WO2024236036A1 - Automatic screwing device, and robot tool - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an automatic screwing device for the automated screwing of belt-guided screws into workpieces, comprising a motor with a motor shaft to which a bit holder is coupled, which carries a screw bit that can be driven in rotation by the motor and whose axial position is adjustable, for the automatic driving of a screw attached to the screw bit into a workpiece.
- the invention also relates to a robot tool with several such automatic screwing devices.
- DE 10 2012 020 172 A1 describes an automatic screw tightening device that transfers a screw from a screw feed mechanism to a screw tightening mechanism by means of a screw transfer mechanism using air suction of the screw tightening mechanism, that engages the screw with a screw insert portion of a front end of the screw tightening mechanism and that tightens the screw against a predetermined screw range, wherein an output unit is provided at a front end of a transfer hose of the screw feed mechanism, a rotary arm is installed on the output unit, and a feed head unit is installed at a front end of the rotary arm to be brought into close contact with a screw insert portion of a front end of the screw tightening mechanism, the feed head unit between a close contact position, wherein the feed head unit is in close contact with the screw insert portion of the front end of the screw tightening mechanism, and an emptying position is movable with the feed head unit away from the screw bit unit , and in the close contact position the screw bit portion of the front end of the screw tightening mechanism
- the object of the invention is to create an automatic screwing device by means of which screws can be screwed into workpieces with a high screwing performance and high process reliability.
- a further object is to create a robot tool in order to be able to handle several automatic screwing devices together automatically.
- an automatic screwing device for the automated screwing of belt-guided screws into workpieces comprising:
- a loading device for feeding a belt on which several screws are pre-assembled at equal distances from one another and in parallel alignments to one another, wherein the loading device has a guide on which the screws are guided in such a way that a respective foremost one in the feed direction Loading screw can be fed into a position immediately below the screw bit by pushing the belt forward, and wherein the loading device has a conveyor device which is designed to transport the belt within the guide, and wherein
- the conveyor device has at least one conveyor pawl which is mounted so as to be movable back and forth in repeated cycles between an advance position and a retraction position along the feed direction, wherein the conveyor pawl has a contact surface which is designed to bear against a transport screw of the belt following the loading screw in order to convey the belt by one screw spacing within one cycle in the feed direction, and the conveyor device has at least one stop pawl which is designed to hold the loading screw in its position immediately below the screw bit when the belt transported by the conveyor pawl presses the loading screw against the stop pawl.
- the motor can be an electric motor, for example.
- the motor or a drive unit that includes the motor can have other components.
- the drive unit can be designed in the manner of a drywall screwdriver known per se. If necessary, commercially available drywall screwdrivers can be used for an automatic screwing device according to the invention. It can also be provided, for example, that the a commercially available drywall screwdriver is modified so that it can be operated in fully automatic mode, for example automatically controlled by a separate drive control. For example, a handle can be removed from the commercially available drywall screwdriver, a manual on/off switch and/or, if applicable, a manual direction of rotation switch can be removed.
- the electric motor of the drywall screwdriver modified in this way can then be attached to a height-adjustable carriage of the screw device according to the invention.
- Such height adjustability of the carriage relates to the longitudinal extent of the screw bit, i.e. to the axis of rotation about which the motor rotates the screw bit.
- the height adjustability of the carriage relates to a vertical alignment of the motor or the motor shaft, with the screw bit with its screw profile in this case pointing downwards.
- the carriage can be mounted on a base frame of the screwing device in an automatically adjustable manner by a linear drive.
- the linear drive can, for example, comprise a pneumatic cylinder which is supplied with compressed air, and electrically controllable valves can be provided in order to be able to control the pneumatic cylinder automatically via a control device, so that the screw bit driven by the motor can be automatically adjusted in the axial direction, i.e. can be advanced and retracted again.
- the screw bit can be interchangeably accommodated in the bit holder.
- different types of screw bits can be optionally inserted into the bit holder and used in conjunction with a belt that carries screws that match the screw bit.
- the motor drives the bit holder and consequently the screw bit so that a screw can be turned automatically when the screw bit engages the screw head profile of a screw.
- the motor, or the bit holder and the screw bit, are driven forward by means of a feed movement by the linear drive so that a screw attached to the screw bit is driven into the workpiece while the motor and the screw bit rotate the screw.
- the screws which can be connected by means of a belt, are to be fed automatically so that the screwing device can automatically drive screws into one or more workpieces in cycles.
- a loading device and a conveyor device are provided for automatic feeding.
- the loading device holds and guides the screws directly, for example by guiding the screws along the surfaces beneath the screw heads, or the loading device holds and guides the belt that carries the screws.
- the screws are driven directly from the belt into the workpiece by the motor-driven screw bit. The screws are therefore not fed to the screw bit one at a time. Rather, the belt is guided toward the screw bit by the loading device so that the foremost screw on the belt, the so-called loading screw, is positioned directly beneath the screw bit.
- the loading device has a guide along which the belt is guided.
- the guide can, for example, have two opposing strips which guide or hold the belt from two opposite sides.
- At least one of the two strips can have a strip shoulder on which the belt can rest and is guided on a linear feed path so that the screws, which are pre-assembled on the belt at equal screw spacings from one another and in parallel alignment to one another, can be fed in line with the axial extension of the screw bit.
- the foremost loading screw is then positioned directly below the screw bit, with the screw head directly next to the screw bit, so that the profile of the screw bit can fit positively into the matching screw head profile when the screw bit is moved axially downwards towards the screw.
- the guides can be detachably attached to a base body of the screwing device.
- the guides can be screwed to the base body. Due to a detachable attachment, in particular by means of screws, the guides can be easily replaced. This can be necessary in particular if the automatic screwing device is to be converted to a different type of screw. Depending on the type of screw head, the screw head profile and/or the diameter and/or possibly the length of the screws, it may be necessary to replace the guides.
- the conveyor device or the at least one conveyor pawl works in cycles, i.e. in each cycle the belt is conveyed forwards by one screw spacing in the feed direction. After a first loading screw has been automatically screwed into the workpiece using the screw bit, the previous support point of the loading screw on the belt is emptied and the next screw is conveyed forwards by the screw spacing in the feed direction so that a new loading screw is again positioned directly below the screw bit. So that the conveyor device or the at least one conveyor pawl can convey the belt forwards by a further screw spacing in the feed direction, the at least one conveyor pawl is moved back again by one screw spacing against the feed direction.
- the at least one stop pawl specifies the position in which the loading screw is located centrally under the screw bit, so that merely by a linear movement of the screw bit in the axial direction towards the loading screw, the profile of the screw bit can engage in a form-fitting manner with the screw head profile of the loading screw.
- the at least one stop pawl can be adjustably mounted on the loading device.
- the stop pawl can be adapted to different types of screws and/or different sizes of screws.
- the at least one stop pawl can in particular be pivotably mounted.
- the conveyor device can have a first conveyor pawl which is designed and mounted in such a way that a first contact surface of the first conveyor pawl directly engages a shaft section of the adjacent transport screw which is exposed above the belt during the feed movement, and the conveyor device can have a second conveyor pawl which is designed and mounted in such a way that a second contact surface of the second conveyor pawl directly engages a shaft section of the adjacent transport screw which is exposed below the belt during the feed movement.
- a transport screw can be perpendicular to its
- the distance between the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can be adapted to the total length of the screws to be used on the belt.
- the first conveyor pawl can contact the screw below the screw head, for example, and the second conveyor pawl can contact the screw from the free end of the screw tip, for example.
- the belt can connect the several screws in a middle section of the respective screw shafts.
- the belt runs in the intermediate area between the first conveyor pawl and the second conveyor pawl, guided directly along the at least one guide of the loading device or indirectly via the screws, which can be guided by means of their screw heads along the at least one guide of the loading device.
- the at least one conveyor pawl can be pre-tensioned into its conveyor positions by means of a spring, such that when the conveyor pawl is moved back from the feed position to the retraction position against the feed direction, the conveyor pawl slides over a shaft section of a follower screw following the transport screw, in that the conveyor pawl can move transversely to the feed direction in order to move the follower screw to be able to bypass it so that at least one contact surface can come into contact with the following screw from behind in order to form the loading screw from the transport screw in the next cycle.
- the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can be pre-tensioned into their conveyor positions by means of at least one spring each, such that when the first conveyor pawl and the second conveyor pawl move back from their advance positions to their retraction positions against the feed direction, the first conveyor pawl and the second conveyor pawl slide over a shaft section of a follow-up screw following the transport screw, in that the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can deviate transversely to the feed direction in order to be able to bypass the transport screw, so that the first contact surface and the second contact surface can come into contact with the follow-up screw in order to form the loading screw in the next cycle.
- the at least one conveyor pawl in particular the first conveyor pawl and the second conveyor pawl, can be mounted pivotably about a pivot axis on a base body of the loading device.
- the respective spring can have a spring coil section that can be positioned coaxially to the pivot axis, wherein a first spring leg adjoining the spring coil section can be supported against the respective conveyor pawl and a second spring leg adjoining the spring coil section opposite can be supported against the base body.
- the loading device can be inserted into a guide channel of the
- the guide has two opposing strips which guide or hold the screw heads or the belt from two opposite sides, the space above and/or below the two opposing strips forms the respective guide channel for the screws.
- the pawl therefore acts directly on the respective screw shaft of a screw. The pawl therefore does not act directly on the belt.
- the locking pawl can, for example, comprise a pivot lever which is pivotably mounted on the base body of the loading device.
- the pivot lever can have a locking lug which has a front surface pointing in the feed direction.
- the front surface can be aligned at least substantially perpendicular to the feed direction.
- the locking lug can have a rear surface opposite the front surface which can be aligned obliquely to the feed direction.
- the rear surface of the locking lug can be inclined in such a way that when a screw is conveyed forwards by means of the conveying device, a screw shaft of a subsequent screw can slide along the rear surface of the locking lug, whereby the Feed movement of the screw, which presses against the rear surface of the locking lug, the locking lug is pressed outwards against its spring preload so that the screw in question can pass the locking lug.
- the screw shaft of the screw which has passed through runs against the front surface of the locking lug.
- the screw shaft cannot push the locking lug out of the guide channel, but rather runs directly onto the front surface of the locking lug without the locking lug or the pivot lever moving. This prevents the belt from running back against the feed direction.
- the front surface can be at least approximately aligned with the pivot axis, so that when pressure is applied to the front surface, no torque at all or at most a very slight torque is induced, which is less than the minimum torque that would be required to push the locking pawl out of the guide channel.
- the at least one stop pawl can be adjustable between a holding position in which the loading screw is held in its position immediately below the screw bit and a release position in which the stop pawl is moved out of the guide channel in such a way that the loading screw can be moved further forwards in the feed direction from its position immediately below the screw bit.
- the at least one stop pawl can be driven or controlled and adjustable.
- the at least one stop pawl can be spring-loaded into the holding position. Such a spring-loaded mounting of the stop pawl therefore requires no drive and no additional drive energy to move the stop pawl.
- two stop pawls can be provided.
- One stop pawl can be located to the right or left of the loading screw.
- the stop pawls can in particular be designed and arranged in such a way that when a conveying movement in the feed direction is generated by the conveying device, the stop pawls cause the loading screw to strike in its head area.
- the belt is guided past the stop pawls without contact, so that a belt section which no longer has any screws is not stopped by the stop pawls, but is conveyed further in the feed direction by the conveying device or by the at least one conveying pawl indirectly via a screw which is resting on the contact surface and is still on the belt, past the position of the screw bit.
- the stop pawls can be preloaded with such a spring force that a loading screw is positioned precisely by means of the stop pawls, i.e. axially aligned with the screw bit on the stop pawls when at least one conveyor pawl has moved the transport screw into the feed position.
- a sensor in particular an optical sensor such as a camera
- the loading screw can be automatically checked in the feed position adjacent to the stop pawls to see whether the screw presented as the loading screw is OK, i.e. for example whether the screw shaft has the correct length, the screw shaft is straight, the thread on the screw shaft is complete and error-free and/or the screw head is error-free.
- the automatic check can be carried out, for example, by means of an image analysis on a control device which can automatically control the screwing device.
- a control device which can automatically control the screwing device.
- a sensor in particular an optical sensor such as a camera, it can also be automatically checked whether the loading device or the belt is still loaded with screws.
- a screw presented as a loading screw is classified as not OK, i.e. as faulty
- the screw bit is not operated and the screw presented as a loading screw is not used, i.e. is not automatically screwed into the workpiece. Rather, the screw bit remains in its holding position and the feed pawl is instead moved by an additional cycle so that a subsequent screw is presented as a new loading screw and the screw classified as faulty is automatically transported forwards past the stop pawls.
- the screw overcomes the spring force of the stop pawls so that the stop pawls are moved out of the guide channel, in particular are swung out. After the screw classified as faulty has left the loading position, the stop pawls close due to the spring preload.
- the guide can be attached to a base body of the loading device in an exchangeable manner.
- the guides can thus be detachably attached to the base body of the screwing device.
- the guides can be screwed to the base body. Due to a detachable attachment, in particular by means of screws, the guides can be easily replaced. This can be necessary in particular if the automatic screwing device is to be converted to use a different type of screw. Depending on the type of screw head, the screw head profile and/or the diameter and/or possibly the length of the screws, it may be necessary to replace the guides.
- the loading device can have a seat on its base body in which a centering bush is fastened, in particular in an interchangeable manner, wherein the centering bush forms a centering guide for the screw bit in order to align the screw bit in a coaxial alignment with respect to the loading screw.
- the shaft of the screw bit is guided in the centering bushing so that the screw bit can move in the axial direction through the centering bushing, but is supported and guided in the radial direction by the centering bushing.
- the centering bushing prevents the shaft of the screw bit from swinging or swinging.
- the centering bushing This ensures that the profile of the screw bit is always aligned coaxially with the corresponding screw head profile of the screw. When the profile of the screw bit engages the screw head profile of the screw, the screw to be screwed in is also stabilized and held in its axial alignment.
- the centering bushing is adapted to the type and size of the screw bit.
- the centering bushing is adapted to the diameter of the shaft of the screw bit. If the screwing device is to be able to screw in other types of screws automatically, then a screw bit adapted to the type of screw must always be used and the centering bushing must therefore also be adapted to the changed screw bit.
- the centering bushing can be screwed into the seat. Alternatively, the centering bushing can also be detachably attached to the seat in another way, for example by means of a locking device.
- the automatic screwing device can be equipped with a drum magazine.
- the drum magazine can have:
- drum axle designed to wind up a belt on which a large number of screws are pre-assembled at equal distances from one another and in parallel alignments to one another
- first limiting disc arranged at one end of the drum axis and a second limiting disc arranged at the other end of the drum axis, wherein at least the first limiting disc and/or the second limiting disc is mounted axially displaceably on the drum axis for adaptation to different screw lengths and/or screw sizes.
- the loading device can have a knife guide which is designed to guide a cutting blade of a cutting device which is designed to automatically separate a section of webbing which has passed through the loading device and/or is empty from the belt.
- the separating device or the cutting device can be arranged as a component of the screwing device directly on the screwing device, in particular on the loading device.
- the separating device or the cutting device can also be set up separately from the screwing device, for example as a stationary separating device or cutting device. If the screwing device is automatically guided and moved by a robot arm, for example, the screwing device can be moved up to the stationary separating device, the separating device can cut off an empty partial length of the belt there and the screwing device can then be moved back by the robot arm to its actual work station where the screws are to be screwed into the workpieces. The empty partial lengths of the belt cut off at the stationary separating device can fall into a collecting container so that they can be disposed of or recycled.
- the separating device in the form of a cutting device can have a cutting blade that can be moved automatically by a drive.
- the cutting blade can be moved along the knife guide of the loading device so that the knife can cross the path of movement of the empty partial lengths of the belt.
- the cutting blade can be moved against a fixed counter-holding plate so that the empty partial lengths of the belt come to rest between the counter-holding plate and the cutting blade and can be cut off there.
- a robot tool having a base support, a tool flange arranged on the base support, which is designed to fasten the robot tool to a connection flange of a robot arm, and having a plurality of mounting supports arranged on the base support, which are each designed to individually fasten an automatic screwing device according to one of the described embodiments.
- the workpiece can also be a sheet metal or several sheets of metal, or lightweight steel frames that are to be screwed together with self-tapping sheet metal screws.
- the base support of the robot tool has several mounting supports, different numbers of screw devices can be optionally attached to the base support.
- the mounting supports can also be adjustably mounted on the base support, so that the relative distances between two immediately adjacent mounting supports or screw devices can be adjustable, i.e. changeable.
- the robot tool can be designed in such a way that the attached screw devices can be operated in any orientation, i.e. orientation in space. It can even be provided that the multiple screw devices of the robot tool can be operated "overhead", i.e. for example screws can be screwed into the workpiece in a screwing direction from bottom to top, whereby the screws are screwed into an underside of the workpiece.
- the tool flange of the robot tool can have all electrical, pneumatic or hydraulic connectors or plug-in couplings so that all mounted screw devices can be supplied with the required type of energy in order to be able to control the screw devices automatically.
- the screwing devices can be automatically controlled by a separate control system via the robot arm.
- the separate control system for automatically controlling the screwing devices can be synchronized with a robot control system that automatically controls the movements of the robot arm.
- the separate control system and the robot control system can be designed as separate, independent control devices. Alternatively, the separate control system and the robot control system can be combined in a common process control system and, if necessary, even combined in a single control computer.
- Fig. 1 is a perspective view of an automatic
- Fig. 2 is a perspective view of the automatic Screwing device according to Fig. 1 with lowered screw bit
- Fig. 3 is a perspective view of the
- Fig. 4 is a perspective view of the
- Fig. 5 is a perspective view of the
- Fig. 6 a top view of the
- Fig . 7 a top view of the
- Fig. 8 a top view of the
- Fig. 10 is a partial perspective view of the automatic screwing device with a knife guide and a cutting device in a
- Fig. 11 is a partial perspective view of the automatic screwing device with a knife guide and a cutting device in a
- Fig. 12 is a perspective view of a
- Fig. 14 a perspective view of the
- Fig. 15 a perspective view of the
- drum magazine in a unique position from behind
- Fig. 16 an exploded view of the
- Fig. 1 shows an automatic screwing device 1.
- the automatic screwing device 1 is used for the automated screwing of belt-guided screws 2 (Fig. 3, Fig. 14) into workpieces.
- the automatic screwing device 1 has a motor 3 with a motor shaft 4 to which a bit holder 5 is coupled, which carries a screw bit 6 that can be driven in rotation by the motor 3 and whose axial position is adjustable in the direction of arrow PI, for automatically driving a screw 2 attached to the screw bit 6 into a workpiece.
- the automatic screwing device 1 has a loading device 7 for feeding a belt 8 (Fig. 3, Fig. 14) on which several screws 2 are pre-assembled at equal screw spacings A from one another and in parallel alignments to one another, wherein the loading device 7 has a guide 9 (Fig. 5) on which the belt 8 carrying the screws 2 is guided in such a way that a loading screw 2a which is at the front in the feed direction V can be fed into a position immediately below the screw bit 6 by pushing the belt 8 forward, wherein the loading device 7 has a conveyor device 10 (Fig. 4 to Fig . 9 ) which is designed to transport the belt 8 within the guide 9 .
- the guide 9 is fastened to a base body 18 of the loading device 7 on opposite sides in an exchangeable manner, as shown in Fig. 5 on one side of the loading device 7.
- the guide 9 is detachably screwed to the base body 18 via fastening screws 19.
- the screw unit also comprises a stop 41 which defines the screw-in depth of a screw 2.
- the stop 41 is attached to the feed unit 42 which carries the loading device 7.
- the counterpart 43 to the stop 42 is attached to the screw unit. If the counterpart 43 and the stop 41 come into contact with one another, as shown in Fig. 2, the screw unit cannot move any further in the direction of the workpiece and the screw bit 6 disengages from the screw 2 via a drywall coupling when the screw-in depth is reached.
- a pressure sensor is used as a fixed stop 41, it can be determined automatically whether the screw 2 has reached the desired screw-in depth and, consequently, in view of the expected height position or height difference, the screw 2 has been screwed in correctly.
- Fig. 2 shows how the stop 41 and the counterpart 43 lie against each other.
- the conveyor device 10 has at least one conveyor pawl 11.1, 11.2, which is mounted so as to be movable back and forth in repeated cycles along the feed direction V between a feed position (Fig. 7) and a retraction position (Fig. 6), wherein the conveyor pawl 11.1, 11.2 has a contact surface 12.1, 12.2, which is designed to rest against a transport screw 2b of the belt 8 following the loading screw 2a in order to convey the belt 8 within one cycle in the feed direction V by a screw spacing A, and the conveyor device 10 has at least one stop pawl 13.1, 13.2, which is designed to hold the loading screw 2a in its position immediately below the screw bit 6 when the belt 8 transported by the conveyor pawl 11.1, 11.2 pushes the loading screw 2a against the stop pawl 13.1, 13.2 presses.
- the conveyor device 10 has a first conveyor pawl 11.1, which is designed and mounted in such a way that a first contact surface 12.1 of the first conveyor pawl 11.1 during the Feed movement directly engages a shaft section 2.1 of the adjacent transport screw 2b which is exposed above the belt 8 and the conveyor device 10 has a second conveyor pawl 11.2 which is designed and mounted in such a way that a second contact surface 12.2 of the second conveyor pawl 11.2 directly engages a shaft section 2.2 of the adjacent transport screw 2b which is exposed below the belt 8 during the feed movement.
- both the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 are pre-tensioned into their conveyor positions (Fig. 6, Fig. 7) by means of at least one spring 14 in each case, such that when the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 are moved back from the feed position (Fig. 7) to the retraction position (Fig. 6) in a returning direction of movement R against the feed direction V, the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 slide over a shaft section 2.1, 2.2 of a follower screw 2c following the transport screw 2b, as is shown in particular in Fig.
- first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 can deviate in a transverse direction Q transverse to the feed direction V in order to move the follower screw 2c so that the first contact surface 12.1 and the second contact surface 12.2 can come into contact with the following screw 2c from behind in order to form the loading screw 2b in the next cycle.
- the loading device 7 has a spring-loaded locking pawl 16 which projects into a guide channel 15 of the loading device 7 and is designed and mounted in such a way that that when the belt 8 moves forward in the feed direction V, the locking pawl 16 is pressed out of the guide channel 15 by a screw 2 fed forwards against its spring preload of the spring means 17, and when the first feed pawl 11.1 and the second feed pawl 11.2 move back from the feed position (Fig. 7) into the retraction position (Fig. 6) against the feed direction V, the locking pawl 16 projects into the guide channel 15 in order to prevent the belt 8 from moving back, in that the upstream screw 2, 2c rests on the locking pawl 16.
- the stop pawls 13.1, 13.2 are adjustable between a holding position (Fig. 6 to 8), in which the loading screw 2a is held in its position immediately below the screw bit 6, and a release position (Fig. 9), in which the stop pawls 13.1, 13.2 are moved out of the guide channel 15 such that the loading screw 2a can be moved further forwards in the feed direction V from its position immediately below the screw bit 6.
- the stop pawls 13.1, 13.2 can be preloaded by means of the compression spring pins 20 with such a spring force that a loading screw 2a is positioned precisely by means of the stop pawls 13.1, 13.2, i.e. axially aligned with the screw bit 6 on the stop pawls 13.1, 13.2 when the at least one conveyor pawl 11.1, 11.2 has moved the transport screw 2b into the feed position.
- a screw 2 presented as a loading screw 2a is classified as not OK, ie as faulty, the screw bit 6 is not operated and the screw 2 presented as a loading screw 2a is not used, ie not automatically screwed into the workpiece. Rather, the screw bit 6 remains in its holding position and the feed pawls 11.1, 11.2 are instead moved by an additional cycle, so that a subsequent screw 2, the transport screw 2b, is presented as a new loading screw 2a and the screw 2 classified as faulty is pushed forwards past the stop pawls
- stop pawls 13.1, 13.2 are moved out of the guide channel 15, in particular are pivoted out.
- the stop pawls 13.1, 13.2 close again automatically due to the spring preload and the previous transport screw 2b is presented as the new loading screw 2a striking the stop pawls 13.1, 13.2.
- the loading device 7 can have on its base body 18 a seat 21 in which a centering bushing 22 is replaceably fastened, wherein the centering bushing 22 forms a centering guide for the screw bit 6 in order to align the screw bit 6 in a coaxial alignment with respect to the loading screw 2a.
- the loading device 7 can have a knife guide 23 which is designed to guide a cutting blade 24 of a cutting device 25 which is designed to automatically separate a belt section which has passed through the loading device 7 and/or is empty from the belt 8.
- the cutting device 25 can, as shown in Fig. 10 and Fig. 11 is shown as a component of the
- Screwing device 1 can be arranged directly on the screwing device 1, in particular on the loading device 7.
- the cutting device 25 can have a cutting blade 24 which can be moved automatically by a drive 26.
- the cutting blade 24 can be guided along the knife guide 23 of the loading device 7 so that the cutting blade 24 can cross the path of movement of the empty partial lengths of the belt 8.
- the cutting blade 24 can be moved against a fixed counter-holding plate 27 so that the empty partial lengths of the belt 8 come to lie between the counter-holding plate 27 and the cutting blade 24 and can be cut off there.
- Fig. 10 shows the cutting blade 24 in its non-cutting position
- Fig. 11 shows the cutting blade 24 in its cutting position.
- Fig. 12 shows a robot tool 28, having a base support 29, a tool flange 30 arranged on the base support 29, which is designed to fasten the robot tool 28 to a connection flange of a robot arm (not shown), and having a plurality of, in the case of the present embodiment eight, mounting supports 31 arranged on the base support 29, which are designed to individually fasten an automatic screwing device 1 according to one of the described embodiments.
- Fig. 13 additionally shows a drum magazine 32 mounted on the automatic screwing device 1.
- the drum magazine 32 is shown in more detail in Fig. 15 and Fig. 16.
- the drum magazine 32 has a drum axis 33 which is designed for winding up a belt 8 ( Fig. 14 ) on which a plurality of screws 2 are prefabricated at equal screw spacings A from one another and in parallel alignments to one another.
- the drum magazine 32 has a first limiting disk 34.1 arranged at one end of the drum axis 33 and a second limiting disk 34.2 arranged at the other end of the drum axis 33, wherein at least the first limiting disk 34.1 and/or the second limiting disk 34.2 is mounted axially displaceably on the drum axis 33 for adaptation to different screw lengths and/or screw sizes. For this purpose, several locking seats 35 can be provided on the drum axis 33.
- the second limiting disk 34.2 can be detachably attached to the drum axis 33 as shown.
- the drum magazine 32 can have a carrying handle 36.
- the loading device 7 can be mounted on the same rails as the motor 3 or on separate rails 38 by means of a slide 37 relative to the motor 3 and thus relative to the screw bit 6 in the direction of arrow P2, so that it can be displaced in height relative to the motor 3, or on separate rails 38.
- the slide 37 can be pre-tensioned downwards by means of an air spring 39.
- the air spring 39 is on a Base plate attached and therefore independent of the air spring 39
- the air spring 39 ensures that the loading device 7 always lies flush against the workpiece.
- the air spring 39 is automatically moved downwards so that the screwdriver and feed unit are apart.
- the robot presses the air spring 39 in slightly after it has been placed on the workpiece.
- the air spring 39 ensures that the loading device 7 is not lifted by the screwing forces when screwing.
- the end position of the air spring 39 should not be reached, since otherwise the screw bit 6 would sink too deeply and an emergency stop would be triggered to protect the devices (crash protection).
- each individual screwing device 1 can be placed on a surface of the workpiece independently of the other screwing devices 1. In the case of uneven workpieces, the several screwing devices 1 can therefore assume different heights. Only then is the motor unit, comprising the motor 3, the bit holder 5 and the screw bit 6, moved downwards so that the screw bit 6 can be placed on the associated screw head of a supplied screw 2 and the loading screw 2a can be driven into the workpiece by a feed movement of the motor 3, the bit holder 5 and the screw bit 6 while simultaneously rotating the loading screw 2a.
Landscapes
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Abstract
Description
Automatische Schraubvorrichtung und Roboterwerkzeug Automatic screwing device and robot tool
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 . The invention relates to an automatic screwing device for the automated screwing of belt-guided screws into workpieces, comprising a motor with a motor shaft to which a bit holder is coupled, which carries a screw bit that can be driven in rotation by the motor and whose axial position is adjustable, for the automatic driving of a screw attached to the screw bit into a workpiece. The invention also relates to a robot tool with several such automatic screwing devices.
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 . DE 10 2012 020 172 A1 describes an automatic screw tightening device that transfers a screw from a screw feed mechanism to a screw tightening mechanism by means of a screw transfer mechanism using air suction of the screw tightening mechanism, that engages the screw with a screw insert portion of a front end of the screw tightening mechanism and that tightens the screw against a predetermined screw range, wherein an output unit is provided at a front end of a transfer hose of the screw feed mechanism, a rotary arm is installed on the output unit, and a feed head unit is installed at a front end of the rotary arm to be brought into close contact with a screw insert portion of a front end of the screw tightening mechanism, the feed head unit between a close contact position, wherein the feed head unit is in close contact with the screw insert portion of the front end of the screw tightening mechanism, and an emptying position is movable with the feed head unit away from the screw bit unit , and in the close contact position the screw bit portion of the front end of the screw tightening mechanism is brought into contact with the screw and sucks a head portion of the screw to be engaged with the screw .
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 . The object of the invention is to create an automatic screwing device by means of which screws can be screwed into workpieces with a high screwing performance and high process reliability. A further object is to create a robot tool in order to be able to handle several automatic screwing devices together automatically.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine automatische Schraubvorrichtung zum automatisierten Einschrauben von gurtgeführten Schrauben in Werkstücke , aufweisend : The task is solved by an automatic screwing device for the automated screwing of belt-guided screws into workpieces, comprising:
- 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, - a motor with a motor shaft to which a bit holder is coupled, which carries a screw bit which can be driven in rotation by the motor and which is adjustable in its axial position, for automatically driving a screw attached to the screw bit into a workpiece,
- 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 - a loading device for feeding a belt on which several screws are pre-assembled at equal distances from one another and in parallel alignments to one another, wherein the loading device has a guide on which the screws are guided in such a way that a respective foremost one in the feed direction Loading screw can be fed into a position immediately below the screw bit by pushing the belt forward, and wherein the loading device has a conveyor device which is designed to transport the belt within the guide, and wherein
- 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 . - the conveyor device has at least one conveyor pawl which is mounted so as to be movable back and forth in repeated cycles between an advance position and a retraction position along the feed direction, wherein the conveyor pawl has a contact surface which is designed to bear against a transport screw of the belt following the loading screw in order to convey the belt by one screw spacing within one cycle in the feed direction, and the conveyor device has at least one stop pawl which is designed to hold the loading screw in its position immediately below the screw bit when the belt transported by the conveyor pawl presses the loading screw against the stop pawl.
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 . The motor can be an electric motor, for example. In addition to the motor shaft and the bit holder, the motor or a drive unit that includes the motor can have other components. The drive unit can be designed in the manner of a drywall screwdriver known per se. If necessary, commercially available drywall screwdrivers can be used for an automatic screwing device according to the invention. It can also be provided, for example, that the a commercially available drywall screwdriver is modified so that it can be operated in fully automatic mode, for example automatically controlled by a separate drive control. For example, a handle can be removed from the commercially available drywall screwdriver, a manual on/off switch and/or, if applicable, a manual direction of rotation switch can be removed. The electric motor of the drywall screwdriver modified in this way can then be attached to a height-adjustable carriage of the screw device according to the invention. Such height adjustability of the carriage relates to the longitudinal extent of the screw bit, i.e. to the axis of rotation about which the motor rotates the screw bit. The height adjustability of the carriage relates to a vertical alignment of the motor or the motor shaft, with the screw bit with its screw profile in this case pointing downwards.
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 . The carriage can be mounted on a base frame of the screwing device in an automatically adjustable manner by a linear drive. The linear drive can, for example, comprise a pneumatic cylinder which is supplied with compressed air, and electrically controllable valves can be provided in order to be able to control the pneumatic cylinder automatically via a control device, so that the screw bit driven by the motor can be automatically adjusted in the axial direction, i.e. can be advanced and retracted again. The screw bit can be interchangeably accommodated in the bit holder. Depending on the screw size and screw head profile, different types of screw bits can be optionally inserted into the bit holder and used in conjunction with a belt that carries screws that match the screw bit.
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 . The motor drives the bit holder and consequently the screw bit so that a screw can be turned automatically when the screw bit engages the screw head profile of a screw. The motor, or the bit holder and the screw bit, are driven forward by means of a feed movement by the linear drive so that a screw attached to the screw bit is driven into the workpiece while the motor and the screw bit rotate the screw.
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 . In the screwing device according to the invention, the screws, which can be connected by means of a belt, are to be fed automatically so that the screwing device can automatically drive screws into one or more workpieces in cycles. A loading device and a conveyor device are provided for automatic feeding.
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 . The loading device holds and guides the screws directly, for example by guiding the screws along the surfaces beneath the screw heads, or the loading device holds and guides the belt that carries the screws. The screws are driven directly from the belt into the workpiece by the motor-driven screw bit. The screws are therefore not fed to the screw bit one at a time. Rather, the belt is guided toward the screw bit by the loading device so that the foremost screw on the belt, the so-called loading screw, is positioned directly beneath the screw bit. For this purpose, the loading device has a guide along which the belt is guided. The guide can, for example, have two opposing strips which guide or hold the belt from two opposite sides. At least one of the two strips can have a strip shoulder on which the belt can rest and is guided on a linear feed path so that the screws, which are pre-assembled on the belt at equal screw spacings from one another and in parallel alignment to one another, can be fed in line with the axial extension of the screw bit. In a feed position, the foremost loading screw is then positioned directly below the screw bit, with the screw head directly next to the screw bit, so that the profile of the screw bit can fit positively into the matching screw head profile when the screw bit is moved axially downwards towards the screw.
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 . The guides can be detachably attached to a base body of the screwing device. For example, the guides can be screwed to the base body. Due to a detachable attachment, in particular by means of screws, the guides can be easily replaced. This can be necessary in particular if the automatic screwing device is to be converted to a different type of screw. Depending on the type of screw head, the screw head profile and/or the diameter and/or possibly the length of the screws, it may be necessary to replace the guides.
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 . According to the invention, the screws are moved in the feed direction by the conveyor device with the belt carrying the screws by the conveyor device has at least one conveyor pawl, which with its contact surface directly contacts a screw held on the belt and pushes this forwards in the feed direction. When the screw is pushed, the entire belt and the other screws held on it are also moved. The conveyor device, i.e. the at least one conveyor pawl, does not grip the belt itself, but only a screw on the belt.
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 . The conveyor device or the at least one conveyor pawl works in cycles, i.e. in each cycle the belt is conveyed forwards by one screw spacing in the feed direction. After a first loading screw has been automatically screwed into the workpiece using the screw bit, the previous support point of the loading screw on the belt is emptied and the next screw is conveyed forwards by the screw spacing in the feed direction so that a new loading screw is again positioned directly below the screw bit. So that the conveyor device or the at least one conveyor pawl can convey the belt forwards by a further screw spacing in the feed direction, the at least one conveyor pawl is moved back again by one screw spacing against the feed direction. The at least one conveyor pawl jumps over a transport screw following the loading screw on the belt in order to get behind this transport screw, so that the at least one conveyor pawl can reach behind this loading screw with its contact surface in order to convey this transport screw forwards by one screw spacing in the feed direction in a new cycle step. A screw preceding the transport screw in the feed direction forms the loading screw. The at least one conveyor pawl The contact surface does not engage the screw that is moved directly under the screw bit and thus forms the loading screw. Rather, the at least one conveyor pawl engages the contact surface of a screw that follows on the belt, which then forms a transport screw that is different from the loading screw.
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 . The at least one stop pawl specifies the position in which the loading screw is located centrally under the screw bit, so that merely by a linear movement of the screw bit in the axial direction towards the loading screw, the profile of the screw bit can engage in a form-fitting manner with the screw head profile of the loading screw.
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 . The at least one stop pawl can be adjustably mounted on the loading device. By means of an adjustable mounting, the stop pawl can be adapted to different types of screws and/or different sizes of screws. The at least one stop pawl can in particular be pivotably mounted.
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 ihrerIn a special embodiment, the conveyor device can have a first conveyor pawl which is designed and mounted in such a way that a first contact surface of the first conveyor pawl directly engages a shaft section of the adjacent transport screw which is exposed above the belt during the feed movement, and the conveyor device can have a second conveyor pawl which is designed and mounted in such a way that a second contact surface of the second conveyor pawl directly engages a shaft section of the adjacent transport screw which is exposed below the belt during the feed movement. As the conveyor device has the first conveyor pawl and the second conveyor pawl at a distance from it, a transport screw can be perpendicular to its
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 . Longitudinal extension. Due to the two spaced-apart attack points of the first conveyor pawl and the second conveyor pawl on the transport screw, it is ensured that the screw maintains its orientation with its longitudinal extension perpendicular to the feed direction and in particular does not tip over or become jammed. The distance between the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can be adapted to the total length of the screws to be used on the belt. The first conveyor pawl can contact the screw below the screw head, for example, and the second conveyor pawl can contact the screw from the free end of the screw tip, for example. The belt can connect the several screws in a middle section of the respective screw shafts. The belt runs in the intermediate area between the first conveyor pawl and the second conveyor pawl, guided directly along the at least one guide of the loading device or indirectly via the screws, which can be guided by means of their screw heads along the at least one guide of the loading device.
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 . The at least one conveyor pawl can be pre-tensioned into its conveyor positions by means of a spring, such that when the conveyor pawl is moved back from the feed position to the retraction position against the feed direction, the conveyor pawl slides over a shaft section of a follower screw following the transport screw, in that the conveyor pawl can move transversely to the feed direction in order to move the follower screw to be able to bypass it so that at least one contact surface can come into contact with the following screw from behind in order to form the loading screw from the transport screw in the next cycle.
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 . In an analogous manner, in the case of two conveyor pawls, it can be provided that the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can be pre-tensioned into their conveyor positions by means of at least one spring each, such that when the first conveyor pawl and the second conveyor pawl move back from their advance positions to their retraction positions against the feed direction, the first conveyor pawl and the second conveyor pawl slide over a shaft section of a follow-up screw following the transport screw, in that the first conveyor pawl and the second conveyor pawl can deviate transversely to the feed direction in order to be able to bypass the transport screw, so that the first contact surface and the second contact surface can come into contact with the follow-up screw in order to form the loading screw in the next cycle.
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 . The at least one conveyor pawl, in particular the first conveyor pawl and the second conveyor pawl, can be mounted pivotably about a pivot axis on a base body of the loading device. The respective spring can have a spring coil section that can be positioned coaxially to the pivot axis, wherein a first spring leg adjoining the spring coil section can be supported against the respective conveyor pawl and a second spring leg adjoining the spring coil section opposite can be supported against the base body.
Die Ladevorrichtung kann eine in einen Führungskanal derThe loading device can be inserted into a guide channel of the
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 . spring-loaded locking pawl protruding into the loading device which is designed and mounted in such a way that when the belt moves forwards in the feed direction, the locking pawl is pressed out of the guide channel against its spring preload by a forwardly fed screw and when the conveyor pawl, in particular the first conveyor pawl and the second conveyor pawl, moves back from the feed position into the retraction position against the feed direction, the locking pawl projects into the guide channel in order to prevent the belt from moving back.
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 . If, for example, the guide has two opposing strips which guide or hold the screw heads or the belt from two opposite sides, the space above and/or below the two opposing strips forms the respective guide channel for the screws. The pawl therefore acts directly on the respective screw shaft of a screw. The pawl therefore does not act directly on the belt.
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 . The locking pawl can, for example, comprise a pivot lever which is pivotably mounted on the base body of the loading device. The pivot lever can have a locking lug which has a front surface pointing in the feed direction. The front surface can be aligned at least substantially perpendicular to the feed direction. The locking lug can have a rear surface opposite the front surface which can be aligned obliquely to the feed direction. The rear surface of the locking lug can be inclined in such a way that when a screw is conveyed forwards by means of the conveying device, a screw shaft of a subsequent screw can slide along the rear surface of the locking lug, whereby the Feed movement of the screw, which presses against the rear surface of the locking lug, the locking lug is pressed outwards against its spring preload so that the screw in question can pass the locking lug.
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 . If a screw which has already passed the locking lug is pulled back by the belt, possibly against the conveyor system in the feed direction, the screw shaft of the screw which has passed through runs against the front surface of the locking lug. As the front surface is arranged perpendicular to the feed direction, the screw shaft cannot push the locking lug out of the guide channel, but rather runs directly onto the front surface of the locking lug without the locking lug or the pivot lever moving. This prevents the belt from running back against the feed direction. If the locking pawl is designed as a pivot lever, the front surface can be at least approximately aligned with the pivot axis, so that when pressure is applied to the front surface, no torque at all or at most a very slight torque is induced, which is less than the minimum torque that would be required to push the locking pawl out of the guide channel.
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 . The at least one stop pawl can be adjustable between a holding position in which the loading screw is held in its position immediately below the screw bit and a release position in which the stop pawl is moved out of the guide channel in such a way that the loading screw can be moved further forwards in the feed direction from its position immediately below the screw bit. In a first embodiment, the at least one stop pawl can be driven or controlled and adjustable. In a second embodiment, the at least one stop pawl can be spring-loaded into the holding position. Such a spring-loaded mounting of the stop pawl therefore requires no drive and no additional drive energy to move the stop pawl.
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 . In a special embodiment, two stop pawls can be provided. One stop pawl can be located to the right or left of the loading screw. The stop pawls can in particular be designed and arranged in such a way that when a conveying movement in the feed direction is generated by the conveying device, the stop pawls cause the loading screw to strike in its head area. The belt is guided past the stop pawls without contact, so that a belt section which no longer has any screws is not stopped by the stop pawls, but is conveyed further in the feed direction by the conveying device or by the at least one conveying pawl indirectly via a screw which is resting on the contact surface and is still on the belt, past the position of the screw bit.
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 . In the case of a spring-loaded bearing, the stop pawls can be preloaded with such a spring force that a loading screw is positioned precisely by means of the stop pawls, i.e. axially aligned with the screw bit on the stop pawls when at least one conveyor pawl has moved the transport screw into the feed position. By means of a sensor, in particular an optical sensor such as a camera, the loading screw can be automatically checked in the feed position adjacent to the stop pawls to see whether the screw presented as the loading screw is OK, i.e. for example whether the screw shaft has the correct length, the screw shaft is straight, the thread on the screw shaft is complete and error-free and/or the screw head is error-free. The automatic check can be carried out, for example, by means of an image analysis on a control device which can automatically control the screwing device. By means of a sensor, in particular an optical sensor such as a camera, it can also be automatically checked whether the loading device or the belt is still loaded with screws.
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 . If a screw presented as a loading screw is classified as not OK, i.e. as faulty, the screw bit is not operated and the screw presented as a loading screw is not used, i.e. is not automatically screwed into the workpiece. Rather, the screw bit remains in its holding position and the feed pawl is instead moved by an additional cycle so that a subsequent screw is presented as a new loading screw and the screw classified as faulty is automatically transported forwards past the stop pawls. In doing so, the screw overcomes the spring force of the stop pawls so that the stop pawls are moved out of the guide channel, in particular are swung out. After the screw classified as faulty has left the loading position, the stop pawls close due to the spring preload. automatically again and the previous transport screw is presented as a new loading screw striking the stop pawls. If this new screw is recognized as fault-free during a new optical evaluation and can therefore be used as a loading screw, the screw bit starts and drives the loading screw into the workpiece.
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 . The guide can be attached to a base body of the loading device in an exchangeable manner. The guides can thus be detachably attached to the base body of the screwing device. For example, the guides can be screwed to the base body. Due to a detachable attachment, in particular by means of screws, the guides can be easily replaced. This can be necessary in particular if the automatic screwing device is to be converted to use a different type of screw. Depending on the type of screw head, the screw head profile and/or the diameter and/or possibly the length of the screws, it may be necessary to replace the guides.
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 . The loading device can have a seat on its base body in which a centering bush is fastened, in particular in an interchangeable manner, wherein the centering bush forms a centering guide for the screw bit in order to align the screw bit in a coaxial alignment with respect to the loading screw.
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 . The shaft of the screw bit is guided in the centering bushing so that the screw bit can move in the axial direction through the centering bushing, but is supported and guided in the radial direction by the centering bushing. The centering bushing prevents the shaft of the screw bit from swinging or swinging. The centering bushing This ensures that the profile of the screw bit is always aligned coaxially with the corresponding screw head profile of the screw. When the profile of the screw bit engages the screw head profile of the screw, the screw to be screwed in is also stabilized and held in its axial alignment.
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 . The centering bushing is adapted to the type and size of the screw bit. In particular, the centering bushing is adapted to the diameter of the shaft of the screw bit. If the screwing device is to be able to screw in other types of screws automatically, then a screw bit adapted to the type of screw must always be used and the centering bushing must therefore also be adapted to the changed screw bit. The centering bushing can be screwed into the seat. Alternatively, the centering bushing can also be detachably attached to the seat in another way, for example by means of a locking device.
Die automatische Schraubvorrichtung kann mit einem Trommelmagazin ausgestattet sein . Das Trommelmagazin kann dazu aufweisen : The automatic screwing device can be equipped with a drum magazine. The drum magazine can have:
- 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, - a drum axle designed to wind up a belt on which a large number of screws are pre-assembled at equal distances from one another and in parallel alignments to one another,
- 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 . - a first limiting disc arranged at one end of the drum axis and a second limiting disc arranged at the other end of the drum axis, wherein at least the first limiting disc and/or the second limiting disc is mounted axially displaceably on the drum axis for adaptation to different screw lengths and/or screw sizes.
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 . The drum magazine can be mounted on the automatic screwing device in an exchangeable manner. A rolled-up belt can be stored in such a drum magazine. The belt can, for example, carry several hundred or thousand screws.
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 . By mounting at least the first limiting disk and/or the second limiting disk on the drum axis so that it can be axially displaced to adapt to different screw lengths and/or screw sizes, the drum magazine can be optionally loaded with different types and/or sizes of screws. By displacing at least one of the two limiting disks, the distance between the two opposing limiting disks can be specifically adapted to the screw length used.
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 . The loading device can have a knife guide which is designed to guide a cutting blade of a cutting device which is designed to automatically separate a section of webbing which has passed through the loading device and/or is empty from the belt.
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 . After a certain number of screws have been automatically removed from the belt by means of the screwing device and screwed into the desired workpiece, a certain empty part of the belt is also fed out of the loading device of the screwing device. In order for this empty part of the belt to be able to continue In order to ensure that the screws are not disturbed during the processing process, a separating device, in particular a cutting device, can be provided which, after removing a predetermined number of screws from the belt, separates a corresponding, in particular empty, part of the belt from the remaining belt and thus removes it from the screwing device. The predetermined number of screws can be flexibly adjustable, i.e. can be specified. The screws processed are automatically counted accordingly.
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 . The separating device or the cutting device can be arranged as a component of the screwing device directly on the screwing device, in particular on the loading device. Alternatively, the separating device or the cutting device can also be set up separately from the screwing device, for example as a stationary separating device or cutting device. If the screwing device is automatically guided and moved by a robot arm, for example, the screwing device can be moved up to the stationary separating device, the separating device can cut off an empty partial length of the belt there and the screwing device can then be moved back by the robot arm to its actual work station where the screws are to be screwed into the workpieces. The empty partial lengths of the belt cut off at the stationary separating device can fall into a collecting container so that they can be disposed of or recycled.
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 . The separating device in the form of a cutting device can have a cutting blade that can be moved automatically by a drive. The cutting blade can be moved along the knife guide of the loading device so that the knife can cross the path of movement of the empty partial lengths of the belt. The cutting blade can be moved against a fixed counter-holding plate so that the empty partial lengths of the belt come to rest between the counter-holding plate and the cutting blade and can be cut off there.
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 . The object is also achieved by a robot tool, having a base support, a tool flange arranged on the base support, which is designed to fasten the robot tool to a connection flange of a robot arm, and having a plurality of mounting supports arranged on the base support, which are each designed to individually fasten an automatic screwing device according to one of the described embodiments.
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 .The robot tool can accordingly have at least one automatic screwing device according to one of the described embodiments. It is expedient if the robot tool has several automatic screwing devices according to one of the described embodiments. The several automatic screwing devices can be attached or mounted on the robot tool in a desired arrangement. For example, several automatic screwing devices can be arranged next to one another in a row. The screwing devices can be arranged at equal distances from one another. For example, several screws can be screwed into the workpiece simultaneously in a line at desired distances from one another. The workpiece can, for example, be a drywall panel or several drywall panels.
Das Werkstück kann beispielsweise aber auch ein Blech oder mehrere Bleche sein, oder Leichtbaustahlrahmen sein, die mit selbstschneidenden Blechschrauben geschraubt werden sollen . The workpiece can also be a sheet metal or several sheets of metal, or lightweight steel frames that are to be screwed together with self-tapping sheet metal screws.
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 . Because the base support of the robot tool has several mounting supports, different numbers of screw devices can be optionally attached to the base support. The mounting supports can also be adjustably mounted on the base support, so that the relative distances between two immediately adjacent mounting supports or screw devices can be adjustable, i.e. changeable.
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 . The robot tool can be designed in such a way that the attached screw devices can be operated in any orientation, i.e. orientation in space. It can even be provided that the multiple screw devices of the robot tool can be operated "overhead", i.e. for example screws can be screwed into the workpiece in a screwing direction from bottom to top, whereby the screws are screwed into an underside of the workpiece.
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 . The tool flange of the robot tool can have all electrical, pneumatic or hydraulic connectors or plug-in couplings so that all mounted screw devices can be supplied with the required type of energy in order to be able to control the screw devices automatically.
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 . The connection flange of a robot arm can accordingly have corresponding electrical, pneumatic or hydraulic mating connectors or mating couplings so that the robot tool can be connected to the robot arm can be coupled and the mounted screw devices can be supplied with the required type of energy via the robot arm.
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 . The screwing devices can be automatically controlled by a separate control system via the robot arm. The separate control system for automatically controlling the screwing devices can be synchronized with a robot control system that automatically controls the movements of the robot arm. The separate control system and the robot control system can be designed as separate, independent control devices. Alternatively, the separate control system and the robot control system can be combined in a common process control system and, if necessary, even combined in a single control computer.
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 . A specific embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the attached figures. Regardless of the specific context in which they are mentioned, specific features of this exemplary embodiment can also represent general features of the invention, if appropriate also considered individually or in further combinations.
Es zeigen : They show:
Fig . 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen automatischenFig. 1 is a perspective view of an automatic
Schraubvorrichtung bei angehobenemScrewing device with raised
Schraubbit , screw bit,
Fig . 2 eine perspektivische Darstellung der erf indungs gemäß en automatischen Schraubvorrichtung gemäß Fig . 1 bei abgesenktem Schraubbit , Fig. 2 is a perspective view of the automatic Screwing device according to Fig. 1 with lowered screw bit,
Fig . 3 eine perspektivische Darstellung derFig. 3 is a perspective view of the
Ladevorrichtung in Alleinstellung mit einem Schrauben tragendem Gurt , Loading device in a stand-alone position with a screw-carrying belt,
Fig . 4 eine perspektivische Darstellung derFig. 4 is a perspective view of the
Ladevorrichtung gemäß Fig . 3 von ihrer Rückseite , Loading device according to Fig. 3 from its rear side,
Fig . 5 eine perspektivische Darstellung derFig. 5 is a perspective view of the
Ladevorrichtung gemäß Fig . 3 von ihrer Vorderseite , Loading device according to Fig. 3 from its front side,
Fig . 6 eine Ansicht von oben auf dieFig. 6 a top view of the
Fördereinrichtung derfunding institution of the
Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke in der Rückzugsstellung, Screw device according to Fig. 3 with the conveyor pawl in the retracted position,
Fig . 7 eine Ansicht von oben auf dieFig . 7 a top view of the
Fördereinrichtung derfunding institution of the
Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke in der Vorschubstellung, Screwing device according to Fig. 3 with the feed pawl in the feed position,
Fig . 8 eine Ansicht von oben auf dieFig. 8 a top view of the
Fördereinrichtung derfunding institution of the
Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit der Förderklinke während einesScrew device according to Fig. 3 with the conveyor pawl during a
Zurückbewegens der Förderklinke aus der Vorschubstellung in dieReturning the conveyor pawl from the feed position to the
Rück zugs Stellung, Fig . 9 eine Ansicht von oben auf dieretreat position, Fig. 9 a top view of the
Fördereinrichtung derfunding institution of the
Schraubvorrichtung gemäß Fig . 3 mit geöf fneten Anschlagsklinken, Screw device according to Fig. 3 with opened stop pawls,
Fig . 10 eine perspektivische Teilansicht der automatischen Schraubvorrichtung mit einer Messerführung und einer Schneidvorrichtung in einerFig. 10 is a partial perspective view of the automatic screwing device with a knife guide and a cutting device in a
Verwahrungs Stellung, custody position,
Fig . 11 eine perspektivische Teilansicht der automatischen Schraubvorrichtung mit einer Messerführung und einer Schneidvorrichtung in einerFig. 11 is a partial perspective view of the automatic screwing device with a knife guide and a cutting device in a
Schneidstellung, cutting position,
Fig . 12 eine perspektivische Darstellung einesFig. 12 is a perspective view of a
Roboterwerkzeugs mit mehreren automatischen Schraubvorrichtungen, robot tool with several automatic screwing devices,
Fig . 13 eine perspektivische Darstellung einer automatischen Schraubvorrichtung mit einem Trommelmagazin für einen Schrauben tragenden Gurt , Fig. 13 is a perspective view of an automatic screwing device with a drum magazine for a belt carrying screws,
Fig . 14 eine perspektivische Darstellung derFig. 14 a perspective view of the
Ladevorrichtung in Alleinstellung mit einem eingelegten Gurt der Schrauben trägt , Fig. 15 eine perspektivische Darstellung desLoading device in a stand-alone position with an inserted belt that carries the screws, Fig. 15 a perspective view of the
Trommelmagazins in einer Alleinstellung von hinten, und drum magazine in a unique position from behind, and
Fig. 16 eine Explosionsdarstellung desFig. 16 an exploded view of the
Trommelmagazins gemäß Fig. 15 in einer Alleinstellung von vorne. Drum magazine according to Fig. 15 in a unique position from the front.
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. Fig. 1 shows an automatic screwing device 1. The automatic screwing device 1 is used for the automated screwing of belt-guided screws 2 (Fig. 3, Fig. 14) into workpieces.
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. The automatic screwing device 1 has a motor 3 with a motor shaft 4 to which a bit holder 5 is coupled, which carries a screw bit 6 that can be driven in rotation by the motor 3 and whose axial position is adjustable in the direction of arrow PI, for automatically driving a screw 2 attached to the screw bit 6 into a workpiece.
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 . The automatic screwing device 1 has a loading device 7 for feeding a belt 8 (Fig. 3, Fig. 14) on which several screws 2 are pre-assembled at equal screw spacings A from one another and in parallel alignments to one another, wherein the loading device 7 has a guide 9 (Fig. 5) on which the belt 8 carrying the screws 2 is guided in such a way that a loading screw 2a which is at the front in the feed direction V can be fed into a position immediately below the screw bit 6 by pushing the belt 8 forward, wherein the loading device 7 has a conveyor device 10 (Fig. 4 to Fig . 9 ) which is designed to transport the belt 8 within the guide 9 .
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 . The guide 9 is fastened to a base body 18 of the loading device 7 on opposite sides in an exchangeable manner, as shown in Fig. 5 on one side of the loading device 7. The guide 9 is detachably screwed to the base body 18 via fastening screws 19.
Der Motor 3 zusammen mit dem Bithalter 5 , dem Schraubbit 6 und dem Schrauberschlitten 40 bildet eine Schraubeinheit . The motor 3 together with the bit holder 5 , the screw bit 6 and the screwdriver carriage 40 forms a screw unit.
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 . The screw unit also comprises a stop 41 which defines the screw-in depth of a screw 2. The stop 41 is attached to the feed unit 42 which carries the loading device 7. The counterpart 43 to the stop 42 is attached to the screw unit. If the counterpart 43 and the stop 41 come into contact with one another, as shown in Fig. 2, the screw unit cannot move any further in the direction of the workpiece and the screw bit 6 disengages from the screw 2 via a drywall coupling when the screw-in depth is reached.
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 . Because in the case of the present embodiment, for example, a pressure sensor is used as a fixed stop 41, it can be determined automatically whether the screw 2 has reached the desired screw-in depth and, consequently, in view of the expected height position or height difference, the screw 2 has been screwed in correctly.
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. If, in the event of a fault, for example, screw 2 has not been tightened, this can be automatically evaluated by the control system. because in this case the signal that the stop 41 has been reached comes too early and therefore no screw 1 has been turned. This incorrect screw position can therefore automatically be assessed as not being OK.
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. Since the stop 41 is mounted on the feed unit 42, it does not have to be adjusted mechanically, since the feed unit 42 always rests on the workpiece. Only the desired screw-in depth of the screw 2 has to be set on the counterpart 43.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Anschlag 41 und das Gegenstück 43 aneinander anliegen. Fig. 2 shows how the stop 41 and the counterpart 43 lie against each other.
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. The conveyor device 10 has at least one conveyor pawl 11.1, 11.2, which is mounted so as to be movable back and forth in repeated cycles along the feed direction V between a feed position (Fig. 7) and a retraction position (Fig. 6), wherein the conveyor pawl 11.1, 11.2 has a contact surface 12.1, 12.2, which is designed to rest against a transport screw 2b of the belt 8 following the loading screw 2a in order to convey the belt 8 within one cycle in the feed direction V by a screw spacing A, and the conveyor device 10 has at least one stop pawl 13.1, 13.2, which is designed to hold the loading screw 2a in its position immediately below the screw bit 6 when the belt 8 transported by the conveyor pawl 11.1, 11.2 pushes the loading screw 2a against the stop pawl 13.1, 13.2 presses.
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. In the case of the present embodiment, the conveyor device 10 has a first conveyor pawl 11.1, which is designed and mounted in such a way that a first contact surface 12.1 of the first conveyor pawl 11.1 during the Feed movement directly engages a shaft section 2.1 of the adjacent transport screw 2b which is exposed above the belt 8 and the conveyor device 10 has a second conveyor pawl 11.2 which is designed and mounted in such a way that a second contact surface 12.2 of the second conveyor pawl 11.2 directly engages a shaft section 2.2 of the adjacent transport screw 2b which is exposed below the belt 8 during the feed movement.
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. In the case of the present embodiment, both the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 are pre-tensioned into their conveyor positions (Fig. 6, Fig. 7) by means of at least one spring 14 in each case, such that when the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 are moved back from the feed position (Fig. 7) to the retraction position (Fig. 6) in a returning direction of movement R against the feed direction V, the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 slide over a shaft section 2.1, 2.2 of a follower screw 2c following the transport screw 2b, as is shown in particular in Fig. 8, in that the first conveyor pawl 11.1 and the second conveyor pawl 11.2 can deviate in a transverse direction Q transverse to the feed direction V in order to move the follower screw 2c so that the first contact surface 12.1 and the second contact surface 12.2 can come into contact with the following screw 2c from behind in order to form the loading screw 2b in the next cycle.
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. In the case of the present embodiment, the loading device 7 has a spring-loaded locking pawl 16 which projects into a guide channel 15 of the loading device 7 and is designed and mounted in such a way that that when the belt 8 moves forward in the feed direction V, the locking pawl 16 is pressed out of the guide channel 15 by a screw 2 fed forwards against its spring preload of the spring means 17, and when the first feed pawl 11.1 and the second feed pawl 11.2 move back from the feed position (Fig. 7) into the retraction position (Fig. 6) against the feed direction V, the locking pawl 16 projects into the guide channel 15 in order to prevent the belt 8 from moving back, in that the upstream screw 2, 2c rests on the locking pawl 16.
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. The stop pawls 13.1, 13.2 are adjustable between a holding position (Fig. 6 to 8), in which the loading screw 2a is held in its position immediately below the screw bit 6, and a release position (Fig. 9), in which the stop pawls 13.1, 13.2 are moved out of the guide channel 15 such that the loading screw 2a can be moved further forwards in the feed direction V from its position immediately below the screw bit 6.
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. In the case of a spring-loaded bearing, the stop pawls 13.1, 13.2 can be preloaded by means of the compression spring pins 20 with such a spring force that a loading screw 2a is positioned precisely by means of the stop pawls 13.1, 13.2, i.e. axially aligned with the screw bit 6 on the stop pawls 13.1, 13.2 when the at least one conveyor pawl 11.1, 11.2 has moved the transport screw 2b into the feed position.
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 AnschlagsklinkenIf a screw 2 presented as a loading screw 2a is classified as not OK, ie as faulty, the screw bit 6 is not operated and the screw 2 presented as a loading screw 2a is not used, ie not automatically screwed into the workpiece. Rather, the screw bit 6 remains in its holding position and the feed pawls 11.1, 11.2 are instead moved by an additional cycle, so that a subsequent screw 2, the transport screw 2b, is presented as a new loading screw 2a and the screw 2 classified as faulty is pushed forwards past the stop pawls
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 13.1,13.1, 13.2, as shown in Fig. 9. The screw 2 overcomes the spring force of the compression spring pins 20 of the stop pawls 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. 13.2, so that the stop pawls 13.1, 13.2 are moved out of the guide channel 15, in particular are pivoted out. After the screw 2 classified as faulty has left the loading position, the stop pawls 13.1, 13.2 close again automatically due to the spring preload and the previous transport screw 2b is presented as the new loading screw 2a striking the stop pawls 13.1, 13.2.
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. Returning to Fig. 3, the loading device 7 can have on its base body 18 a seat 21 in which a centering bushing 22 is replaceably fastened, wherein the centering bushing 22 forms a centering guide for the screw bit 6 in order to align the screw bit 6 in a coaxial alignment with respect to the loading screw 2a.
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 derAs shown in Fig. 10 and Fig. 11, the loading device 7 can have a knife guide 23 which is designed to guide a cutting blade 24 of a cutting device 25 which is designed to automatically separate a belt section which has passed through the loading device 7 and/or is empty from the belt 8. The cutting device 25 can, as shown in Fig. 10 and Fig. 11 is shown as a component of the
Schraubvorrichtung 1 unmittelbar an der Schraubvorrichtung 1 , insbesondere an der Ladevorrichtung 7 angeordnet sein . Screwing device 1 can be arranged directly on the screwing device 1, in particular on the loading device 7.
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 . The cutting device 25 can have a cutting blade 24 which can be moved automatically by a drive 26. The cutting blade 24 can be guided along the knife guide 23 of the loading device 7 so that the cutting blade 24 can cross the path of movement of the empty partial lengths of the belt 8. The cutting blade 24 can be moved against a fixed counter-holding plate 27 so that the empty partial lengths of the belt 8 come to lie between the counter-holding plate 27 and the cutting blade 24 and can be cut off there. Fig. 10 shows the cutting blade 24 in its non-cutting position and Fig. 11 shows the cutting blade 24 in its cutting position.
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 . Fig. 12 shows a robot tool 28, having a base support 29, a tool flange 30 arranged on the base support 29, which is designed to fasten the robot tool 28 to a connection flange of a robot arm (not shown), and having a plurality of, in the case of the present embodiment eight, mounting supports 31 arranged on the base support 29, which are designed to individually fasten an automatic screwing device 1 according to one of the described embodiments.
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 . Fig. 13 additionally shows a drum magazine 32 mounted on the automatic screwing device 1. The drum magazine 32 is shown in more detail in Fig. 15 and Fig. 16. The drum magazine 32 has a drum axis 33 which is designed for winding up a belt 8 ( Fig. 14 ) on which a plurality of screws 2 are prefabricated at equal screw spacings A from one another and in parallel alignments to one another.
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 . The drum magazine 32 has a first limiting disk 34.1 arranged at one end of the drum axis 33 and a second limiting disk 34.2 arranged at the other end of the drum axis 33, wherein at least the first limiting disk 34.1 and/or the second limiting disk 34.2 is mounted axially displaceably on the drum axis 33 for adaptation to different screw lengths and/or screw sizes. For this purpose, several locking seats 35 can be provided on the drum axis 33. The second limiting disk 34.2 can be detachably attached to the drum axis 33 as shown. The drum magazine 32 can have a carrying handle 36.
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 derReturning to Fig. 1, the loading device 7 can be mounted on the same rails as the motor 3 or on separate rails 38 by means of a slide 37 relative to the motor 3 and thus relative to the screw bit 6 in the direction of arrow P2, so that it can be displaced in height relative to the motor 3, or on separate rails 38. For this purpose, the slide 37 can be pre-tensioned downwards by means of an air spring 39. Thus, by a joint movement of the screw device 1 towards the workpiece, for example in Fig. 1 in a downward direction, the loading device 7 can first sit on the workpiece, whereby the motor 3 and the screw bit 6 can be moved further downwards against the spring force of the air spring 39, without the screw bit 6 first engaging a screw 2 in a form-fitting manner. In the case of the present embodiment, the air spring 39 is on a Base plate attached and therefore independent of the
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 . Movement of the screw bit 6. The air spring 39 ensures that the loading device 7 always lies flush against the workpiece. The air spring 39 is automatically moved downwards so that the screwdriver and feed unit are apart. The robot presses the air spring 39 in slightly after it has been placed on the workpiece. The air spring 39 ensures that the loading device 7 is not lifted by the screwing forces when screwing. The end position of the air spring 39 should not be reached, since otherwise the screw bit 6 would sink too deeply and an emergency stop would be triggered to protect the devices (crash protection).
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 . If, for example, several screwing devices 1 are provided on the robot tool 28, each individual screwing device 1 can be placed on a surface of the workpiece independently of the other screwing devices 1. In the case of uneven workpieces, the several screwing devices 1 can therefore assume different heights. Only then is the motor unit, comprising the motor 3, the bit holder 5 and the screw bit 6, moved downwards so that the screw bit 6 can be placed on the associated screw head of a supplied screw 2 and the loading screw 2a can be driven into the workpiece by a feed movement of the motor 3, the bit holder 5 and the screw bit 6 while simultaneously rotating the loading screw 2a.
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