用于形状配合和/或力配合的连接的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于将至少一个工件(W)与至少一个连接元件形状配合和/或力配合地连接的装置(V)，该装置具有用于定位工件(W)的至少一个机器人(1)、用于将连接元件(S)与工件(W)连接的至少一个主轴(2)、用于在连接元件(S)与工件(W)连接期间稳定工件(W)的至少一个支座(31、32、33)，其中支座(33)的、在连接元件与工件(W)连接期间与工件(W)接触的接触区域基本与主轴纵轴线(SA1)对中心，并且接触区域小于0.01m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形状配合和/或力配合的连接的装置和方法
本专利技术涉及用于将至少一个工件与至少一个连接元件形状配合和/或力配合地连接的装置和方法。
技术介绍
从现有技术中已知了在机器人的效应器处配备拧紧装置的机器人。该机器人能够将螺栓拧入位于桌上的工件中。然而，以该方式不能加工工件的所有的面。
技术实现思路
因此，本专利技术的基本目的在于提出一种装置，其能够实现螺栓在所有的工件侧面处的拧入。该目的通过权利要求1、即用于将至少一个工件与至少一个连接元件形状配合和/或力配合地连接的装置来实现，该装置具有用于定位工件的至少一个机器人、用于将连接元件与工件连接的至少一个主轴、用于在连接元件与工件连接期间稳定工件的至少一个支座，其中，支座的、在连接元件与工件连接期间与工件接触的接触区域基本与主轴纵轴线对中心，并且该接触区域小于0.01m2，尤其小于0.0001m2。优选地，主轴是螺旋主轴。优选地，连接件是螺栓。然而，装置也适用于其它的连接件、例如销钉和柳钉。特别地，支座的接触区域基本上与主轴纵轴线对中心的限定同样包括如下情况，其中支座的接触区域与虚构的球体重叠，该球体具有5cm的半径以及作为中心的、主轴纵轴线与接触支座的工件侧面的交点。特别地，接触区域相对于主轴纵轴线或球体的空间布置存在于接触区域与工件相接触的时刻。特别地，支座相对于其周围环境突出。在本专利技术的一个有利的实施方式中，支座具有支座纵轴线。优选地，支座纵轴线与球体相交。优选地，支座的支座纵轴线基本上对应于主轴的主轴纵轴线。在工件与连接元件连接期间，支座和/或支座元件优选地与工件接触。工件在连接期间优选地利用其下侧面支承在支座的和/或支座元件的接触区域上。因为支座的支座纵轴线优选基本上对应于主轴的主轴纵轴线，工件支撑在螺栓被拧入的位置。在本专利技术的一个有利的实施方式中，支座和/或支座的至少一个包括接触区域的支座元件设计成能沿着支座纵轴线行进。支座元件包括支座的、在连接元件与工件连接期间与工件接触的接触区域。优选地，支座和/或支座元件能借助于气动系统行进。支座或支座元件借助于气动系统的行进是有利的，因为能提供任意量的空气并且能够向外排放产生的废气，由此不需要例如在液压或电气系统中使用的回路(然而也能够应用其)。此外，压缩空气能被良好地存储。此外，气动系统、特别是升降系统是特别轻的。优选地，支座和/或支座元件设计成柱形的。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，该装置具有第一控制单元和第二控制单元。其中，第一控制单元设置用于控制机器人，并且第二控制单元设计用于控制支座、主轴和第一控制单元。优选地，第一控制单元控制机器人的所有的运动和行为。优选地，第一控制单元集成到机器人中。优选地，第二控制单元知道工件的位置，和/或例如设置支座和/或支座元件应当行进多远以最佳地支撑工件。所描述的实施方式是特别便宜的。在本专利技术的一个可替换的有利的实施方式中，该装置具有至少一个上级控制单元。优选地，机器人具有至少一个机器人控制单元。优选地，主轴具有至少一个主轴控制单元。优选地，支座具有至少一个支座控制单元。优选地，机器人控制单元、主轴控制单元和支座控制单元在可替换的实施方式中与上级控制单元连接。该实施方式能够实现各个构件的容易的替换，因为为主轴、机器人和支座具有自己的控制单元。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，机器人是轻型机器人(Leichtbauroboter)。轻型机器人通常轻到其能够由人搬运。此外，轻型机器人能够借助于“示教”法容易地学习定位任务。优选地，轻型机器人包括识别冲撞的传感器。轻型机器人自动停止。该冲撞保护能够实现没有保护笼的人机合作。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，机器人分别具有小于1m、尤其小于50cm的臂部件长度。在此，臂部件长度表示一个关节到下一个关节的长度。优选地，臂部件长度分别长于20cm。因此，机器人是非常紧凑的。因此，设备和根据本专利技术的装置同样能实施为紧凑和小巧的。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，机器人在至少一个效应器处具有至少一个工件接收单元。众所周知，效应器是机器人的最后的臂部件。工件接收单元用于接收工件。例如，工件放在桌上。工件接收单元能够接收工件，以使工件能够由机器人正确地定位。优选地，效应器能沿着用于工件自由运动的至少五个运动轴线在空间中运动。以该方式能行进到每个空间点。优选地，效应器的至少三个运动轴线是旋转轴线。然而优选地，效应器的所有的运动轴线都是旋转轴线。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，工件接收单元包括至少一个用于接收工件的吸盘。优选地，吸盘具有弹性材料。优选地，吸盘压在工件上。吸盘特别好地适用于临时固定工件，因为通过吸盘的吸力能够承载大的重量。优选地，工件接收单元具有多个吸盘。优选地，工件接收单元具有至少两个吸盘。优选地，工件接收单元、特别是应安全和可靠地承载大负荷的工件接收单元具有至少四个吸盘。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，工件接收单元包括至少一个用于稳定工件的配合支架。以该方式能够特别好地稳定接收的工件。优选地，配合支架设计成柱形的。优选地，配合支架设计成使得配合支架在通过至少一个吸盘接收工件的情况下接触工件。优选地，工件接收单元具有多个配合支架。优选地，工件接收单元具有至少两个配合支架。优选地，工件接收单元、特别是在与连接元件连接期间应可靠地阻止接收的工件翻转的工件接收单元具有至少四个吸盘。至少一个配合支架特别好地适合作为支持架。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，主轴是刚性的。刚性在此表示，主轴不能运动并且固定地布置在空间中的点处。这种主轴是很少出故障的，因为其具有较少的机械部件。此外，这种主轴能够低成本地实现。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，主轴的端部件能沿着主轴纵轴线行进。优选地，主轴端部件承载连接元件、特别是螺栓。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，主轴的端部件能围绕主轴纵轴线旋转。在主轴端部件围绕主轴纵轴线旋转并且同时沿着主轴纵轴线在工件的方向上进给时，特别好地实现了螺栓的拧入。优选地，主轴端部件在每分钟10至500转的转速范围中旋转。该实施方式能够实现螺栓到工件中的高效的拧入。优选地，拧入速度取决于连接件、特别是螺栓的几何形状。具有M4式螺纹的螺栓例如每转一周拧入到工件中的距离在0.6mm和0.8mm之间，特别是0.7mm。具有M6式螺纹的螺栓例如每转一周拧入的距离在0.9mm和1.1mm之间，特别是1mm。在本专利技术的另一个有利的实施方式中，主轴具有用于自动供给连接元件的供给单元。供给单元例如是漏斗或者填充有螺栓填和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将至少一个工件(W)与至少一个连接元件形状配合和/或力配合地连接的装置(V)，所述装置具有：/n-用于定位所述工件(W)的至少一个机器人(1)，/n-用于将所述连接元件(S)与所述工件(W)连接的至少一个主轴(2)，/n-用于在所述连接元件(S)与所述工件(W)连接期间稳定所述工件(W)的至少一个支座(31、32、33)，/n其中，所述支座(33)的、在所述连接元件与所述工件(W)连接期间与所述工件(W)接触的接触区域基本与主轴纵轴线(SA1)对中心，并且所述接触区域小于0.01m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181121 EP 18207502.81.一种用于将至少一个工件(W)与至少一个连接元件形状配合和/或力配合地连接的装置(V)，所述装置具有：
-用于定位所述工件(W)的至少一个机器人(1)，
-用于将所述连接元件(S)与所述工件(W)连接的至少一个主轴(2)，
-用于在所述连接元件(S)与所述工件(W)连接期间稳定所述工件(W)的至少一个支座(31、32、33)，
其中，所述支座(33)的、在所述连接元件与所述工件(W)连接期间与所述工件(W)接触的接触区域基本与主轴纵轴线(SA1)对中心，并且所述接触区域小于0.01m2，尤其小于0.0001m2。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述支座(33)和/或所述支座的至少一个包括所述接触区域的支座元件(35)设计成能沿着支座纵轴线行进。


3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置具有第一控制单元(121)和第二控制单元(120)，其中，所述第一控制单元(121)设置用于控制所述机器人(1)，并且所述第二控制单元(120)设置用于控制所述支座(33)、所述主轴(2)和所述第一控制单元(121)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述机器人(1)是轻型机器人。


5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述机器人(1)分别具有小于1m、尤其小于50cm的臂部件长度。


6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述机器人(1)在至少一个效应器处具有至少一个工件接收单元(11)。


7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述工件接收单元(11)包括至少一个用于接收所述工件(W)的吸盘(12)。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·布鲁克施，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE