung der Artikel mittels einer Trommel mit Mulden, wobei mit einem Dichtschuh, der um die Trommel herum angeordnet ist, sowie einem absenkbaren Führungsklotz und aufblasbaren Auflagen eine Führung der Artikel in der Trommel angepasst wird.
Die DE 102010022988 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung von geformten Teilen. Die Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter für Fügeelemente auf, die mittels Trommelschaufeln vereinzelt und auf ein Förderband zu einem Roboter transportiert werden.
Aus der DE 19545672 C2 geht eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Auswahlen von Nieten für ein automatisches Nietsystem hervor, die ein Trommelrad mit Transportnuten aufweist, das Niete vereinzelt und mittels einer Drehweiche mit Führungsprofil in ein Förderrohr befördert.
Die DE 102016 124694 A1 offenbart einen Niet-Vereinzeler zur Versorgung der Niet-Setzvorrichtung einer Niete verarbeitenden Roboter-Vorrichtung, umfassend einen Niete als Schüttgut bevorratenden Arbeitsspeicher und eine den Arbeitsspeicher mit einer Anschlussieitung zur Niet-Setzvorrichtung verbindende Fördereinheit für die Niete. Die Fördereinheit weist ein Trommelrad zur Vereinzelung der Niete auf.
Um Niete von einem ungeordneten Zustand in einen geordneten Zustand zu bringen, haben sich besonders Trommelvereinzeler als vorteilhaft erwiesen, wie sie in DE 102016 124694 A1 zur Anwendung kommen. Dabei wird die Trommel dazu benutzt, um die Fügeelemente in Bewegung zu bringen und an einer Austrittstrecke aufreihen zu können. Zwischen Trommelrad und Führungsleiste ist ein Spalt ausgebildet, der den zu sortierenden Niet sichtbar werden lässt.
Ist der Trommelvereinzeler an einem Roboterarm montiert, kann es aufgrund des erhöhten Freiheitsgrads der Niete durch die Bewegung des Roboterarms zu Verklemmungen der Niete nach Austritt aus der Nut des Trommelrades kommen. Diese können zur Blockade des Trommelrades führen oder eine Abschaltung der gesamten Anlage erforderlich machen.
Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine an einem Fügeroboter angeordnete kompakte Niet- Vereinzelungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Prozesssicherheit auch bei unterschiedlichen Roboterpositionen gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Erfindungsgemäß wird in die Nut zwischen Trommelrad und Führungsleiste eines Trommelvereinzelers ein Steg eines Leitelements eingebracht, mit dem die Bewegungsfreiheit eines Fügeelements (Niets) erheblich eingeschränkt wird, so dass dieses nach Austritt aus dem Trommelrad kaum noch diagonal verkippen kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein an einem Fügeroboter angeordnetes Vereinzelungsmodul zur Vereinzelung von Fügeelementen, umfassend einen Vorratsbehälter für Fügeelemente und einen Trommelvereinzeler, der einen Sortierring und mindestens eine erste und eine zweite Führungsleiste, die gemeinsam einen kreisförmig verlaufenden Kanal zur Führung der Fügeelemente begrenzen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Führungsleiste und der zweiten Führungsleiste ein Leitelement angeordnet ist, das einen Steg aufweist, welcher der Kontur der dem Sortierring zugewandten Wand der ersten Führungsleiste folgt und in den zwischen dem Sortierring und der ersten Führungsleiste ausgebildeten Kanal und einen zwischen der ersten und der zweiten Führungsleiste ausgebildeten Auslaufkanal eingreift.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei den Fügeelementen um Niete, insbesondere Halbhohlstanzniete. Die Niete können unterschiedliche Längen aufweisen, beispielsweise im Bereich von 2,5 bis 10 mm, oder 3,5 bis 8 mm. In einer Ausführungsform haben die Niete einen Durchmesser von 2 bis 7 mm, beispielsweise von 3 bis 6 mm. In einer Ausführungsform haben die Niete einen Durchmesser von 3 bis 4 mm und eine Länge von 3 bis 6 mm. In einer anderen Ausführungsform haben die Niete einen Durchmesser von 5 bis 6 mm und eine Länge von 4 bis 8 mm.
Das Vereinzelungsmodul umfasst einen Trommelvereinzeler. Zur Drehung der Trommel wird ein beliebiger Antrieb verwendet, beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor.
Der Trommelvereinzeler weist eine relativ zum Vorratsbehälter für Fügeelemente drehbare Sortiereinheit (Trommel) zur Aufnahme einzelner Fügeelemente in wenigstens einer Aufnahmeöffnung auf, die in wenigstens einer Drehposition in Richtung des Vorratsbehälters offen ist, so dass ein im Vorratsbehälter bevorratetes Fügeelement in die wenigstens eine Aufnahmeöffnung geraten, insbesondere fallen kann.
In einer Ausführungsform sind mehrere Aufnahmeöffnungen an einem Sortierrad ausgebildet, z. B. an einem Loch oder Zahnrad Durch ein solches Sortierrad kann gewährleistet werden, dass die Aufnahmeöffnungen drehbedingt immer wieder an der Stelle am Vorratsbehälter vorbeikommen, an welcher Fügeelemente aus diesem heraus in eine Aufnahmeöffnung geraten können, wenn sie entsprechend ausgerichtet sind.
Durch eine entsprechend große Kontaktfläche zwischen dem Sortierrad und dem Inneren des Vorratsbehälters können mehrere Fügeelemente gleichzeitig in mehrere Aufnahmeöffnungen des Sortierrades geraten oder bei nicht passender Ausrichtung aus ihrer Position im Vorratsbehälter verdrängt werden und dafür Platz für ein anderes Fügeelement machen.
In einer Ausführungsform umfasst das Sortierrad eine an einer drehbaren Welle stirnseitig aufzunehmende Sortierscheibe und einen mit dieser verbundenen Sortierring mit Aufnahmeöffnungen
Das Sortierrad ist seitlich umrandet von mindestens einer ersten und einer zweiten Führungsleiste, die gemeinsam mit dem Sortierrad einen kreisförmig verlaufenden Kanal begrenzen, in dem die Fügeelemente transportiert werden. In einer Ausführungsform sind die Führungsleisten am Gehäuse des Vorratsbehälters montiert. Die Führungsleisten verhindern ein Herausfallen der Fügeelemente aus dem Vorratsbehälter und den Aufnahmeöffnungen des Sortierrads. Durch Drehen des Sortierrades werden die ausgerichtet in den Aufnahmeöffnungen aufgenommenen Fügeelemente mitgenommen und in Förderrichtung zu einem zwischen der ersten und der zweiten Führungsleiste ausgebildeten, radial nach außen führenden Auslaufkanal weitertransportiert. Erfindungsgemäß ist auf die Führungsleisten ein Leitelement montiert, welches einen Steg aufweist, weicher der Kontur der dem Sortierrad zugewandten Wand der ersten Führungsleiste folgt und in den zwischen dem Sortierrad und den Führungsleisten ausgebildeten Kanal und den Auslaufkanal eingreift. Damit wird das Fügeelement nach Austritt aus dem Vorratsbehälter besser geführt und in der Länge begrenzt.
Das Leitelement sorgt auch dafür, dass zu lange Niete nicht mehr aus dem Füllbunker austreten können, was die Fehlteilerkennung verbessert. Zusätzlich hat es die Funktion, Fügeelemente, die von dem drehenden Trommelrad mit nach oben geführt werden, was vorzugweise passiert, wenn der Auslaufkanal (Nut) stark gefüllt ist, wieder sicher in den Vorratsbehälter zurückzuführen, ohne dass diese verklemmen. Hierfür umfasst der Steg des Leitelements ein Rückführelement. Dieses ist am in Förderrichtung hinteren Ende des Steges des Leitelements angeordnet und führt nicht korrekt orientierte Fügeelemente in den Vorratsbehälter zurück.
Die Abmessungen des Stegs sind abhängig von der Länge der zu verarbeitenden Fügeelemente und der Tiefe des zwischen dem Sortierrad und den Führungsleisten ausgebildeten Kanals und des Auslaufkanals Die Steghöhe begrenzt den Niet in der Länge Je länger der Niet, desto geringer die Steghöhe. In einer Ausführungsform wird die Steghöhe so gewählt, dass der Niet noch 0,1 mm bis 0,3 mm Längenfreiheit hat, beispielsweise 0,2 mm Längenfreiheit. In einer Ausführungsform wird die Steghöhe im Bereich des Rückführelements so gewählt, dass der Abstand zwischen der Oberkante des Rückführelements und dem Boden des zwischen dem Sortierrad und den Führungsleisten ausgebildeten Kanals 0,4 mm bis 0,6 mm beträgt, beispielsweise 0,5 mm. Dadurch ist sichergestellt, dass der Nietkopf nicht klemmen kann.
In einer Ausführungsform, in der die Tiefe des zwischen dem Sortierrad und den Führungsleisten ausgebildeten Kanals und des Auslaufkanals 9 mm beträgt, variiert die Steghöhe von 0,8 mm, für einen Niet mit 8 mm Länge, bis 6,3 mm, für einen Niet mit 2,5 mm Länge. Im Bereich des Rückführelements beträgt die Steghöhe 8,4 mm bis 8,6 mm, beispielsweise 8,5 mm.
Die Breite des Steges beträgt in einer Ausführungsform 3 mm bis 8 mm, beispielsweise 3,5 bis 6 mm. in einer Ausführungsform beträgt die Breite des Stegs 3 mm bis 4 mm, in einer anderen Ausführungsform 5 mm bis 6 mm.
Das erfindungsgemäße Leitelement wirkt wie folgt: ein Fügeelement (Niet) wird aus dem Vorratsbehälter (Bunker) durch eine Eintrittsöffnung dem Trommelvereinzeler zugeführt und mittels des (im Uhrzeigersinn) rotierenden Sortierrads aufgenommen (schwerkraftbedingt bei etwa 4 Uhr des Sortierrads) und bis zum Auslaufkanal (bei etwa 7 Uhr des Sortierrads) mitgeführt, durch den der Niet herausfällt. Sollte es zu einem leichten Verkanten des Niets am Auslaufkanal kommen, wird der Niet weiter mitgeführt und durch das Rückführelement dann über die Eintrittsöffnung in den Bunker rückgeführt (bei etwa 12 Uhr des Sortierrads).
Gegenstand der Erfindung ist auch eine an einem Fügeroboter angeordnete Vorrichtung zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Vereinzelungsmodul, eine Pufferstrecke, in welcher die aus dem Vereinzelungsmodul austretenden orientierten Fügeelemente hintereinander aufgereiht werden, und eine an die Pufferstrecke angeschlossene Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einzelner Fügelemente in einen Zuführschlauch, über den Fügeelemente zu einem Fügewerkzeug des Fügeroboters transportiert werden.
In einer Ausführungsform umfasst die an einem Fügeroboter angeordnete Vorrichtung zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen mindestens zwei erfindungsgemäße Vereinzelungsmodule
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ("Kompaktvereinzeler") zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen, insbesondere Halbhohlstanznieten, ist an einem Fügeroboter montiert. Das hat den Vorteil, dass kurze Zuführschläuche eingesetzt werden können, die die Roboterbewegung über alle Achsen nicht mitmachen müssen. In einer Ausführungsform beträgt die Länge des Zuführschlauchs maximal 3 m, beispielsweise 2 bis 3 m. Es spart Zuführzeit und Druckluftenergie, weil das Fügeelement nur noch einen kurzen Weg zum Verbauort hat und es spart Wartungskosten, weil der Zuführschlauch ein Verschleißteil ist und somit der Aufwand zum Wechseln reduziert werden kann.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen ermöglichen eine Sortierung der Fügeelemente (Niete) ohne Anlagenstörungen. Zusätzlich wird mit dem Leitelement gewährleistet, dass die Sensorfunktion für die Abfrage des Füllstands in der Auslaufschiene sicher abgefragt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beim Austritt der Niete aus den Nuten des Trommelrades aufgrund der geometrischen Begrenzung keine zu langen Niete mehr austreten können. Dadurch wird eine Prozessüberwachung zur Erkennung falsch eingefüllter Niete begünstigt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Kompaktvereinzelers des Standes der Technik;
Figur 2 eine perspektivische und eine Explosionsdarstellung der
Sortiereinheit eines Vereinzelungsmoduls aus Figur 1; Figur 3 eine perspektivische und eine Explosionsdarstellung der
Sortiereinheit eines erfindungsgemäßen Vereinzelungsmoduls;
Figur 4 verschiedene Ansichten einer Ausführungsform des
Leitelements eines erfindungsgemäßen Vereinzelungsmoduls.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Kompaktvereinzeler 10 des Standes der Technik mit zwei Vereinzelungsmodulen 11 und 21. Die Vereinzelungsmodule 11 und 21 sind über Aufhängungen 13 und 23 an einer Basisplatte arretiert. Jedes Vereinzelungsmodul 11 bzw. 21 weist einen Vorratsbehälter 12 bzw. 22 für Fügeelemente auf. Die Einfüllöffnungen der Vorratsbehälter 12 und 22 sind über Klappen 14 bzw. 24 verschlossen und daher in der Zeichnung nicht sichtbar. Die in den Vorratsbehältern 12 bzw 22 befindlichen Fügeelemente, z.B. Halbhohlstanzniete, werden über Trommelvereinzeler 15 bzw 25 sortiert und in einer Pufferstrecke 16 bzw. 26 aufgereiht. Die aufgereihten Fügeelemente werden in der Ausgabeeinheit 27 bei Bedarf vereinzelt und einem Zuführschlauch 17 zugeführt, über den sie mittels Druckluft zu dem Fügewerkzeug des Fügeroboters transportiert werden
Figur 2 zeigt eine perspektivische und eine Explosionsdarstellung der Sortiereinheit 30 eines Vereinzelungsmoduls 11 bzw. 21 aus Figur 1 Ein Sortierring 32 weist Ausnehmungen 33 zur Aufnahme von Fügeelementen auf. Der Sortierring ist mit einer Sortierscheibe 34 verbunden, die auf einer Welle montiert ist, welche die Sortiereinheit 30 antreibt. Die Position der Sortierscheibe 34 auf der Welle kann über eine Distanzscheibe 31 variiert werden. Eine erste Führungsleiste 35 und eine zweite Führungsleiste 36 begrenzen gemeinsam mit dem Sortierring 32 einen Führungskanal für die Fügeelemente. An der Führungsleiste ist ein Abtrennelement 38 befestigt, das dafür sorgt, dass nur in korrekter Lage in den Aufnahmeöffnungen 33 aufgenommene Fügeelemente in Förderrichtung an diesem auch als Querschieber bezeichneten Abtrennelement 38 weitertransportiert werden können. Figur 3 zeigt eine perspektivische und eine Explosionsdarstellung der Sortiereinheit 30 eines erfindungsgemäßen Vereinzelungsmoduls Die Sortierscheibe 34 ist nicht eingezeichnet. Die Sortiereinheit 30 weist einen Sortierring 32 mit Ausnehmungen 33 zur Aufnahme von Fügeelementen auf. Eine erste Führungsleiste 35 und eine zweite Führungsleiste 36 begrenzen gemeinsam mit dem Sortierring 32 einen Führungskanal für die Fügeelemente. Zwischen der ersten Führungsleiste 35 und der zweiten Führungsleiste 36 ist ein Auslaufkanal für die Fügeelemente ausgebildet. Die Sortiereinheit 30 weist zusätzlich ein Leitelement 37 auf, das auf der ersten Führungsleiste 35 und der zweiten Führungsleiste 36 montiert ist. Das Leitelement 37 weist einen Steg 39 auf, der in den von der ersten Führungsleiste 35 und dem Sortierring 32 begrenzten Führungskanal und den zwischen der ersten Führungsleiste 35 und der zweiten Führungsleiste 36 ausgebildeten Auslaufkanal eingreift und ein Verkippen der darin befindlichen Fügeelemente nach dem Austritt aus dem Sortierring 32 unterbindet. Damit wird das Fügeelement nach Austritt aus dem Vorratsbehälter (Füllbunker) besser geführt und in der Länge begrenzt. Gleichzeitig sorgt das Leitelement 37 dafür, dass zu lange Fügeelemente nicht mehr aus dem Füllbunker austreten können, was die Fehlteilerkennung verbessert. In der dargestellten Ausführungsform greift der Steg 39 in den Führungskanal über eine Länge ein, die einem Winkelbereich von 215° bis 380° entspricht (wobei die 12-Uhr-Position 0° entspricht), also einem Kreisbogen von 165°. Zudem greift der Steg 39 in den Auslaufkanal über dessen gesamte Länge ein. In den Steg 39 integriert ist ein Rückführelement 38, das nicht ausgeworfene Fügeelemente sicher aus dem Sortierrad 32 durch die Eintrittsöffnung des T rommelvereinzelers in den Füllbunker zurückführt.
Figur 4 zeigt verschiedene Ansichten einer Ausführungsform des Leitelements 37 des erfindungsgemäßen Vereinzelungsmoduls mit Steg 39 und integriertem Rückführelement 38 Die Breite des Steges 39 ist abhängig von der Länge der zu verarbeitenden Fügeelemente. Der Steg 39 ist im Bereich des Rückführelements 38 höher als im restlichen Verlauf und das integrierte Rückführelement 38 verjüngt sich einseitig nach außen, um mitgeführte Fügeelemente durch die Eintrittsöffnung der Fügeelemente am T rommelvereinzeler bzw. am Sortierring 32 sicher in den Vorratsbehälter zurückzuführen ln dem in Figur 4 dargestellten Beispiel beträgt die Höhe des Steges 39 5,3 mm; im Bereich des Rückführelements 38 6,5 mm. Die Breite des Steges 39 beträgt 3,5 mm. Die Länge des Rückführelements 38 beträgt etwa 25 mm, wobei die Länge des sich verjüngenden bzw. abgeschrägten Bereichs 13 mm ausmacht. Das Leitelement 37 wird über die in der Abbildung eingezeichneten Bohrungen mit Schrauben 40 auf der ersten Führungsleiste 35 und der zweiten Führungsleiste 36 befestigt.
Bezugszeichenliste
10 Kompaktvereinzeler
11 Vereinzelungsmodul
12 Vorratsbehälter
13 Aufhängung
14 Klappe
15 Trommelvereinzeler
16 Pufferstrecke
17 Zuführschlauch
21 Vereinzelungsmodul
22 Vorratsbehälter
23 Aufhängung
24 Klappe
25 Trommelvereinzeler
26 Pufferstrecke
27 Ausgabeeinheit
30 Sortiereinheit
31 Distanzring
32 Sortierring
33 Ausnehmung
34 Sortierscheibe
35 erste Führungsleiste
36 zweite Führungsleiste
37 Leitelement
38 Abtrennelement/Rückführelement
39 Steg
40 Zylinderschraube

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. An einem Fügeroboter angeordnetes Vereinzelungsmodul (11, 21 ) zur Vereinzelung von Fügeelementen, umfassend einen Vorratsbehälter (12, 22) für Fügeelemente und einen Trommelvereinzeler (15, 25), der einen Sortierring (32) und mindestens eine erste Führungsleiste (35) und eine zweite Führungsleiste (36), die gemeinsam einen kreisförmig verlaufenden Kanal zur Führung der Fügeelemente begrenzen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Führungsleiste (35) und der zweiten Führungsleiste (36) ein Leitelement (37) angeordnet ist, das einen Steg (39) aufweist, welcher der Kontur der dem Sortierring (32) zugewandten Wand der ersten Führungsleiste (35) folgt und in den zwischen dem Sortierring (32) und der ersten Führungsleiste (35) ausgebildeten Kanal und einen zwischen der ersten Führungsleiste (35) und der zweiten Führungsleiste (36) ausgebildeten Auslaufkanal eingreift.
2. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach Anspruch 1, worin der Sortierring (32) Ausnehmungen (33) zur Aufnahme von Fügeelementen aufweist und mit einer auf einer Welle montierten Sortierscheibe (34) verbunden ist.
3. Vereinzelungsmodul (11, 21 ) nach Anspruch 2, das einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, der die Sortierscheibe (34) antreibt.
4. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Führungsleisten (35, 36) am Gehäuse des Vorratsbehälters (12, 22) montiert sind
5. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Steg (39) des Leitelements (37) ein Rückführelement (38) aufweist, das nicht korrekt orientierte Fügeelemente durch eine Eintrittsöffnung des
T rommelvereinzelers (15, 25) aus dem Sortierring (32) in den
Vorratsbehälter (12, 22) zurückführt.
6. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Breite des Steges (39) 3 bis 8 mm beträgt.
7. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Höhe des Steges (39) außerhalb des Bereichs des Rückführelements (38) 0,8 bis 6,3 mm beträgt.
8. Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Höhe des Steges (39) im Bereich des Rückführelements (38) 8,4 bis 8,6 mm beträgt.
9. An einem Fügeroboter angeordnete Vorrichtung (10) zur Bevorratung und Vereinzelung von Fügeelementen, umfassend mindestens ein Vereinzelungsmodul (11, 21) nach einem der voranstehenden Ansprüche, eine Pufferstrecke (16, 26), in der die aus dem Vereinzelungsmodul (11, 21) austretenden orientierten Fügeelemente hintereinander aufgereiht werden, und eine an die Pufferstrecke (16,26) angeschlossene Ausgabevorrichtung (27) zur Ausgabe einzelner Fügelemente in einen Zuführschlauch (17), über den Fügeelemente zu einem Fügewerkzeug des Fügeroboters transportiert werden
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, welche mindestens zwei
Vereinzelungsmodule (11, 21) umfasst.
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