用于将螺栓拧入墙壁中的旋拧装置和方法制造方法及图纸

技术编号:18462736 阅读:9 留言:0更新日期:2018-07-18 14:23
本发明专利技术涉及一种旋拧装置(5),具有螺丝刀(45)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)连接的连接元件(10)。连接元件(10、210)具有:机器人一侧的、第一传递元件(20);工具一侧的、第二传递元件(22);布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25);以及距离测量元件(50)。两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地、沿操作方向(26)彼此相向地运动。距离测量元件(50)以如下方式实施和布置,使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。

Screwing device and method for screwing bolts into walls

The invention relates to a screwing device (5), which has a screwdriver (45) and a connecting element (10) for connecting the screwdriver (45) with the robot arm (11). The connecting elements (10, 210) have the one side of the robot, the first transfer element (20), the one side of the tool, the second transfer element (22), the reset element (25) arranged between the first and second transfer elements (20, 22), and the distance measuring element (50). The two transfer elements (20, 22) can overcome the reset force of the reset element (25) and move along the direction of operation (26) in opposite directions. The distance measuring element (50) is implemented and arranged in the following way, so that the distance measuring element can measure the distance between the distance between the transmission elements (20, 22) along the distance of the operating direction (26).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将螺栓拧入墙壁中的旋拧装置和方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的旋拧装置和一种根据权利要求13所述的用于将螺栓拧入墙壁中的方法。
技术介绍
在WO2010/24794A1中介绍了一种在工业机器人的抓手与机器人手臂之间的连接元件。工业机器人应当以抓手与连接元件的组合而能够接收无序地处在容器中的部件。为此,连接元件例如具有布置在两个传递元件之间的橡胶球。此外,连接元件具有力测量装置,其中,为了确定操作力,对两个传递元件之间的间距加以确定。在JP2010264514A中,介绍了用于将螺栓拧入工件中的旋拧装置和方法。旋拧装置具有力传感器,其例如呈力测量计的形式。当将螺栓拧入工件中时,调整出所需要的操作力。EP042132381介绍了一种用于将呈磨削头形式的工具为了磨削工件的表面而与机器人手臂联接的连接元件。连接元件具有呈应变测量带形式的力传感器,以便测量作用于磨削头的力。此外,磨削头的位置能够得到确定。基于此,执行力和位置的调节。对工件表面的磨削是相对均匀的过程,使得作用于磨削头的力可靠地而且没有很大的干扰量妨碍的情况下得到测量,并且能够用于力的调节。但也给出如下应用,其中,呈撞击或振动形式的干扰量、例如力脉冲作用于与机器人手臂联接的工具,并且于是使得利用应变测量带直接测力变得明显困难或者甚至不可行。例如,当将螺栓拧入实行墙壁中、特别是水泥墙壁中时,出现这种干扰量。
技术实现思路
相反,本专利技术的目的特别在于,提出一种具有螺丝刀和用于将工具与机器人手臂联接的连接元件的旋拧装置,连接元件实现了对表明作用于螺丝刀的力的特征的量值的简便和/或稳定可靠的确定。根据本专利技术,这种目的利用具有权利要求1的特征的旋拧装置来实现。此外,本专利技术的目的特别是在于,提出一种利用安装在机器人手臂上的旋拧装置将螺栓拧入墙壁中的方法,这种方法实现了将螺栓可靠地拧入。根据本专利技术,所述目的利用具有权利要求13的特征的方法来实现。根据本专利技术的旋拧装置具有用于将螺栓与机器人手臂联接的连接元件,其中,连接元件具有机器人一侧的第一传递元件、工件一侧的第二传递元件、布置在第一与第二传递元件之间的复位元件以及距离测量元件。两个传递元件能够克服复位元件的复位力、也就是通过沿操作方向施加操作力而彼此相向地运动。距离测量元件以如下方式实施和布置,使得能够对代表传递元件之间沿操作方向的间距的距离加以测量。螺丝刀特别是用于将螺栓拧入墙壁中。因为两个传递元件能够仅克服复位元件的所提到的复位力地彼此相向运动,所以由距离测量元件测得的距离表示针对所提到的操作力的量度,凭借其将两个传递元件彼此相对按压。操作力与逆着操作方向作用于螺丝刀的力相等,使得测得的距离也表示针对作用于螺丝刀的力的量度。由此,操作力还有作用于螺丝刀的力能够以非常稳定而且可靠的方式间接得到测量。由距离测量件和复位元件组成的组合负责:使对操作力的间接获取对于撞击和振动非常不敏感。这特别是当距离测量无接触式地实现时适用。由此,所测得的间距代表以较小的干扰量加载的量值,并且由此能够当传输给机器人手臂的控制件时,特别是用作特别是机器人手臂的位置调节件的调节方案的调节量。由此,所测得的间距以及间接地还有操作力以及作用于螺丝刀的力能够可靠而且稳定地调节为所需要的数值或者所需要的分布。所介绍的连接元件可以不仅与螺丝刀联接,而且也与其他工具联接。对于工具在这里应当认为是如下的元件,利用其能够加工物体或者也能够抓取和移动物体。工具例如可以实施为钻孔机、铣削机或者也实施为抓手。工具可以实施为独立的工具,例如实施为具有独立的驱动装置的钻孔机。但是,同样可行的是,机器人手臂具有针对工具的驱动装置,工具例如仅实施为简单的钻孔机。对于机器人手臂,在这里应当认为是机械电子部件的能够主动运动的元件。机械电子部件具有相配合的、机械的、电子的以及信号技术的元件或者模块,并且特别是能够实施为工业机器人。对于工业机器人可以认为是通用的、大多可编程的、用于操作、装配和/或加工工件和构件的机器。这种机器人为了用在工业领域而设计,并且迄今例如用在复杂物品大批量的工业制造中,例如用在汽车制造中。通常,工业机器人具有呈机器人手臂形式的所谓的操作件、所谓的效应器以及控制件。机器人手臂例如可以围绕一个或多个轴能够枢转和/或沿一个或多个方向能够移动。效应器可以如这里的情况中那样,是呈上述方式的工具,或者类似工具。控制件可以用于,以适当方式操控操作件和/或效应器,也就是说,例如适当地移动和/或引导,并且由此也施加确定的操作力。在开始的编程之后,工业机器人典型地能够部分自动地或全自动地、也就是尽可能自主地执行作业过程。在此,作业过程的执行例如可以根据传感器信息在一定的边界内改变。另外,工业机器人的控制必要时能够自我学习地执行。连接元件的两个传递元件特别是呈盘状或圆柱状、特别是空心圆柱状地实施。距离测量元件相对于传递元件之一位置固定地布置,并且沿操作方向对距其他传递元件或者与其他传递元件位置固定地连接的元件的距离进行测量。由此,所测得的距离表示针对两个传递元件彼此间沿操作方向的间距。凭借对距离测量装置相对于第一传递元件的位置以及测量距离所参照的构件的位置的认知,能够计算出两个传递元件沿操作方向彼此间的间距。在此,距离测量装置能够以不同的测量原理、例如超声波、激光、红外线等为基础。在本专利技术的构造方案中,复位元件实施为至少一个弹簧、特别是实施为直线弹簧。弹簧特别是实施为螺旋弹簧,其中,其他类型的弹簧、例如盘形弹簧也是可行的。也可以应用多个弹簧,其特别是彼此平行地布置。一个或多个弹簧沿操作方向排齐,使得:当两个传递元件沿操作方向彼此相向运动、也就是其间间距缩小时,弹簧沿弹动方向压缩。对于弹簧而言,在所谓的弹簧行程与呈复位力形式的弹动力之间存在关系,其中,弹动行程通过拉伸或压缩弹簧而能够得以实现。对于直线弹簧而言,在弹簧行程与复位力之间存在至少近似直线的关系,使得基于所测得的弹簧行程除以弹簧的所提到的弹性系数而能够确定复位力。由此,可以通过调整确定弹簧行程来调整出所希望的复位力,例如通过调节的方式实现。在这里的情况下,由此能够通过调整两个传递元件之间的规定的间距而调整出所希望的弹簧力进而还有工件上的操作力。这也适用于应用非直线弹簧的情况,其中,在弹簧行程与弹簧力之间存在非直线的关系。在本专利技术的构造方案中,弹簧实施为螺旋弹簧,其围绕固定元件布置,也就是通过自身中空的内腔围绕固定元件延伸,其将第一与第二传递元件连接,并且对第一与第二传递元件之间的可行的间距加以限定。由此,以简单的方式实现弹簧的引导和紧固,并且同时实现了两个传递元件的连接。固定元件特别是实施为具有螺栓头和杆的螺栓。其中一个传递元件、例如第一传递元件具有分梯级的贯通孔,贯通孔以如下方式实施,使得杆能够引导穿过孔,并且螺栓头能够安放在梯级部上。第二传递元件具有螺纹孔,螺栓的杆拧入螺纹孔中。由此,螺栓将两个传递元件连接,并且通过螺栓头与贯通孔的梯级部的配合来限定两个传递元件彼此间的间距。同时,两个传递元件彼此间能够相向运动。在本专利技术的构造方案中,距离测量元件的距离测量传感器相对于第一传递元件位置固定地布置,距离测量元件测量距第二传递元件的间距。距离测量元件除了距离传感器之外,还特别是具有评估单元,评估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋拧装置,具有螺丝刀(45、245)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)联接的连接元件(10、210),其中,连接元件(10、210)具有:机器人一侧的第一传递元件(20);工具一侧的第二传递元件(22);布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25);以及距离测量元件(50),其中,两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地沿操作方向(26)彼此相向地运动,距离测量元件(50)以如下方式实施和布置:使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 EP 15195407.01.一种旋拧装置,具有螺丝刀(45、245)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)联接的连接元件(10、210),其中,连接元件(10、210)具有:机器人一侧的第一传递元件(20);工具一侧的第二传递元件(22);布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25);以及距离测量元件(50),其中,两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地沿操作方向(26)彼此相向地运动,距离测量元件(50)以如下方式实施和布置:使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。2.根据权利要求1所述的旋拧装置,其特征在于,连接元件(10)的复位元件(25)实施为至少一个弹簧(25)。3.根据权利要求2所述的旋拧装置,其特征在于,弹簧(25)实施为螺旋弹簧(25),螺旋弹簧围绕固定元件(21)地布置,螺旋弹簧将第一和第二传递元件(20、22)连接并且对第一与第二传递元件(20、22)之间的可行的间距加以限定。4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋拧装置,其特征在于,连接元件(10)的距离测量元件(50)的距离传感器(51)相对于第一传递元件(20)位置固定地布置,并且距离测量元件(50)对距连接元件(10)的第二传递元件(22)的间距进行测量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋拧装置,其特征在于,距离测量元件(50)具有光学的距离传感器(51)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋拧装置,其特征在于,连接元件(10)的第一和第二传递元件(20、22)通过引导件(27)连接,引导件以如下方式实施和布置:使得两个...

【专利技术属性】
技术研发人员:安德烈·坎布鲁齐菲利普·齐默利拉法埃尔·比奇埃里希·布特勒
申请(专利权)人:因温特奥股份公司
类型:发明
国别省市:瑞士,CH

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