用于自动化建立螺纹连接的装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于自动化建立螺纹连接的装置，该装置包括关节臂机器人和旋拧单元，该旋拧单元可以由关节臂机器人的端部环节的从动元件围绕效果器轴线旋转。


背景技术：

2.为了自动化建立螺纹连接，关节臂机器人通常设有自动旋拧机。这样的自动旋拧机包括旋拧工具以及所属的驱动器，所述驱动器具有电动马达。在现有技术中已知一些方案，其中，旋拧工具至少部分地也通过在关节臂机器人的端部环节上的从动元件来驱动。
3.例如ep 2 729 281 b1公开了一种用于利用机器人旋转接合和/或旋转松开尤其螺钉的旋拧装置，所述机器人具有从动的旋转轴线，其中，作为效果器的机器人承载独立驱动的带有旋转工具的旋转机构，其中，所述旋转机构被构造用于快速地将所述螺钉旋入/旋出，并且所述机器人的从动的旋转轴线被设置成旋紧/旋松所述螺钉。整个旋转机构被容纳在机器人的可旋转的从动元件上并且因此在其旋转操纵时通过机器人侧的旋转驱动器被置于旋转中，其中，可切换的锁止机构负责用于将转矩传输到旋转工具上。因此在ep 2 729 281 b1中提出了混合式方案，其中，机器人通过其从动的旋转轴的旋转引起螺钉的旋松或旋紧，而剩余的旋拧过程通过以凸缘连接的旋转机构的单独驱动来完成。在此，机器人侧的从动元件的旋转角不利地受到很大限制，因为必须防止通往旋转机构的输入线路的卷绕。
4.de 20 2014 100 334 u1公开了机器人工具，具有支架和集成的传动系，用于使旋转工具的从动部件(尤其是螺丝刀头)旋转，其中，用于旋转操纵的传动系由机器人构造并且具有与所述从动部件连接的用于放大所述机器人的驱动转矩的转矩放大器。可选地，在此也可以有附加的集成在机器人工具中的由马达驱动的传动系作用到从动部件上。规定的是，将机器人工具容纳在外部的位置固定的引导器件上，这是对整个装置的灵活性方面的显著限制。


技术实现要素：

5.本发明的任务是提出一种用于自动化建立螺纹连接的装置的改进方案，该装置包括关节臂机器人和旋拧单元，该旋拧单元可以由关节臂机器人的端部环节的从动元件围绕效果器轴线旋转。
6.该任务从根据权利要求1的前序部分所述的装置出发结合特征部分的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
7.本发明包括这样的技术教导：旋拧单元具有壳体，其中，旋拧工具沿着所述效果器轴线在供应位置和至少一个旋拧位置之间能移动地容纳在所述壳体中，并且在所述壳体上布置有用于提供螺钉的嘴件。
8.在此，本发明基于如下构思：使用关节臂机器人的端部环节上的从动元件，以用于使旋拧单元连同旋拧工具无穷地旋转，从而可以省去如由现有技术的自动旋拧机所公知的另外的驱动器。从动元件是关节臂机器人的集成组成部分，从而现有技术中的通用关节臂
机器人可以在不对根据本发明的装置中进行进一步修改的情况下使用。所述旋拧工具例如构造为螺丝刀或者具有螺丝刀头的刀头保持器。
9.此外，根据本发明提出，在可旋转地容纳在关节臂机器人的从动元件上的旋拧单元中集成有用于提供螺钉的嘴件。在此，壳体作为旋拧单元的基体起作用，嘴件布置在该壳体上并且在该壳体内部能轴向移动地容纳有旋拧工具。壳体例如也被设置用于例如借助壳体凸缘将旋拧单元与关节臂机器人的从动元件抗相对旋转地连接。根据本发明，包括壳体、旋拧工具和嘴件的整个旋拧单元参与从动元件围绕效果器轴线的旋转。
10.如下面将详细说明的那样，根据本发明的装置优选包括用于在壳体内移动旋拧工具的移动器件。利用根据本发明的装置执行的用于自动建立螺纹连接的方法以将螺钉供应到嘴件开始，其中，所述旋拧工具处于供应位置中，在所述供应位置中，待供应的螺钉的嘴件是可接近的。随后，旋拧工具沿着效果器轴线向前推进并且与螺钉头驱动器嵌接。通过借助关节臂机器人的从动元件使旋拧单元旋转，就可以将转矩导入到螺钉中，并且旋拧工具进一步向前推进到旋拧位置中将螺钉从嘴件中推出。
11.通过机器人侧的从动元件完全取代由现有技术中的自动旋拧机使用的旋拧工具的单独驱动，有利地导致了机器人上承受的重量的降低以及要耗费的运行器件成本的降低。与根据本发明的在机器人的端部环节上的嘴件的容纳相结合，如以下将更详细地说明的那样，提供了一种用于自动化的螺钉供应的可能性，从而该取代不会对利用该装置可执行的螺纹连接的建立的自动化程度造成影响。
12.在有利的实施方式中，根据本发明的装置具有用于压缩空气和/或电信号的旋转贯穿件，其中，所述旋转贯穿件的定子布置在所述端部环节上，并且所述旋转贯穿件的转子能够一起旋转地布置在所述旋拧单元和/或所述从动元件上。旋转贯穿件能够实现用于压缩空气和/或电信号的在旋拧过程中固定的定子和随着旋拧单元一起旋转的转子之间的密封的过渡。由此可以实现利用压缩空气来加载旋转的旋拧工具，由此能够实现所述旋拧工具在供应位置与旋拧位置之间的主动移动。备选地，可以将电功率信号和/或控制信号传输给容纳在所述旋拧单元的壳体中的用于移动所述旋拧工具的调节器件。
13.优选地，所述旋拧工具能移动地容纳在工具通道中，其中，所述工具通道具有至少一个内部槽，并且所述旋拧工具具有至少一个容纳在所述槽中的引导销，从而通过借助于所述槽和所述引导销形成的形锁合的连接能够将转矩传递到所述旋拧工具上。转矩的传递从关节臂机器人的从动元件出发进行到旋拧单元的随同旋转的壳体上并且此外进行到容纳在其中的旋拧工具上。槽具有沿着工具通道的内壁的基本轴向的走向，从而没有显著的运动阻力与旋拧工具在效果器轴线上通过在槽中引导的引导销的移动进行相反作用。例如，槽走向可以反映拉伸的螺旋线的区段。为转矩传输而建立的在槽与引导销之间的连接必须在旋转方向上是形锁合的。
14.在有利的实施方式中，旋拧单元具有用于将螺钉供应到嘴件中的供应通道。如下面将更详细地阐述的那样，由此能够实现自动螺钉供应的集成，由此能够执行全自动且有效的过程以建立螺纹连接。
15.特别优选地，所述旋拧工具能够通过所述旋转贯穿件被加载有压缩空气，使得所述旋拧工具能够借助于加载有过压或者负压在所述旋拧位置与所述供应位置之间移动。压缩空气在此作用于所述旋拧工具的后端部上，该后端部因此在那里必须与所述工具通道的
内壁气密地封闭，以用于能够在所述工具通道的内部建立为移动或者说保持所述旋拧工具所必需的压差。这种气动调节方法是稳健的、轻便的和成本低廉的实施方式。
16.优选地，在具有气动调节方法的实施方式中，所述旋拧单元具有至少一个调节弹簧，所述调节弹簧将所述旋拧工具预紧到所述供应位置中。在借助压缩空气将旋拧工具向前推进到旋拧位置中时，必须克服调节弹簧做功并且在调节弹簧松弛的情况下实现旋拧工具返回到供应位置中，从而不需要附加地以负压加载。
17.在备选的实施方式中，所述旋拧单元具有电起重磁体，该电起重磁体能够通过所述旋转贯穿件用电信号来操控，其中，所述旋拧工具被容纳在所述起重磁体上，使得所述旋拧工具能够借助于所述起重磁体的操控在所述供应位置与所述旋拧位置之间移动。
18.在另外的实施方式中，旋拧单元具有滑块，其中，所述工具通道和所述供应通道在所述滑块中延伸，并且所述滑块借助于通过所述旋转贯穿件被加载有压缩空气能够沿径向于所述效果器轴线的方向移动，从而能够选择性地使所述工具通道或所述供应通道与所述效果器轴线重合。通过可径向移动的滑块可以将螺钉自动地供应到嘴件中。带有滑块的旋拧单元优选具有至少一个滑块复位弹簧，滑块复位弹簧将滑块预紧到径向的端部位置中。
19.在另外的实施方式中，根据本发明的装置具有布置在关节臂机器人的端部环节上的连接元件，该连接元件包括至少一个用于将螺钉供应到供应通道中的供应开口和/或至少一个用于将压缩空气供应到旋转贯穿件的定子侧的接头的压缩空气接头和/或至少一个用于操控旋转贯穿件的定子侧的输入端的电接头。利用连接元件提供用于供应运行介质的接口，该接口布置在关节臂机器人的端部环节上并且因此在旋拧过程中不参与旋拧单元的旋转。
20.例如具有连接元件的实施方式具有布置在连接元件上的储藏室，该储藏室包括用于储藏多个螺钉的滚筒，其中，所述滚筒可旋转地布置在底板上，其中，所述底板具有排出开口，所述排出开口被布置成与所述连接元件的供应开口重合。在此，储藏室的滚筒例如可以借助步进马达旋转，从而可以将被容纳的螺钉依次通过排出开口输送到供应开口中并且接着通过供应通道输送到嘴件中。
21.关节臂机器人的从动元件优选地构造为空心轴。这种空心轴机器人在现有技术中例如对于涂漆装置或焊接装置是常用的。与本发明相关联地，本发明能够实现所述旋拧单元和所述旋转贯穿件的在结构上特别灵巧并且稳健的集成。
附图说明
22.本发明的优选的实施例
23.下面借助附图与本发明的优选实施例的描述一起更详细示出其他改进本发明的措施。在此，示出：
24.图1a示出根据本发明的装置的第一实施例的细节视图，
25.图1b、1c示出第一实施例的横截面视图，
26.图1d示出没有可选的储藏室的第一实施例的细节视图，
27.图2a示出第二实施例的细节视图，
28.图2b、2c示出第二实施例的部件的视图，
29.图2d示出具有滑块复位弹簧的第二实施例的细节视图，
30.图2e、2f示出第二实施例的横截面视图，
31.图2g示出具有工具复位弹簧的第二实施例的细节横截面视图，
32.图3示出第三实施例的旋拧单元的示意横截面视图，
33.图4示出根据本发明的具有空心轴机器人的装置的总图，
34.图5a示出具有台式机器人的根据本发明的装置的总图，以及
35.图5b示出图5a的细节视图。
具体实施方式
36.图1a至图1c示出根据本发明的装置的第一实施例的细节视图，其中，图1b和图1c的横截面视图分别根据在图1a中绘出的剖切线bb'或cc'示出。分别示出旋拧单元2、连接元件4以及用于储藏多个螺钉s的滚筒状的储藏室5。该实施例被设置用于与具有构造为空心轴的从动元件的关节臂机器人一起使用，其中，旋拧单元2能够借助于壳体凸缘21a拧紧到从动元件上，并且连接元件4同样能够借助于螺纹连接容纳在关节臂机器人的端部环节上。因此，只有旋拧单元2以及旋转贯穿件3的与该旋拧单元抗相对旋转地连接的转子32参与从动元件的旋转。
37.包括具有壳体凸缘21a、壳体盖21b的壳体21、容纳在壳体21中的旋拧工具22以及在前侧布置在壳体21上的用于提供螺钉s的嘴件23的旋拧单元2能够通过关节臂机器人的从动元件绕效果器轴线we旋转，由此能够执行旋拧过程。旋拧工具22在工具通道24中沿着效果器轴线we在图1b和图1c中示出的供应位置和至少一个旋拧位置之间可移动地被容纳。为了在工具通道24内轴向移动旋拧工具22，旋拧工具22的背侧能被加载有压缩空气，也就是说可选地能被加载有过压或负压。
38.在此，旋转贯穿件3用于将压缩空气引导到在可旋转的壳体21中的工具通道24中。旋转贯穿件3的处于内部的转子32通入工具通道24中并且抗相对旋转地与旋拧单元2连接，而旋转贯穿件3的定子31容纳在连接元件4上。通过连接元件4中的水平孔形成压缩空气开口42，通过该压缩空气开口能够将旋转贯穿件3连接到压缩空气供应部上。
39.通过加载有过压，旋拧工具22可以从这里所示的供应位置朝嘴件23的方向向前推进并且与螺钉s的螺钉头驱动器嵌接，从而然后旋拧工具22占据旋拧位置。在此，工具附件22a的直径这样与工具通道24的内直径适配，使得一方面可以在工具通道24的处于工具附件22a前面和后面的区段之间建立适宜的压力差，但另一方面保证了旋拧工具22的低摩擦的轴向可移动性。在沿着在中央穿过工具通道24延伸的效果器轴线we轴向移动旋拧工具22时，旋拧工具22围绕其纵轴线经历旋转，该旋转通过如下方式引起，即，两个径向地从旋拧工具22的工具附件22a突出的引导销26在工具通道24的壁中的所属的螺旋形缠绕的槽25中被容纳和引导(在横截面视图中分别仅可看到一个槽25或一个引导销26，优选该装置还分别包括对置的样本)。由此，一方面保证所述旋拧工具22可再现地嵌接到在所述嘴件23中提供的螺钉s中，并且尤其通过借助于所述槽25和所述引导销26形成的沿旋转方向形锁合的连接能够将转矩传递到所述旋拧工具22上。根据本发明，通过机器人侧的从动元件将用于旋拧过程的转矩导入旋拧单元2、尤其是壳体21中，并且通过随同旋转的旋拧工具22最终传递到待旋拧的螺钉s上。
40.在壳体21中延伸的供应通道27用于供应螺钉s，该供应通道在正好处于嘴件23上
方的区域中通入工具通道24中。螺钉s被夹紧地保持在嘴件23中，其中，所述嘴件23具有柔韧性，从而在向前推进到旋拧位置中的旋拧工具22的力作用下可以克服夹紧作用。如果旋拧工具22处于所示的拉回的供应位置中，那么嘴件23对于待供应的螺钉s而言是可接近的，而供应通道27的通入工具通道24中的通入口通过处于向前推进的旋拧位置中的旋拧工具22来闭塞。供应通道27可以通过供应开口41在连接元件4处接近，其中，在根据本发明的装置的运行中，必须使供应通道27的后部开口与供应开口41重合地旋转，以便实现螺钉s从固定地布置在关节臂机器人的端部环节上的连接元件4到一起旋转地布置在关节臂机器人的从动元件上的旋拧单元2的过渡。
41.在连接元件4上布置储藏室5，所述储藏室包括用于储藏多个螺钉s的滚筒51，其中，滚筒51可旋转地容纳在底板52上。在此，滚筒51的可旋转性例如可以基于这里未示出的轴承并且尤其是可以构造成借助于附加的步进马达来主动地操控。底板52具有排出开口53，该排出开口布置成与连接元件4的供应开口41重合，从而在滚筒51旋转时，可以将螺钉s连续地引入到供应通道27中，尤其在重力的作用下或者可选地借助于附加的压缩空气加载。在制造实践中，储藏室5例如可以由工作人员手动更换，或者该装置能够自动更换储藏室。
42.图1d作为细节视图示出第一实施例的变型方案，没有用于储藏螺钉的储藏室。在该实施方式中，螺钉可以经由适合的供应管道穿过在连接元件4上的供应开口41直接进入旋拧单元2的内部。在自动化运行中，由此与具有储藏室的前述的变型方案相比可以进一步降低周期时间，因为省去了储藏室的重新填充。除了压缩空气开口42在此不同地并且为了更好的可接近性而布置在连接元件4的端侧上外，图1d的变型方案在其他方面与图1a至图1c中所示的第一实施例对应。
43.在本发明的意义中，除了旋转贯穿件3的转子32以外的如下所有部件的总和被称为旋拧单元2，这些部件与关节臂机器人的从动元件能够一起旋转地容纳，也就是说，这些部件在旋拧过程中参与围绕效果器轴线we的旋转。旋转贯穿件3和固定地容纳在关节臂机器人的端部环节上的连接元件4则形成用于旋拧单元2的连接单元。这分别适用于所有根据本发明的实施例。
44.图2a示出根据本发明的装置的第二有利的实施例的立体细节视图，图2b和图2c示出该实施方式的分开的部件的视图，并且图2d和图2e示出根据在图2a中示出的剖切线dd'或ee'的所属的横截面视图。所示实施例也被设置用于与具有构造为空心轴的从动元件的关节臂机器人一起使用，其中，旋拧单元2能够通过壳体凸缘21a与关节臂机器人的从动元件旋拧，并且连接元件4被设置用于布置在关节臂机器人的端部环节上。
45.图2a至图2g的实施例具有带有滑块29的旋拧单元2，该滑块在壳体21的内部容纳在滑块容纳部21c中，其中，工具通道24和供应通道27在滑块29中彼此平行地延伸，并且所述滑块29能够借助于通过所述旋转贯穿件3加载有压缩空气沿着径向于所述效果器轴线we的方向移动，从而可选地，工具通道24或供应通道27能够与底部开口21d重合并且被带到嘴件23的中间。
46.通过在连接元件4上的压缩空气开口42可以将压缩空气导入到旋拧单元2中，其中，布置在所述效果器轴线we上的压缩空气开口42通过所述旋转贯穿件3作用到所述旋拧工具22上并且所述旋拧工具在所述供应位置和所述旋拧位置之间移动，所述旋转贯穿件的
定子31与所述连接元件4连接并且所述旋转贯穿件的转子32与所述旋拧单元2连接。借助压缩空气操纵滑块29以及将螺钉s供应到供应通道27中仅在旋拧单元2相对于连接元件4符合目的地取向时给出，在所述取向中，两个压缩空气开口42和供应开口41分别与壳体盖21b中的相应的开口和壳体21的主体中的压缩空气入口21e重合地布置。为了实现这种重合的布置，旋拧单元2必须借助于关节臂机器人的从动元件旋转到围绕效果器轴线we的合适的角度位置中。压缩空气通道21f从压缩空气入口21e分支出来，通过压缩空气通道可以使滑块容纳部21c对于压缩空气是可接近的。通过将螺钉s穿过供应开口41引入到滑块29的供应通道27中并且接着借助压缩空气径向移动滑块29来实现将螺钉s引入到嘴件23中，使得供应通道27与底部开口21d重合并且螺钉s接着在重力作用下和/或通过压缩空气冲击下落或向前推进到嘴件23中。为了随后执行旋拧过程，借助负压径向地推回滑块29，使得工具通道24与底部开口21d重合，并且然后可以将旋拧工具22从其供应位置向旋拧位置向前推进并且通过底部开口21b伸出地嵌接到螺钉s的螺钉头驱动器中。如已经结合图1a至图1c的实施例所阐述的那样，在此在槽25和成型在旋拧工具22上的引导销26之间的沿旋转方向形锁合的连接也用于将转矩传递到旋拧工具上。
47.如图2d所示，备选地，至少一个滑块复位弹簧29a可以集成在滑块容纳部21c中并且将滑块29预紧到所示的径向端部位置中，从而可以省去用于将滑块29移动到该端部位置中的具有负压的加载。
48.图2g示出第二实施例的变型方案的横截面细节视图，具有工具复位弹簧22a，该工具复位弹簧将旋拧工具22预紧到所示的供应位置中。工具复位弹簧24a被构造为压缩弹簧并且从伸入到工具通道24中的接片24b延伸直至工具附件22a。在将旋拧工具22向前推进到旋拧位置中时，必须克服工具复位弹簧24a做功，并且在旋拧过程之后，在工具复位弹簧24a松弛的情况下将旋拧工具22返回到供应位置中。类似于图2g的图示，这样的工具复位弹簧优选也可以集成到图1a至图1d的第一实施例中。
49.图3示出根据本发明的装置的第三实施例的旋拧单元2的示意的横截面视图，其中，所述旋拧工具22在供应位置与旋拧位置之间的可移动性基于借助于起重磁体28的致动。仅示意地示出旋转贯穿件的转子32，通过该旋转贯穿件将用于运行起重磁体28所需的功率和控制信号经由电引线28a导入到旋拧单元2中。旋拧工具22以未更详细示出的方式容纳在起重磁体28上并且可以由该起重磁体沿着效果器轴线we移动。起重磁体28借助支架6刚性地容纳在壳体21处。
50.在此，形成供应通道27的空心管或软管8的下部区段借助于拉力弹簧7被预紧到适合于将螺钉s供应到嘴件23中的位置中。软管8的下部区段可以通过向前推进到旋拧位置中的旋拧工具22从该位置中压出。这种供应装置在现有技术中是已知的并且可以集成到根据本发明的装置中。
51.图4示出具有六轴关节臂机器人1的根据本发明的装置100的总图，所述六轴关节臂机器人的从动元件11构造为空心轴。空心轴状的从动元件11能够围绕对应于第六机器人轴线w6的效果器轴线we无限地旋转。关节臂机器人1的端部环节12是用于从动元件11的支架并且能够围绕第五机器人轴线w5旋转。端部环节12的容纳从动元件11的区段具有中央留空部。旋拧单元2例如相应于图2a至图2e的实施例并且以壳体凸缘21a拧紧在从动元件11上。连接元件4紧固在端部元件12的与该连接元件背离的侧面上并且旋转贯穿件延伸穿过
在连接元件4和旋拧单元2之间的端部环节12的留空部。
52.因此，根据本发明，旋拧单元2的可旋转性仅基于机器人侧的驱动器，该驱动器被设置用于旋转从动元件11；在现有技术中的自动旋拧机中使用的另外的马达驱动的驱动元件不是必要的。通过介质供应部13可以通过连接元件4将运行介质如压缩空气、电信号或螺钉自动地供应给旋拧单元2。
53.利用根据本发明的装置100通过借助关节臂机器人将旋拧单元2定位在工件w上并且在容纳在旋拧单元2中的旋拧工具沿着效果器轴线we移动到合适的旋拧位置中的同时通过从动元件11驱动的旋拧单元2的旋转，实现在工件w上的螺纹连接的自动化的建立。在关节臂机器人静止时，在旋拧单元2内的旋拧工具的向前推进在此适宜地与根据螺钉螺纹的导程将螺钉拧入工件w中相适配，从而旋拧工具在旋入过程期间始终保持与螺钉头驱动器嵌接。为了进行过程监控和控制，可以给旋拧工具配设力和/或转矩传感器，转矩传感器尤其可以已经在机器人侧集成。
54.图5a和图5b分别示出根据本发明的具有六轴台式机器人1的装置100的总图或细节视图。效果器轴线we又相应于第六机器人轴线w6，从动元件11和容纳在其上的旋拧单元2能够围绕所述第六机器人轴线旋转，并且关节臂机器人1的端部环节12能够围绕第五机器人轴线w5旋转。
55.旋拧单元2例如类似于图1a至图1c的实施例。在这里所示的装置100中，旋转贯穿件3布置在从动元件11与旋拧单元2之间，其中，所述定子31构造成空心柱形并且所述转子32在所述定子31的内部沿轴向延伸。定子31经由跨接从动元件11的定子保持部34静止地布置在端部环节12上。转子32以后端部能够一起旋转地容纳在从动元件11上并且以其前侧端部与旋拧单元2连接，这就是说，在该实施例中从动元件11的转矩仅经由旋转贯穿件3传递到旋拧单元2上。
56.为了在旋拧单元2的内部用压缩空气加载旋拧工具，在旋转贯穿件3的定子31上布置压缩空气接头33并且介质供应部13用于将螺钉供应到供应通道27中，其中，为此，在旋拧单元2的壳体21上的供应通道27的开口必须与介质供应部13的出口重合。
57.本发明在其实施方面不限于上述优选的实施例。相反地，可以想到多种变型方案，其在原则上不同类型的实施方案中也被所示的解决方案使用。所有由权利要求、说明书或附图得出的特征和/或优点，包括结构上的细节、空间的布置和方法步骤，不仅本身而且以不同的组合对于本发明而言都是重要的。
58.附图标记列表
59.100装置
60.1关节臂机器人
61.11 从动元件
62.12 端部环节
63.13 介质供应部
64.2旋拧单元
65.21 壳体
66.21a 壳体凸缘
67.21b 壳体盖
68.21c滑块容纳部
69.21d底部开口
70.21e压缩空气入口
71.21f压缩空气通道
72.22旋拧工具
73.22a工具附件
74.23嘴件
75.24工具通道
76.24a工具复位弹簧
77.24b接片
78.25槽
79.26引导销
80.27供应通道
81.28起重磁体
82.28a电引线
83.29滑块
84.29a滑块复位弹簧
85.3旋转贯穿件
86.31定子
87.32转子
88.33压缩空气接头
89.34定子保持部
90.4连接元件
91.41供应开口
92.42压缩空气开口
93.5储藏室
94.51滚筒
95.52底板
96.53排出开口
97.6支架
98.7拉力弹簧
99.8软管
100.we效果器轴线
101.w5第五旋转轴线
102.w6第六旋转轴线
103.s螺钉
104.w工件

技术特征：
1.一种用于自动化建立螺纹连接的装置(100)，所述装置包括关节臂机器人(1)和旋拧单元(2)，所述旋拧单元能够由关节臂机器人(1)的端部环节(12)的从动元件(11)围绕效果器轴线(we)旋转，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有壳体(21)，其中，旋拧工具(22)能沿着效果器轴线(we)在供应位置与至少一个旋拧位置之间移动地容纳在壳体(21)中，并且在壳体(21)上布置有用于提供螺钉(s)的嘴件(23)。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)具有用于压缩空气和/或电信号的旋转贯穿件(3)，其中，旋转贯穿件(3)的定子(31)布置在端部环节(12)上，并且旋转贯穿件(3)的转子(32)能够一起旋转地布置在旋拧单元(2)和/或从动元件(11)上。3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧工具(22)能够移动地容纳在工具通道(24)中，其中，工具通道(24)具有至少一个内部槽(25)，并且旋拧工具(22)具有至少一个容纳在槽(25)中的引导销(26)，从而能够通过借助于槽(25)和引导销(26)形成的形锁合的连接将转矩传递到旋拧工具(22)上。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有用于将螺钉(s)供应到嘴件(23)中的供应通道(27)。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧工具(22)能够通过旋转贯穿件(3)被加载压缩空气，使得旋拧工具(22)能够借助于加载过压或者负压而在供应位置与旋拧位置之间移动。6.根据权利要求5所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有至少一个工具复位弹簧(22a)，所述工具复位弹簧将旋拧工具(22)预紧到供应位置中。7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有电起重磁体(28)，所述电起重磁体能够通过旋转贯穿件(3)利用电信号来操控，其中，旋拧工具(22)被容纳在起重磁体(28)上，从而旋拧工具(22)能够借助于对起重磁体(28)的操控而在供应位置与旋拧位置之间移动。8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有滑块(29)，其中，工具通道(24)和供应通道(27)在滑块(29)中延伸，并且滑块(29)能够借助于通过旋转贯穿件(3)加载压缩空气而沿径向于效果器轴线(we)的方向被移动，从而能够选择性地使工具通道(24)或供应通道(27)与效果器轴线(we)重合。9.根据权利要求8所述的装置(100)，其特征在于，所述旋拧单元(2)具有至少一个滑块复位弹簧(29a)，所述至少一个滑块复位弹簧将滑块(29)预紧到径向的端部位置中。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)具有布置在关节臂机器人(1)的端部环节(12)上的连接元件(4)，所述连接元件包括至少一个用于将螺钉(s)供应到供应通道(27)中的供应开口(41)，和/或包括至少一个用于将压缩空气供应给旋转贯穿件(3)的定子侧接头的压缩空气接头(42)，和/或包括至少一个用于操控旋转贯穿件(3)的定子侧输入端的电接头。11.根据权利要求10所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)具有布置在连接元件(4)上的储藏室(5)，所述储藏室包括用于储藏多个螺钉(s)的滚筒(51)，其中，滚筒(51)可旋转地布置在底板(52)上，其中，底板(52)具有排出开口(53)，所述排出开口被布置成与连接元件(4)的供应开口(41)重合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述关节臂机器人(1)的从动元件(11)被构造为空心轴。

技术总结
本发明的主题是一种用于自动化建立螺纹连接的装置(100)，所述装置包括关节臂机器人(1)和旋拧单元(2)，所述旋拧单元能够由关节臂机器人(1)的端部环节(12)的从动元件(11)围绕效果器轴线(wE)旋转。根据本发明，旋拧单元(2)具有壳体(21)，其中，旋拧工具(22)能沿着效果器轴线(wE)在供应位置与至少一个旋拧位置之间移动地容纳在壳体(21)中，并且在壳体(21)上布置有用于提供螺钉(S)的嘴件(23)。布置有用于提供螺钉(S)的嘴件(23)。布置有用于提供螺钉(S)的嘴件(23)。


技术研发人员：I
受保护的技术使用者：海拉有限双合股份公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2023/10/7