DE69008769T2

DE69008769T2 - Vorrichtung zum Montieren von Befestigungselementen.

Info

Publication number: DE69008769T2
Application number: DE69008769T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Lee Brewer; Keith Denham; Raymond Dennis Lacey; Glenn Stride
Original assignee: Avdel Systems Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: KR940002878B1; ATE105520T1; DE69008769D1; ES2054248T3; AU631087B2; EP0399798B1; EP0399798A2; CA2017562C; US5104024A; GB2232110A; JP2891511B2; AU5581490A; EP0399798A3; BR9002482A; CA2017562A1; GB8912126D0; KR900017743A; JPH0327838A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln und insbesondere eine derartige Vorrichtung, um aufeinanderfolgend eine Vielzahl von Befestigungsmitteln durch die wiederholte Betätigung eines Befestigungsmittelsetzwerkzeuges zu setzen, welches mit einer Vielzahl von Befestigungsmitteln geladen ist, die einen begrenzten Vorrat der zu setzenden Befestigungsmittel bilden. Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Setzen von Befestigungsmitteln derjenigen Art, die als rohrförmige Blindnieten bekannt sind.
Falls das Setzen von Befestigungsmitteln fortgesetzt werden soll, nachdem die Befestigungsmittel, die ursprünglich in das Werkzeug geladen wurden, verbraucht sind, ist es notwendig, entweder das Werkzeug durch ein anderes geladenes Werkzeug zu ersetzen oder das ursprüngliche Werkzeug mit einem weiteren Vorrat an durch dieses zu setzenden Befestigungsmitteln wieder zu laden.
Die US 2 932 422 (Harrigan) beschreibt ein Nietsetzwerkzeug mit einem Magazin, welches mit einer Vielzahl von Nieten geladen und wiedergeladen werden kann, und die Niete werden nacheinander aus dem Magazin abgezogen und in Öffnungen in dem Werkstück gesetzt. Das Magazin jedoch ist ein einstükkiger Teil des Werkzeugs und wird zum Wieder laden nicht herausgenommen, ist jedoch so konstruiert, daß beim Verbleiben in dem Werkzeug ein Wiederladen erleichtert ist.
Die US 3 286 856 (Greenlay) beschreibt ein Nietwerkzeug mit einem demontierbaren Drahtzugdorn, auf welchem Hohlnieten gespeichert sind, wobei der Zugdorn durch aufeinanderfolgende Niete hindurchgezogen wird, um diese aufzuweiten. Der Zugdorn wird aus dem Werkzeug zum Wiederladen mit weiteren Nieten nach Verwendung herausgenommen.
Es besteht eine praktische Grenze hinsichtlich der Anzahl von Befestigungsmitteln, welche in ein Werkzeug geladen werden kann, wobei diese Grenze von der Größe des Werkzeugs und der Größe der Befestigungsmittel abhängt. Die Maximalgröße an Werkzeug ist durch den vorhandenen Raum bei Verwendung des Werkzeugs hinsichtlich des Zugangs zum Werkstück beschränkt. Beispielsweise ein Werkzeug, welches für das Setzen von rohrförmigen Blindnieten derjenigen Art verwendet wird, welche in großem Maße in vielen Ländern unter den eingetragenen Warenzeichen BRIV und CHOBERT erhältlich sind, ermöglicht das Laden eines Maximums von zwischen 20 und 40 Niete, was von der Länge des Niets abhängt.
Das Werkzeug muß wiedergeladen werden, wenn sämtliche geladenen Befestigungsmittel gesetzt wurden. Im Falle eines Werkzeugs, welches beispielsweise in einer Serienfertigung verwendet wird, in welche eine bestimmte Zahl von Befestigungsmitteln in jedem Werkstück gesetzt werden muß, muß das Werkzeug dann wieder geladen werden, wenn das Setzen der erforderlichen Anzahl von Befestigungsmitteln in einem Werkstück abgeschlossen ist, wobei die Anzahl an in dem Werkzeug für den anschließenden Setzvorgang verbleibenden Befestigungsmitteln kleiner ist als die Zahl, die in dem nächsten Werkstück gesetzt werden muß. Während das Werkzeug wiedergeladen wird, kann es nicht verwendet werden, um Befestigungsmittel zu setzen. Falls das Wiederladen es erforderlich macht, daß das Werkzeug auseinandergenommen und wieder zusammengesetzt wird, kann die Stillstandszeit, welche zum Wiederladen erforderlich ist, erheblich sein, und kann genauso groß sein, wie die Zeit, während der das Werkzeug verwendbar ist, um Befestigungsmittel zu setzen, bis es wieder erforderlich ist, dieses wieder zu laden. Folglich kann im speziellen Fall eines Repetiernietwerkzeugs, welches zum Setzen von rohrförmigen Blindnieten vom Durchzugstyp gedacht ist, bei welchem eine Vielzahl der rohrförmigen Niete auf einen langgestreckten Zugdorn mit einem vergrößerten Kopf an einem Ende, welcher durch jeden der Niete nacheinander hindurchgezogen wird, um die Niete in einem Werkstück zu setzen, geladen werden müssen, die zum Wieder laden des Werkzeugs erforderliche Zeit genauso lang sein, wie die Zeit, die gebraucht wird, um sämtliche Niete zu setzen, die das Werkzeug aufnehmen kann.
Die US 3 286 856 (Greenlay et al.) beschreibt eine Form von Vorrichtung, welche dazu gedacht ist, automatisch rohrförmige Niete auf einen Durchzugsdorn zu laden, während ein zuvor geladener Dorn zum Nieten in dem Werkzeug verwendet wird. Die Verwendung einer derartigen Vorrichtung ermöglicht es, daß ein wirkungsvolles Laden von Zugdornen erfolgt, während das Werkzeug fortgesetzt zum Nieten verwendet wird.
Die US 3 286 856 bietet jedoch keine Lösung für das Problem, wie ein entleerter Zugdorn aus dem Werkzeug herausgenommen und durch einen geladenen Zugdorn ersetzt werden kann. Diese Vorgänge wurden bisher manuell durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stillstandszeit bei der Verwendung derartiger Werkzeuge zu verringern.
Folglich wird nach einem ihrer Aspekte diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln mit einem Befestigungsmittelsetzwerkzeug zum aufeinanderfolgenden Setzen einer Vielzahl von Befestigungsmitteln durch wiederholte Betätigung des Werkzeugs, wobei das Werkzeug einen Befestigungsmitteltrageteil aufweist, welcher mit einer Vielzahl von Befestigungsmitteln geladen werden kann, die einen begrenzten Vorrat an durch das Werkzeug zu setzenden Befestigungsmitteln bilden, im wesentlichen dadurch gelöst, daß eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Befestigungsmitteltrageteils von einem benutzten Werkzeug vorgesehen ist, und daß ferner Zufuhreinrichtungen vorgesehen sind, um dem Werkzeug einen anderen Befestigungsmitteltrageteil zuzuführen, welcher mit einem Vorrat an Befestigungsmitteln geladen ist.
Die Vorrichtung kann Einrichtungen aufweisen, um ein derartiges Setzwerkzeug mit einem weiteren Vorrat an Befestigungsmitteln neu zu laden. Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß ein geladener Befestigungsmitteltrageteil des Setzwerkzeugs gegen einen verbrauchten Befestigungsmitteltrageteil eines Werkzeugs ausgetauscht wird, und kann weiter derart ausgebildet sein, daß der verbrauchte Befestigungsmitteltrageteii für einen anschließenden Austausch mit einem anderen verbrauchten Befestigungsmitteltrageteil, der ausgetauscht werden muß, wieder geladen wird. Folglich kann das Setzwerkzeug in die Lage gesetzt werden, nahezu kontinuierlich zu arbeiten, indem abwechselnd wieder geladene BefestigungsmitteltrageteileVerwendet werden.
Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Vorrichtung Wiederladeeinrichtungen zum Wiederladen weiterer Befestigungsmittel auf einen verbrauchten Befestigungsmitteltrageteil eines Werkzeuges aufweist. Die Wiederladeeinrichtungen können betätigbar sein, um einen Befestigungsmitteltrageteil eines Werkzeugs, welches von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde, wieder zu laden, uni anschließend durch die Zufuhreinrichtung wieder zugeführt zu werden.
Es kann vorgesehen sein, daß die ZUfuhreinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie nacheinander eine Vielzahl von zuvor geladenen Befestigungsmitteltrageteilen zuführt, und daß die Aufnahmeeinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie diese Befestigungsmitteltrageteile nacheinander aufnimint, nachdem jeder verbraucht wurde.
Die Aufnahmeeinrichtung und die da zugehörige Zufuhreinrichtung können an getrennten Stationen vorgesehen sein.
Vorzugsweise sind die Aufnahmeeinrichtung und die Zufuhreinrichtung an der gleichen Station vorgesehen.
Bevorzugt enthält die Vorrichtung folgende Bestandteile: Eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines verbrauchten Befestigungsmitteltrageteils von einem Werkzeug, eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen eines wiedergeladenen Befestigungsmitteltrageteils zu dem Werkzeug, welcher zuvor durch die Aufnahmeeinrichtung aufgenommen und wieder mit Befestigungsmitteln geladen wurde; und alternative Zufuhreinrichtungen, um alternativ dem Werkzeug einen anderen, zuvor geladenen Befestigungsmitteltrageteil zuzuführen.
Die Vorrichtung kann eine Vielzahl alternativer Zufuhreinrichtungen enthalten.
Die Vorrichtung kann eine zweite Aufnahmeeinrichtung aufweisen, um alternativ einen verbrauchten Befestigungsmitteltrageteil aufzunehmen.
Die Vorrichtung zum Montieren von Befestigungselementen kann Steuereinrichtungen enthalten, um den Betrieb der Vorrichtung zu steuern. Die Steuereinrichtungen können programmierbar sein. Die Steuereinrichtung kann derart programmiert sein, daß die Freigabe eines verbrauchten Befestigungsmitteltrageteils zu der Aufnahmeeinrichtung ausgelöst wird, wenn die in dem Werkzeug verbleibende Anzahl an Befestigungsmitteln, welche für den nächsten Einbau durch das Werkzeug verfügbar ist, unter eine zuvor festgelegte minimale Anzahl abfällt.
Die Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln kann ferner Einrichtungen aufweisen, um das Werkzeug in eine gewünschte Position zu bewegen. Die Steuereinrichtung kann betätigbar sein, um die Bewegungseinrichtungen zum Bewegen des Werkzeugs zu der Aufnahmeeinrichtung zu steuern, und um das Freigeben des Befestigungsmitteltrageteils in die Aufnahmeeinrichtung zu bewirken, wenn die Anzahl der in dem Werkzeug verbleibenden Befestigungsmittel, welche für den nächsten Einbau durch das Werkzeug verfügbar sind, unter eine bestimmte Zahl abfällt.
Wenn die Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln Wiederladeeinrichtungen enthält, kann die Steuereinrichtung ferner die Wiederladeeinrichtungen steuern, um den von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen verbrauchten Befestigungsmitteltrageteil wieder zu laden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist die Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln für das Setzen Von rohrförmigen Blindnieten vom Durchzugtyp ausgebildet.
Im folgenden wird eine Ausführungsform nach der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer automatisierten Arbeitsstation, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln enthält und welche die Hauptbestandteile der Vorrichtung und deren Organisation zeigt;
Figur 2 eine Schnittansicht des Befestigungsmittelsetzwerk zeugs, welches Bestandteil der Vorrichtung gemäß Figur 1 ist;
Figur 3 eine perspektivische Teilansicht einer Aufnahme zum Empfang und/oder Zufuhr eines Teils eines Setzwerkzeugs;
Figur 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV gemäß Figur 3;
Figur 5 eine Seitenansicht eines Teils einer Nietzufuhrund -ladeeinrichtung, welche einen Teil der Vorrichtung gemäß Figur 1 bildet;
Figur 6 eine Draufsicht auf einen Teil der Nietzufuhr- und -ladeeinrichtung und die
Figuren 7 bis 13 schematische Ansichten, welche die Positionen von Hauptbestandteilen der Vorrichtung bei aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen zeigen.
Es wird zunächst auf Figur 1 bezug genommen, wobei die automatisierte Arbeitsstation, welche beispielhaft veranschaulicht ist, einen Werkstückförderer 10 und einen kraftbetätigten Robotarm 12 enthält, welcher mit der Vorrichtung zum Montieren von Befestigungsmitteln nach vorliegender Erfindung verbunden ist. Werkstücke 14, welche aus aneinander zu befestigenden Bauteilen bestehen, werden durch den Förderer zu der Arbeitsstation gebracht, wo die Bauteile aneinander befestigt werden, und nachdem sie aneinander befestigt wurden, werden diese dann von der Arbeitsstation weggefördert.
An der Arbeitsstation werden die Werkstückteile dadurch aneinander befestigt, daß ein oder mehrere Befestigungsmittel in übereinstimmende Öffnungen in den Werkstücken montiert werden.
Das Montieren der Befestigungsmittel wird durch ein kraftbetä.tigtes Befestigungsmittelsetzwerkzeug 16 durchgeführt, welches auf dem Robotarm 12 montiert und von diesem getragen ist, durch welchen das Werkzeug 16 in der notwendigen Weise bewegt und manipuliert werden kann und insbesondere um Befestigungsmittel in einer Folge von Werkstücken 14 zu setzen, die durch die Arbeitsstation gefördert werden.
Das Setzwerkzeug 16 dieses Ausführungsbeispiels, welches in näheren Einzelheiten in Figur 2 veranschaulicht ist, ist ein Repetiernietwerkzeug, welches für das Setzen von rohrförmigen Blindnieten konstruiert ist, und weist eine im wesentlichen konventionelle Konstruktion auf, obwohl es einige Merkmale enthält, aufgrund derer es geeignet ist, den Arbeitsvorgang in der weiter unten beschriebenen Weise zu erleichtern.
Das Werkzeug 16 enthält im wesentlichen einen ringförmigen Anschlag 18, welcher bei dieser Ausführungsform durch ein Paar voneinander trennbare Mundstücksklauen 20 gebildet ist, die Teil der Mundstücksanordnung 21 bilden, um einen Niet in einem Nietsetzvorgang zu halten, sowie einem langgestreckten, mit Kopf versehenen Zugdorn 22, auf welchen eine Vielzahl von Blindnieten, die einen begrenzten Vorrat an zu setzenden Befestigungsmitteln bilden, vor der Verwendung des Werkzeugs geladen wurden, zusammen mit Einrichtungen zum Vorschieben der Niete längs des Zugdorns, um dadurch an dem Anschlag einen nach dem anderen vorbei zu gelangen und zwischen dem Anschlag und dem Kopf des Zugdorns zu liegen, sowie ferner Einrichtungen, um wiederholt den Zugdorn in Längsrichtung seiner Achse bezüglich des Anschlags hin- und herzubewegen, um den Kopf des Zugdorns durch die Bohrung jedes der aufeinanderfolgenden Niete hindurchzuziehen, welche nacheinander durch den Anschlag gehalten werden, wodurch die Niete verformt und in der bekannten Weise gesetzt werden können.
Das Werkzeug 16 ist für eine pneumatische Betätigung ausgebildet und ist als Einheit konstruiert, welche abnehmbar an dem Robotarm 12 mittels einer Werkzeugwechslerzwischenfläche 24 montiert ist. Die Werkzeugwechslerzwischenfläche 24 weist zwei komplementäre Teile auf, mittels derer bei dieser Ausführungsform das Werkzeug mit Druckluft versorgt wird, und die notwendigen Anschlüsse für elektrische Sensoren sind hergestellt und ermöglichen, daß ein anderes Werkzeug gleichen Typs oder eines anderen Typs, wenn erforderlich, anstelle des Werkzeugs 16 verwendet wird, wie dies allgemein bekannt ist.
Obwohl das Werkzeug 16 in jeder Lage betätigbar ist und in jede Lage und Orientierung durch den Robotarm 12 gebracht werden kann, wird für die folgende Beschreibung zum besseren Verständnis angenommen, daß das Werkzeug derart orientiert ist, daß die Längsachse des Zugdorns 22 vertikal steht, wobei der Zugdornkopf am weitesten unten liegt und der Anschlag 18 nach unten weist.
Unter besonderer Bezugnahme auf Figur 2 der Zeichnungen weist das Werkzeug 16 zusätzlich zu der Mundstücksanordnung 21 und dem Zugdorn 22 ein pneumatisches Betätigungsorgan 26 auf, welches die Einrichtung bildet, um die relative Hin- und Herbewegung zwischen dem Anschlag 18 und dem Zugdorn 22 zu erzeugen, und bildet hierbei die Einrichtung zum Vorschieben der Niete längs des Zugdorns.
Das Betätigungsorgan besteht hauptsächlich aus einem langgestreckten rohrförmigen Lauf 28 und einem Gehäuse 30, welches andere Teile des Betätigungsorgans enthält. Das Gehäuse 30 enthält zwei prinzipielle Funktionseinheiten, nämlich Zugdorngreifeinrichtungen zum lösbaren Greifen des Oberendes des Zugdorns 22 und Zugeinrichtungen, mittels derer das Gehäuse 30 dazu gebracht werden kann, bezüglich des Laufs 28 längs der Achse des Laufs hin- und herbewegt zu werden.
Das Gehäuse 30 ist allgemein das Oberende des Laufs 28 umgebend angeordnet und die Mundstücksanordnung 21 (welche nicht Teil des Betätigungsorgans ist), ist in leicht lösbarer Weise an dem Unterende des Laufs in einer Entfernung von dem Gehäuse 30 befestigt, welche die maximale Anzahl von Befestigungsmitteln beeinflußt, mit welchen das Werkzeug geladen werden kann, wie es sich aus dem folgenden ergibt.
Der Laufselbst ist an der Werkzeugwechselzwischenfläche 24 befestigt und ist durch diese in einer feststehenden Lage zu dem Robotarm 12 gehalten, während das Gehäuse 30 relativ zu dem Lauf und dem Robotarm beweglich ist. Der Lauf 28 stellt tatsächlich die Kolbenstange einer pneumatischen Kolbenzylinderanordnung dar, welche in zwei in einer Linie liegenden pneumatischen Zylindern beweglich ist, die in dem Gehäuse 30 definiert sind. Die Zugdorngreifeinrichtung ist in dem Oberteil des Gehäuses enthalten und besteht aus einem Paar von abgeschrägten Greifbacken 52, welche durch einen allgemein rohrförmig gestalteten Greifbackenhalter 54 und ein Backenschließteil 56 gehalten sind, welcher in Form einer ringförmigen Buchse ausgebildet ist, die in dem Gehäuse derart sitzt, daß sie einer Abwärtsbewegung unter Druck widersteht, wobei die Buchse eine sich nach unten verjüngende Bohrung aufweist. Ein doppeltwirkender pneumatischer Backenschließkolben 58, der in einem Zylinder (nicht dargestellt) hin- und herbeweglich ist, ist durch Druckluft betätigbar, welche durch eine Klemmöffnung 30 zugeführt wird, um den Backenträger 54 nach unten anzutreiben, so daß die Greifbacken 52 in die Bohrung des Backenschließteils 56 hineingedrückt werden, und dadurch die Backen zum Schließen gebracht werden und das Oberende eines zwischen die Backen eingeführten Zugdorns in dem Backenträger greifen. Im Gegensatz hierzu hebt Druckluft, die durch eine Löseöffnung 62 zugeführt wird, den Kolben 58, was es ermöglicht, daß die Greifbacken ihren Griff am Zugdorn lösen, so daß der Zugdorn aus dem Betätigungsorgan herausgezogen werden kann.
Die Zieheinrichtung ist in dem unteren Teil des Gehäuses 30 unterhalb der Greifeinrichtungen vorgesehen. Zu diesem Zweck enthält der untere Teil des Gehäuses einen Ziehabschnitt 32, welcher eine Bohrung großen Durchmessers aufweist, und dessen Länge zu gleichen Teilen durch eine Ringwandung 34 in koaxiale obere und untere Zylinder 36 bis 38 unterteilt ist. Die Ringwandung 34 ist mit der Innenwandung des Ziehabschnitts 32 verzahnt und gegenüber dieser abgedichtet.
In den oberen Zylindern 36 und 38 sind Kolben 40 bzw. 42 gleitbar angeordnet. Die Kolben 40 und 42 sind beide mit dem Lauf an Positionen verbunden, welche von dem Oberende des Laufs 28 im Abstand liegen, und unterteilen ihre entsprechenden Zylinder in obere und untere Kammern. Druckluft kann in die beiden oberen Kammern durch getrennte Öffnungen eingelassen werden, von denen lediglich die Öffnung 44 in Figur 2 veranschaulicht ist, um die Kolben 40 und 42 und den Lauf relativ zum Gehäuse 30 zu bewegen, um dadurch einen Ziehhub zu erzeugen. Die Zufuhr von Luft durch eine Rückkehröffnung 46 in die untere Kammer des oberen Zylinders 36 erzeugt einen Rückkehrhub, indem eine Relativbewegung der Kolben und des Laufs in entgegengesetzter Richtung erzeugt wird. Da die Position des Laufs 28 und folglich des Anschlags 18 bezüglich des Robotarms 12 fest ist, werden die Zieh- und Rückkehrhübe als tatsächliche Bewegung des Gehäuses 30 bezüglich des Robotarms 12 und des Anschlags 18 ausgeführt.
Wie zuvor erwähnt, ist im Normalzustand des Werkzeugs, d.h. wenn das Werkzeug bereit steht, um ein Befestigungsmittel zu setzen, das Oberende des Zugdorns 22 zwischen den Greifbacken eingeklemmt und der Zugdorn erstreckt sich axial durch den Lauf 28 und durch die Mundstücksanordnung 21, welche am Unterende des Laufs angebracht ist. Der vergrößerte Kopf des Zugdorns 22 ist normalerweise unterhalb des Anschlags 18 angeordnet, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, wobei das Werkzeug an dem Ende des Rückkehrhubes dargestellt ist, wo die Kolben 40 und 42 an den Oberenden ihrer entsprechenden Zylinder liegen. Eine Vielzahl rohrförmiger Niete, die gesetzt werden sollen, ist auf dem Zugdorn angeordne t, wobei einer der Niete durch die Nasenanordnung 21 nach unten gefördert wurde, um zwischen dem Anschlag 18 und dem Kopf des Zugdorns zu liegen, wobei die anderen Niete auf dem Zugdorn oberhalb der Mundstücksklauen 20 liegen.
Eine Betätigung des Werkzeugs durch Zufuhr von Druckluft zu den oberen Kammern der Zylinder 36, 38 veranlaßt das Gehäuse 30, sich nach oben zu bewegen, wodurch der Zugdorn nach oben bewegt wird, so daß der Zugdornkopf durch die Bohrung des Niets hindurchgezogen wird, welcher unterhalb des Anschlags von diesem abgestützt ist.
Ein Läufer 48 in Form eines ringförmigen Kolbens, welcher in der Bohrung des Laufs frei gleitbar ist und den Zugdorn umgibt, wird durch die in das Werkzeug an einer Läuf erantriebsöffnung 50 eintretende Druckluft angetrieben und läuft durch das Oberende des Laufs nach unten, um die Niete nach unten längs des Zugdorns vorzuschieben, so daß, während jeweils der unterste Niet gesetzt wird, ein weiterer an den Mundstücksbacken vorbeigedrückt wird, in eine Lage, die zuvor durch den gerade gesetzten Niet eingenommen wurde.
Die Mundstücksanordnung 21 ist an dem Unterende des Laufs durch Eingriff mit einer komplementär ausgebildeten Hülse 64 befestigt, welche den unteren Endabschnitt des Laufs 28 umgibt. Die Hülse 64 steht in gewindemäßigem Eingriff mit dem Lauf, auf welchem sie mehr oder weniger permanent verbleiben kann. Die Hülse weist vier Ausnehmungen 66 teilkugelförmiger Gestalt auf, die im gleichen Winkelabstand um ihren Umfang verteilt angeordnet sind, in welche sechs Stahlkugeln 68 eingreifen, die von der Mundstücksanordnung getragen werden, um dadurch die Mundstücksanordnung an dem mit der Hülse versehenen Unterende des Laufs 28 zu halten. Somit weist die Mundstücksanordnung 21 ein rohrförmiges Gehäuse 70 mit einer axialen Bohrung 72 auf, in welche das mit der Hülse versehene Unterende des Laufs eingeführt wer-80 den kann, sowie sechs radiale Bohrungen, in welchen die sechs Kugeln 68 aufgenommen sind. Eine Schürze 74 umgibt das Gehäuse 70 und ist beweglich, um entweder das Lösen oder den Riegeleingriff der Mundstücksanordnung bezüglich des mit der Hülse versehenen Endes des Laufs herzustellen. Die Schürze 74 weist einen aufgeweiteten Oberteil 76 und einen zylindrischen Unterteil 78 auf. Der Unterteil 78 umgibt das Gehäuse mit gewissem Spiel und bildet ein ringförmiges Gehäuse für eine Schraubendruckfeder 80. Die Feder 80 liegt an einem Flansch des Gehäuses an dessen Unterende an und ihr Oberende steht in Eingriff mit einer Schulter der Schürze, so daß die Feder zusammengedrückt ist und federnd die Schürze nach oben in Eingriff mit einem Anschlag 82 drückt.
Der obere Teil 76 der Aufweitung der Schürze ist sowohl außen als auch innen in Richtung weg von dem unteren Teil, so daß der untere Teil 78 eine äußere Ringschulter 84 an dem Punkt bildet, wo er in das den kleineren Durchmesser aufweisende Ende des Oberteils 76 übergeht. Auf der Innenseite reduziert sich der aufgeweitete Oberteil in Richtung seines unteren Teils, um einen Kragenbereich 86 zu bilden, welcher in dichter Gleitpassung das Gehäuse 70 umgibt. In der durch Federvorspannung gehaltenen oberen Position der Schürze drückt der Kragenbereich 86 die Stahlkugeln 68 nach innen, so daß sie teilweise in die Ausnehmungen 66 der Hülse 64 eintreten und folglich die Mundstücksanordnung an dem die Hülse tragenden Ende des Laufs befestigen. Wenn jedoch die Schürze nach unten gegen die Kraft der Feder gedrückt wird, wird der Kragenbereich außer Übereinstimmung mit den Kugeln 68 bewegt, und der innen aufgeweitete Bereich des Oberteils gelangt in Übereinstimmung mit den Kugeln, so daß diese sich radial nach außen in den konischen Raum bewegen können, welcher zwischen dem aufgeweiteten Teil der Schürze und dem Gehäuse 70 gebildet ist, wobei diese Bewegung gerade ausreicht, daß die Kugeln außer Eingriff mit den Ausnehmungen 66 in der Hülse 64 gelangen. Folglich wird beim Drücken der Schürze nach unten die Mundstücksanordnung entriegelt und kann von dem die Hülse tragenden Lauf getrennt werden.
Das Werkzeug 12 gemäß oben stehender Beschreibung kann mit bis zu 40 Befestigungsmitteln einer bestimmten Größe geladen werden und wenn durch Verwendung des Werkzeugs diese alle gesetzt wurden oder eine unzureichende Zahl zur Erfüllung einer anderen Aufgabe zurückbleibt, ist es erforderlich, das Werkzeug wieder mit weiteren Befestigungsmitteln zu laden. Die Betätigung des Werkzeugs und die Anzahl der Befestigungsmittel, die durch das Werkzeug gesetzt werden, wird durch zweckdienlich programmierte Steuereinrichtungen überwacht, die teilweise im folgenden erwähnt werden. Die Steuereinrichtung löst und steuert ein Programm von Tätigkeiten aus, durch welche ein Werkzeug, welches seinen Vorrat an Befestigungsmitteln verbraucht hat, wieder geladen wird.
Das Wiederladen erfolgt dadurch, daß die Mundstücksanordnung 21 zusammen mit dem Zugdorn 22 und irgendwelchen noch verbleibenden Befestigungsmitteln aus dem Betätigungsorgan 26 entfernt werden, und daß dann entweder der Zugdorn wieder geladen und zusammen mit der gleichen Mundstücksanordnung wieder in das Werkzeug eingesetzt wird, oder in dem ein anderer geladener Zugdorn zusammen mit einer anderen Mundstücksanordnung anstelle des entfernten eingesetzt wird. Letztere Möglichkeit ist bevorzugt, da hierdurch eine Verzögerung der Verwendung des Werkzeugs vermieden wird, während weitere Befestigungsmittel auf den Zugdorn geladen werden, so daß hierdurch die notwendigen Stillstandszeiten verringert werden.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß zum Neuladen eines Zugdorns 22 es erforderlich ist, diesen aus den Greifbacken 52 zu lösen und ihn aus dem Betätigungsorgan herauszunehmen, so daß weitere Befestigungsmittel auf den Zugdorn an dem von dem Zugdornkopf entfernt liegenden Ende aufgefädelt werden können. Es ist jedoch nicht erforderlich, den 30 Zugdorn von der Mundstücksanordnung zum Wieder laden zu trennen, da die Säule an Nieten, die auf den Zugdorn geladen wird, oberhalb der Mundstücksanordnung liegen muß und nach unten in der erforderlichen Weise durch den Läufer 48 vorgeschoben wird.
Der Zugdorn bildet selbstverständlich das Befestigungsmitteltrageteil, welches oben erwähnt wurde.
Somit kann der Zugdorn und die Mundstücksanordnung eines Werkzeugs mehr oder weniger permanent während mehrerer Zyklen der Verwendung und des Wiederladens miteinander verbunden bleiben. Aufgrund dieser Tatsache wird im folgenden der allgemeinere Ausdruck "Mundstücksausrüstung" verwendet, um die Kombination eines Zugdorns mit der dazugehörigen Mundstücksanordnung zu bezeichnen.
Im folgenden werden die Einrichtungen beschrieben, mittels derer unter Steuerung der Steuereinrichtung das Werkzeug wiedergeladen werden kann, indem die Mundstücksanordnung und der Zugdorn aus dem Werkzeug herausgenommen und durch eine andere Mundstücksanordnung und einen geladenen Zugdorn ersetzt werden können und wodurch ferner der so entfernte Zugdorn wiedergeladen werden kann, um mit der herausgenommenen Mundstücksanordnung bereitzustehen, den zuvor ersetzten Zugdorn mit Mundstücksanordnung zu ersetzen, wenn das nächste Wiederladen des Werkzeugs erforderlich ist.
Somit ist durch Verwendung eines einzigen Betätigungsorgans zusammen mit zwei Sätzen Mundstücksausrüstungen, die je abwechselnd in Rotation verwendet werden, während die jeweils andere wiedergeladen wird, die für das Werkzeug erforderliche Stillstandszeit lediglich die Zeit, die notwendig ist, einen Satz der Mundstücksausrüstung durch einen anderen zu ersetzen.
Unter erneuter Bezugnahme auf Figur 1 weist die dargestellte automatisierte Arbeitsstation zwei unabhängige Systeme auf, die das Wiederladen eines Werkzeugs ermöglichen, von denen eins relativ einfach aufgebaut ist und als Alternative zu einem bevorzugten System aufgefaßt wird, wobei dieses als erstes und kurz beschrieben wird, und wobei das andere System komplizierter und bevorzugt ist, und anschließend näher erläutert wird. Beide Systeme können vorgesehen oder weggelassen werden oder, wie bei dem Ausführungsbeispiel, können beide vorgesehen sein, um alternativ Verwendung zu finden.
Das erste System ist repräsentiert durch das Vorsehen von Aufnahmen, von denen bei diesem Ausführungsbeispiel drei Stück vorgesehen sind, die durch die Bezugszeichen 90, 91 und 92 bezeichnet sind. Die Aufnahmen 90, 91, 92 sind auf einem Träger 94 montiert, so daß sie in der Reichweite des Robotarms 12 liegen. Jede Aufnahme bildet einen Behälter zur Aufnahme und zum Halten eines Satzes von Mundstücksausrüstung und enthält Einrichtungen zum Freigeben der Mundstücksanordnung aus einem Betätigungsorgan, so daß, nachdem gleichzeitig der Zugdorn aus den Greifbacken freigegeben wurde, das Betätigungsorgan wegbewegt werden kann, und die Mundstücksausrüstung in der Aufnahme beläßt.
Von den drei Aufnahmen 90, 91, 92 ist mindestens eine normalerweise frei und steht bereit, einen Satz Mundstücksausrüstung aufzunehmen, und mindestens eine andere enthält normalerweise einen anderen Satz an Mundstücksausrüstung mit einem geladenen Zugdorn, welcher auf irgendeine zweckdienliche Weise geladen worden sein konnte und bereit steht, einem Betätigungsorgan dargeboten zu werden, aus welchem die Mundstücksausrüstung entfernt wurde.
Zusätzlich zu den Aufnahmen kann der Träger ferner ein komplettes Werkzeug in Reserve enthalten, welches mit Befestigungsmitteln geladen ist und bereit steht, um das an dem Robotarm 12 befestigte Werkzeug über die Werkzeugwechselzwischenfläche 24 zu ersetzen, sollte dies erforderlich sein.
Eine Aufnahme 96a, welche identisch wie Aufnahme 90 ausgebildet ist, ist in Figur 3 in der Perspektive und in näheren Einzelheiten im Vergleich zu Figur 1 gezeigt, und ist in Figur 4 in der Schnittansicht längs der Linie IV-IV von Figur 1 und 3 zusammen mit einer Mundstücksanordnung und einem teilweise geladenen Zugdorn angeordnet in der Aufnahme gezeigt.
Wie in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht, weist die Aufnahme 96a einen hohlen Behälter 98 auf, der eine Höhlung definiert, deren Form im allgemeinen komplementär zu der Form der Mundstücksanordnung 21 des Werkzeugs 12 ist, d.h. daß die Höhlung einen unteren Bereich 100 aufweist, welcher dicht um die Mundstücksbacken 20 paßt, und einen oberen Bereich 102 größeren Durchmessers im Vergleich zum unteren Bereich, in welchen der obere Teil der Mundstücksanordnung einschließlich der Schürze 74 mit geringfügigem radialem Spiel aufgenommen werden kann. Zwischen dem oberen und dem unteren Bereich der Höhlung des Behälters ist eine Ringschulter 104 ausgebildet, auf welcher das Gehäuse 70 der Mundstücksanordnung ruhen kann, während sich die Mundstücksbacken 20 nach unten in den unteren Bereich 100 der Höhlung erstrecken. Ein rohrförmiger Blindniet 106 ist auf den Zugdorn 22 zwischen dem Anschlag 18 und dem Kopf des Zugdorns geladen und das Unterende der Höhlung ist durch eine Anschlagsschraube 108 geschlossen, welche in gewindemäßigem Eingriff mit dem Behälter 98 stehen. Die Anschlagsschraube 108 ist in der Höhe innerhalb des unteren Bereichs 100 der Höhlung verstellbar, um den Zugdorn 22 abzustützen, während ein minimales Spiel für den Niet 106 zwischen dem Anschlag 18 und dem Zugdornkopf gewährleistet ist.
Der Behälter 98 ist auf einem Tisch 110 inontiert, durch welchen sich der untere Teil des Behälters erstreckt. Der Tisch 110 trägt ferner ein Paar pneumatischer Einzieher 112, 113, welche einen Teil der Aufnahme 96a bilden und welche auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Behälters angeordnet sind. Jeder Einzieher weist einen pneumatischen Einziehzylinder 114 auf, der unterhalb des Tisches angeordnet ist und einen Einziehkolben 116 senkrecht darin hin- und herbeweglich aufweist. Der Kolben 116 erstreckt sich nach oben durch den Tisch und trägt eine Klaue 118, welche schwenkbar auf einem Zapfen 120 montiert ist, der seinerseits an dem Oberende des Kolbens 116 verstellbar montiert ist. Die Klaue 118 weist einen im wesentlichen senkrechten Schenkel 122 auf, dessen Unterende in dem Zapfen 120 verschwenkt sowie eine Klaue 124, wobei die Klauen der beiden Einzieher sich aufeinander zu und radial bezüglich des Behälters nach innen erstrecken. Der obere Teil des Behälters ist nach außen aufgeweitet und bildet eine äußere Nockenfläche 126 für die Klauen und weist zwei diametral einander gegenüberliegende radiale Schlitze 127, 128 auf, in welchen die Klauen 124 in Richtungen sowohl senkrecht als auch radial bezüglich des Behälters bewegbar sind. Jede der Klauen weist ein Paar von Rollen 130, 131 auf, die drehbar um eine horizontale Achse gelagert sind, welche durch die Klaue an dem Winkel zwischen der Klaue und dem senkrechten Schenkel verläuft, wobei die Rollen derart angeordnet sind, daß sie an der aufgeweiteten äußeren Nokkenfläche 126 anliegen und auf dieser am Oberende des Behälters auf beiden Seiten des Schlitzes, in welchem die Klaue angeordnet ist, abrollen. Jede der Klauen ist durch einen federvorgespannten Stößel 133, der in dem Zapfen montiert ist, zum Schwenken federvorgespannt, so daß die Klaue die Neigung zeigt, sich radial nach innen bezüglich des Behälters zu bewegen, wobei das Ausmaß der Tnnenbewegung durch Eingriff der Rollen gegen die Nockenfläche des Behälters begrenzt ist.
Die Einziehzylinder 114 werden unter Steuerung der Steuereinrichtung mit Druckluft versorgt.
Die Betätigung der Aufnahmen ist wie folgt.
Wenn die Steuereinrichtung erfaßt, daß das Werkzeug 16 wiedergeladen werden muß, trägt der Robotarm das Werkzeug zu einer Position direkt über der Aufnahme 90 und senkt dann das Werkzeug ab, so daß die Mundstücksanordnung 21 in die Höhlung des Behälters 98 eintritt und das Unterende des Gehäuses 70 auf der Schulter 104 aufliegt. Dies ist der Zustand, der in der rechten Hälfte von Figur 4 veranschaulicht ist.
Die Steuereinrichtung wird dann wirksam, um Druckluft durch die Löseöffnung 62 des Betätigungsorgans einzuleiten, wodurch der Kolben 58 sich zurückzieht, so daß die Greifbakken ihren Griff an dem Hinterende des Zugdorns lösen. Zur gleichen Zeit läßt die Steuereinrichtung Luft in die oberen Kammern der beiden Einziehzylinder 114 der Aufnahme 90, so daß die Einziehkolben 116 bezüglich des Behälters 98 nach unten gezogen werden. Die Abwärtsbewegung der Kolben 116 bewegt ebenfalls die federvorgespannten Klauen 118 nach unten, und nachdem die Rollen 130, 131 dadurch der Nockenfläche 126 des Behälters folgen können, verschwenken die federvorgespannten Klauen, so daß sich die Klauen radial nach innen bewegen, um die Ringschulter 84 an der Schürze der Mundstücksanordnung zu greifen. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung der Kolben 116 führt dazu, daß die Klauen die Schürze nach unten ziehen und somit die Mundstücksanordnung von dem Eingriff mit dem Lauf des Betätigungsorgans lösen. Nachdem somit der Zugdorn und die Mundstücksanordnung (d.h. die Mundstücksausrüstung) von dem Betätigungsorgan gelöst wurde und in der Aufnahme gehalten wird, wird dann das Betätigungsorgan des Werkzeugs senkrecht durch den Robotarm angehoben, bis es frei von dem Oberende des Zugdornes ist und hinterläßt die Mundstücksausrüstung in der Aufnahme. Der Robotarm verfährt dann, um das Betätigungsorgan oberhalb einer weiteren Aufnahme anzuordnen, welche einen Satz Mundstücksausrüstung enthält, die mit einer zweckdienlichen Menge an Befestigungsmitteln geladen ist, wie beispielsweise die Aufnahme 91, und senkt dann das Betätigungsorgan ab, so daß das die Hülse tragende Ende des Laufs den geladenen Zugdorn umgebend nach unten bewegt wird und in die Mundstücksanordnung in der Aufnahme 91 eintritt. Die Einziehkolben der Aufnahme 91 werden dann durch in die untere Kammer der Einziehzylinder eingelassene Druckluft nach oben gedrückt, wodurch die Klauen angehoben werden und somit es ermöglichen, daß die Schürze unter Wirkung der Schraubenfeder 80 nach oben bewegt werden kann. Während die Schürze nach oben steigt, werden die Stahlkugeln radial nach innen in Eingriff mit dem die Hülse tragenden Ende des Laufes gedrückt und verriegeln somit die Mundstücksanordnung an dem Betätigungsorgan. Gleichzeitig mit dem Ansteigen der Einziehkolben wird Druckluft durch die Klemmöffnung 60 eingelassen, um den Kolben 58 und den Greifbackenträger 54 nach unten zu drücken, so daß der geladene Zugdorn zwischen den Greifbacken 52 eingeklemmt wird.
Während sich die Klauen nach oben bewegen, folgen ihre Rollen der aufgeweiteten Nockenfläche des Behälters und die Klauen werden dadurch zum Verschwenken gebracht und bewegen die Klauen radial nach außen, so daß die Klauen außer Eingriff mit der Mundstücksanordnung gelangen.
Folglich sind die Mundstücksanordnung und das Betätigungsorgan wieder miteinander verbunden und von der Aufnahme 92 gelöst, und das Werkzeug ist bereit, von der Aufnahme durch den Robotarm wegbewegt zu werden und seine Tätigkeit zum Setzen von Befestigungsmitteln wieder aufzunehmen.
Das erste oben beschriebene alternative System enthält keine Vorkehrung, einen Zugdorn wieder mit weiteren Befestigungsmitteln neu zu laden. Die Aufnahme 96a ist jedoch Teil eines bevorzugten zweiten Systems, welches bereits oben erwähnt wurde, welches Einrichtungen zum Neuladen eines Zugdorns enthält.
Das zweite System ist in den Figuren 7 bis 13 schematisch veranschaulicht, welche gleichzeitig aufeinanderfolgende Stufen beim Betrieb des Systems zeigen.
Wie in Figur 7 dargestellt, ist der zuvor erwähnte Tisch 110 ein vorschaltbarer Tisch, welcher für eine Schaltdrehung um 180º um eine vertikale Achse auf einem zweckdienlichen Lager 140 in Reichweite des Robotarms 12 gelagert ist.
Ein pneumatisch betätigter Zahnrad-Zahnstangenschaltmechanismus 142 üblicher Bauart, wie sie auf dem Markt erhältlich ist, ist auf dem Lager 140 montiert und unterstützt und erzeugt die Vorschaltbewegung des Tisches 110 in Abhängigkeit von der Zufuhr von Druckluft unter Steuerung der Steuereinrichtung in einer bekannten Weise.
Der Tisch 110 trägt die Aufnahme 96a und zweite Aufnahme 96 b welche identisch zu der Aufnahme 96a ausgebildet ist. Die Aufnahmen 96a und 96b sind in gleichen Abständen von und auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Drehachse des vorschaltbaren Tisches angeordnet, so daß beim Vorschalten des Tisches um 180º jede Aufnahme sich im Raum in die genaue Position bewegt, die zuvor von der anderen Aufnahme eingenommen wurde.
Die durch die Aufnahme 96b eingenommene Position in der Ansicht von Figur 1 stellt eine Station zur Aufnahme und Zuführung einer Mundstücksausrüstung von und zu einem Betätigungsorgan 26 dar, welches vom Robotarm 12 getragen wird und die durch die Aufnahme 96a in der Ansicht von Figur 1 eingenommene Position stellt eine Wiederladestation dar, in der ein Zugdorn der Mundstücksausrüstung, die in der Aufnahme 96a aufgenommen ist, mit Befestigungsmitteln geladen oder wiedergeladen werden kann. Ein Vorschalten des Tisches um 180º bewegt beide Aufnahmen 96a und 96b aus ihren entsprechenden Stationen zu der anderen der beiden Stationen.
Die Zugdorne des Nietwerkzeugs sind aus Stahldraht hergestellt und leicht flexibel. Es ist folglich erforderlich, Vorrichtungen vorzusehen, um genau in Querrichtung die Oberenden der Zugdorne der Mundstücksausrüstungen in den Aufnahmen 96a und 96b zu positionieren, um sowohl das Laden oder Wiederladen derartiger Zugdorne mit weiteren Nieten zu erleichtern und um es ferner zu erleichtern, daß der Wiederzusammenbau eines Betätigungsorgans 26, welches von dem Robotarm 12 getragen wird, mit einer Mundstücksausrüstung, die in einer der Aufnahmen enthalten ist, durchgeführt werden kann.
Folglich trägt der vorschaltbare Tisch 110 Einrichtungen zur örtlichen Festlegung des oberen Endabschnittes eines Zugdorns, der in jeder der Aufnahmen 96a und 96b gehalten ist.
Die Vorrichtung zur 6rtlichen Festlegung weist eine Säule 144 auf, welche senkrecht in der Drehachse des Tisches angeordnet ist und zwei pneumatisch betätigbare Dornfeststeller 146a und 146b, die von der Säule in einer Höhe oberhalb der Aufnahmen 96a bzw. 96b getragen sind, welche nahe an, jedoch nicht direkt an den Oberenden der Zugdorne von Mundstücksausrüstungen liegt, die durch die Aufnahmen gehalten sind.
Jeder Dornfeststeller weist ein doppelwirkendes pneumatisches Betägigungsorgan und ein Paar von Feststellbacken auf, welche durch das Betätigungsorgan des Dornfeststellers betätigbar sind, um zwischen einer Dornhalteposition, in welcher die Backen senkrecht über der entsprechenden Aufnahme stehen, und um einen Dorn einer Mundstücksausrüstung, die durch die Aufnahme gehalten ist, geschlossen sind, und einer Position beweglich sind, in welcher die Backen geöffnet sind und der Zugdorn freigegeben ist, und gleichzeitig von der Position senkrecht oberhalb der Aufnahme zurückgezogen sind.
Folglich greifen in der Zugdornhaltestellung die Feststellbacken den Zugdorn an einer Stelle, die eine kurze Entfernung von seinem Oberende entfernt ist, und lokalisieren ihn genau, so daß entweder ein rohrförmiger Niet oder ein Betätigungsorgan eines Nietwerkzeuges auf das Oberende des Zugdorns aufgefädelt werden kann. Insbesondere sind die Feststellbacken so geformt, daß das Oberende eines Zugdornes, welcher seitlich ausgelenkt oder außer Flucht geringfügig verbogen ist, in einer präzis festgelegten Querposition bezüglich der den Zugdorn haltenden Aufnahme gegriffen werden kann.
Auf dem Lager 140 in einer Position in der Nähe des vorschaltbaren Tisches 110 ist ferner eine Einrichtung zum Laden rohrförmiger Niete auf einen Zugdorn, der in einer der Aufnahmen angeordnet ist, vorgesehen, welche in der in Figur 1 und 7 gezeigten Betriebsphase die Aufnahme 96a ist. Die Ladeeinrichtungen dieser Ausführungsform weisen eine Schüsselzuführung 150 üblicher Bauart auf, welche derart ausgebildet ist, daß sie die Niete längs einer Rampe 152 orientiert und zuführt.
Die in den Zeichnungen veranschaulichten rohrf örmigen Niete sind von dem Typ, welcher unter dem eingetragenen Warenzeichen "BRIV" vertrieben werden und weisen einen Schaft allgemein zylindrischer und langgestreckter Gestalt und einen radial vergrößerten Kopf an einem Ende des Schaftes auf, wobei eine Bohrung axial durch Schaft und Kopf hindurchführt. Die orientierten Niete wandern längs des Steges, wobei ihre Köpfe oben liegen, und werden durch den Steg gehalten, wobei ihre Schäfte unter den Steg nach unten durch einen Schlitz im Steg hängen.
Das Ende des Steges, welches von der Schüsseleinspeisung entfernt liegt, ist mit einem federvorgespannten Gatter 154 versehen, durch welches die Niete daran gehindert werden, frei das Ende des Steges zu verlassen, wie dies in Figur 6 veranschaulicht ist. Niete, die an dem Gatter 154 anlangen, werden periodisch von dem Steg entfernt und durch eine Nietübertragungseinrichtung 160 auf einen Zugdorn übertragen, der in einer der Aufnahme 96a und 96b angeordnet ist, welche bei einer gegebenen Betriebsphase der Vorrichtung eine Ladestation darstellt.
Die Nietübertragungseinrichtung 160 ist in näheren Einzelheiten in Figur 5 veranschaulicht und weist einen pneumatischen Hubarm 162 auf, der ein auf dem Lager 140 montiertes Zylindergehäuse aufweist und drei vertikal hin- und herverfahrbare Kolben 164. An den Oberenden der Kolben 164 ist ein Transfergreifer 166 montiert.
Der Transfergreifer 166 weist ein pneumatisches Zylindergehäuse auf, welches an den Oberenden der Kolben 164 befestigt ist und drei horizontal hin- und herverfahrbare Kolben 168, an denen ein Nietträger 170 montiert ist. Der Nietträger 170 enthält ein Paar horizontal einander gegenüberliegender Nietgreifbacken 172, welche derart ausgebildet sind, daß sie einen dem federvorgespannten Gatter 154 des Steges gehaltenen Niet greifen und bei zweckdienlicher Bewegung der horizontal hin- und herverfahrbaren Kolben 168 den Niet aus dem Steg durch das Gatter entnehmen und den Niet in eine Position bewegen, die genau oberhalb des Oberendes eines Zugdornes liegt, der in der Aufnahme der Ladestation gehalten ist. Indem man die senkrechten Kolben 154 nach unten bewegt, werden die den Niet haltenden Backen 172 abgesenkt, so daß der Niet auf das Oberende des Zugdorns aufgefädelt wird. Die Backen 172 geben dann den Niet frei, welcher unter Schwerkraftwirkung dann an den Dornfeststellern vorbei, welche sich kurzzeitig öffnen, um den Niet vorbeizulassen, nach unten bewegen kann, und sich mit zuvor auf dem Zugdorn angeordneten Nieten vereinigen kann, um eine Säule aus Nieten zu bilden.
Sobald die Backen 172 den Niet auf dem Zugdorn freigegeben haben, werden die horizontal hin- und herverfahrbaren Kolben 168 zurückgezogen und der Transfergreifer durch die senkrecht hin- und herverfahrbaren Kolben 164 in die Position angehoben, in welcher der Greifer bereitsteht, um den nächsten Niet, welcher an dem Gatter 154 des Steges wartet, zu entfernen.
Die Folge von Vorkommnissen, wie sie gerade beschrieben wurde, wird schnell unter Steuerung der Steuereinrichtung durchgeführt und ermöglicht es, daß ein in der Aufnahme an der Ladestation angeordneter Zugdorn mit einer Vielzahl von Nieten geladen wird, welche einzeln zugeführt werden.
Einige aufeinanderfolgende Phasen des Betriebs der Nietübertragungseinrichtung sind in den Figuren 7 bis 13 gezeigt.
Im folgenden wird unter gesonderter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 13 der Zeichnungen und anfänglich auf Figur 7 die Betriebsweise der Vorrichtung zum Wieder laden eines verwendeten Werkzeugs unter Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform des Wiederladesystems beschrieben.
Figur 7 zeigt Werkstücke 14 auf dem Förderer 10, den Robotarm 12, welcher ein Setzwerkzeug 16 trägt, welches einen Teil seiner Ladung an rohrförmigen Nieten in einem Werkstück auf dem Förderer gesetzt hat und nun mit Nieten neu geladen werden muß und die Wiederladeeinrichtung nahe dem Förderer.
Die Aufnahme 96b ist an der Aufnahme- und Zuführungsstation des vorschaltbaren Tisches 110 angeordnet und ist leer und die Aufnahme 96a ist an der Wiederladestation angeordnet und enthält einen Satz Mundstücksausrüstung einschließlich eines Zugdorns 22a, welcher zusätzlich zu dem Satz Mundstücksausrüstung vorgesehen ist, der Teil des von dem Robotarm gehaltenen Werkzeugs 6 bildet.
Wie in Figur 7 gezeigt, wurde der Zugdorn 22a vollständig mit einer Säule an rohrförmigen Nieten geladen, welche sich nach oben an dem Zugdorn bis zu dem Dornfeststeller 146a erstreckt, und der Zugdorn ist bereit, den Zugdorn das Werkzeugs 16 zu ersetzten, bei welchem der Vorrat an Nieten verbraucht ist.
Der Robotarm bewegt dann das Werkzeug 6 in eine Position im senkrechten Abstand über der leeren Aufnahme 96b, wie dies in Figur 8 gezeigt ist, wobei die Feststellbacken des Dornfeststellers 146b geöffnet sind.
Der Robotarm senkt dann das Werkzeug zwischen die offenen Feststellbacken ab, bis die Mundstücksausrüstung des Werkzeugs in den Behälter der Aufnahme 96b eindringt, wie dies in Figur 9 gezeigt ist. Der Zugdorn des Werkzeugs 12 wird dann dem Griff der Greifbacken 52 durch Betägigung der Greifbackenschließkolben 58 gelöst und die pneumatischen Einzieher der Aufnahme 96b werden betätigt, um ihre Klauen nach unten zu bewegen, wodurch die Mundstücksausrüstung von dem Betätigungsorgan des Werkzeugs 16 gelöst wird.
Der Robotarm bewegt sich dann aufwärts, trägt das Betätigungsorgan 26 des Werkzeugs 16 nach oben und hinterläßt die Mundstücksausrüstung in der Aufnahme 96b wie dies in Figur 10 gezeigt ist. Das Betätigungsorgan 26 bewegt sich nach oben, bis es von dem Zugdorn 22 frei ist und die Feststellbacken schließen sich dann um den Zugdorn.
Der vorschaltbare Tisch 110 wird dann um 180º vorgeschaltet, wobei die Aufnahmen 96a und 96b derart verschoben werden, daß die gerade aus dem Werkzeug 12 aufgenommene Mundstücksausrüstung zu der Ladestation bewegt wird, und die Mundstücksausrüstung mit dem bereits geladenen Zugdorn 22a in die Aufnahme- und Zuführungsstation unterhalb der Betätigungsorgans 26 bewegt wird, wie dies in Figur 11 gezeigt ist.
Der Robotarm senkt dann das Betätigungsorgan 26 ab, so daß der Zugdorn 22a in den Lauf hineingelangt, durch den Läufer 48 hindurchgefädelt wird und letztlich in die Position zwischen den Greifbacken 52 gelangt. Während das Betätigungsorgan nach unten bewegt wird und das Unterende des Laufes sich dem Dornfeststeller 146a nähert, öffnen sich die Feststellbacken, um den Lauf hindurchzulassen.
Wenn das die Hülse tragende Unterende des Laufes vollständig in die Mundstücksanordnung 21 in dem Behälter der Aufnahme 96a eingedrungen ist, wird der Backenschließkolben 58 betätigt, um die Greifbacken 52 des Betätigungsorgans auf den Zugdorn 22a zu schließen, und die Betätigungskolben der Aufnahme 96a werden betätigt, um die Klauen nach oben zu bewegen, so daß geführt durch die Nockenfläche des Behälters die Klauen die Schürze ansteigen lassen und die Kugeln der Mundstücksanordnung in Eingriff mit dem das hülsetragenden Ende des Laufes drücken, so daß die geladene Mundstücksausrüstung an dem Betätigungsorgan 26 verriegelt wird, wonach die Klauen die Mundstücksanordnung freigeben.
Zwischenzeitlich wurde die Mundstücksausrüstung, die aus dem Werkzeug 12 entfernt wurde und nun in der Aufnahme 96b an der Wiederladestation befindlich ist, wieder mit weiteren Nieten durch die Wiederladeeinrichtungen geladen, wie dies oben beschrieben ist. Diese Stufe ist in Figur 12 gezeigt.
Das Werkzeug 12, welches unter Verwendung einer geladenen Mundstücksausrüstung einschließlich des Zugdorns 22a wieder zusammengesetzt ist, kann nun der Aufnahme- und Zuführungsstation durch den Robotarm wegbewegt werden und wieder beginnen, Niete in Werkstücken auf dem Förderer zu setzen.
Das Wieder laden der Mundstücksausrüstung in der Aufnahme 96b wird fortgesetzt, bis der Zugdorn 22 desselben vollständig geladen ist, und wird dann beendet, und die so wiedergeladene Mundstücksausrüstung verbleibt an der Wiederladestation, bis es erforderlich ist, die Mundstücksausrüstung des Werkzeugs 12 zu ersetzen, wenn das Werkzeug das nächste Mal wieder geladen werden muß.
Es wurde auf die Steuereinrichtung bezug genommen, mittels derer die Betriebsweise der Vorrichtung gesteuert wird, und diese wird nun näher erläutert.
Die Steuereinrichtung ist von allgemein üblicher Bauart und verwendet übliche Teile in einer Weise, die auf dem Gebiet von Steuereinrichtungen allgemein bekannt ist. Die folgende Beschreibung befaßt sich daher nun mit den prinzipiellen Teilen und ihrer Organisation, um die notwendige Steuerung des Betriebs der Vorrichtung zum Setzen von Befestigungsmitteln zu erreichen.
Es ist offensichtlich, daß ein Hauptmerkmal der in Figur 1 gezeigten automatisierten Arbeitsstation der Robotarm 12 ist, und daß der Robotarm 12 mit einer allgemeinen Steuerung versehen ist, die in der Lagerung des Robotarms aufgenommen ist. Die allgemeine Steuerung ist programmierbar, um nicht nur den Betrieb des Robotarms 12, sondern auch den Betrieb irgendwelcher zusätzlicher Vorrichtungen, die mit dem Robotarm an der Arbeitsstation verbunden sind, zu steuern. Die allgemeine Steuerung tauscht Daten mit individuellen Steuerungen der Zusatzeinrichtungen an der Arbeitsstation, so daß der Betrieb sämtlicher Teile an der Arbeitsstation koordiniert ist.
Der Betrieb des Setzwerkzeugs 12 und der Wiederladeeinrichtungen und die logische Koordination ihrer Tätigkeiten erfolgen unter Steuerung einer programmierbaren logischen Steuerung.
Die logische Steuerung empfängt Daten von Sensoren verschiedener Arten, die an zweckdienlichen Orten angeordnet sind, um Vorkommnisse zu erfassen, die in der Vorrichtung auftreten. Sie tauscht Daten mit der allgemeinen Steuerung und erzeugt Ausgangsdaten, welche direkt oder indirekt die Leistung verschiedener Tätigkeiten auslöst, welche Teile der Vorrichtung durchführen müssen.
Folglich ist eine Anzahl von Sensoren an zweckdienlichen Positionen vorgesehen, um die verschiedenen Zustände und den Betrieb der verschiedenen Betätigungsorgane der Vorrichtung zu überwachen. Die Sensoren schließen optische Sensoren, induktive Näherungssensoren und magnetische Reed- Schalter ein und werden verwendet, um den Betrieb des Nietwerkzeuges 10 und der Wiederladeeinrichtungen zu überwachen und leiten die daraus resultierenden Daten zu der programmierbaren logischen Steuerung. Insbesondere soll hier die Verwendung von Sensoren erwähnt werden, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit von Nieten an dem Gatter 154 des Steges das öffnen und Schließen der Nietgreifbacken und die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Niets zwischen ihnen, die Endpunkte der Hin- und Herbewegung des Transfergreifers sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, das öffnen und Schließen des Dornfeststellers 146a und 146b, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mundstücksausrüstung in den Aufnahmen und die Hin- und Herbewegungen der Einzieherkolben 116, die Schaltbewegungen des schaltbaren Tisches 110 erfassen und welche erfassen, wann eine Säule von Nieten auf einem Zugdorn, die an der Ladestation geladen wird, eine bestimmte Höhe erreicht. Sensoren werden ferner verwendet, um die Bewegungen des Backenschließkolbens 58 und die Hin- und Herbewegungen des Laufs 28 bezüglich des Gehäuses 30 des Betätigungsorgans zu erfassen.
Die Ausgangssignale von der logischen Steuerung betätigen Elektromagnetventile, welche die Strömung von Druckluft in den pneumatischen Schaltungen von einer Druckluftquelle zu dem Betätigungsorgan 26 und den pneumatischen Zylindern der Wiederladeeinrichtung steuern.
Die programmierbare logische Steuerung enthält Einrichtungen, um Anzahl an Nieten in dem System und welche zum Setzen verfügbar sind, zu zählen und zu speichern. Folglich ist die Anzahl an Nieten, die auf Zugdorne an der Ladestation wiedergeladen werden und anschließend in das Setzwerkzeug geladen werden, aus der Größe der Nieten und der vorher festgelegten Höhe der Säule an Nieten, die auf den Zugdorn geladen sind, bekannt, und die Anzahl an durch das Werkzeug gesetzten Nieten wird durch die logische Steuerung gezählt. Eine Vergleichsschaltung in der logischen Steuerung ist dann in der Lage die Anzahl an Nieten, die in dem Werkzeug verbleiben und für das Setzen in Werkstücken verfügbar sind, zu berechnen. Wenn die Anzahl an Nieten in dem Werkzeug unter diese bestimmte Zahl an Nieten abfällt, die erforderlich sind, um eine vollständige Aufgabe durchzuführen, erlaubt die Steuerung die Beendigung der gerade bearbeiteten Aufgabe und löst dann das Wiederladen des Werkzeugs aus.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorgehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt.

Claims

1. Vorrichtung zum Montieren von Befestigungselementen mit einem Befestigungselementsetzwerkzeug (16) zum aufeinanderfolgenden Setzen einer Vielzahl von Befestigungsmitteln durch wiederholte Betätigung des Werkzeugs (16), wobei das Werkzeug (16) einen Befestigungsmitteltrageteil (22) aufweist, welcher mit einer Vielzahl von Befestigungsmitteln geladen werden kann, die einen begrenzten Vorrat an durch das Werkzeug (16) zu setzenden Befestigungsmitteln bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Aufnahmeeinrichtungen (90; 96b oder 96a) zur Aufnahme des Befestigungsmitteltrageteils (22) von einem verwendeten Werkzeug aufweist, und daß Zufuhreinrichtungen (91; 92; 96a oder 96b) zum Zuführen eines anderen, mit einem Vorrat an Befestigungsmitteln geladenen Befestigungsmitteltrageteils (22a) zu dem Werkzeug vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtungen (96a oder 96b) und die Zufuhreinrichtungen (96b oder 96a) abwechselnd als Zufuhreinrichtungen bzw. Aufnahmeeinrichtungen betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtungen (91; 92; 96a oder 96b) derart ausgebildet sind, daß sie dem Werkzeug (16) nacheinander eine Vielzahl von Befestigungsmitteltrageteilen (22, 22a), die mit Befestigungsmitteln geladen sind, zuführen, und daß die Aufnahmeeinrichtungen (90; 96b oder 96a) derart ausgebildet sind, daß sie aufeinanderfolgend von dem Werkzeug eine Vielzahl an Befestigungsmitteltrageteilen (22, 22a) aufnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (90; 96b oder 96a) mindestens eine Aufnahme (90; 96b oder 96a) zur Aufnahme eines verbrauchten Befestigungsmitteltrageteils (22) aufweist, und daß die Zufuhreinrichtung (92; 93; 96a oder 96b) mindestens eine Aufnahme (92; 93; 96a oder 96b) zur Zufuhr eines oder mehrerer geladener Befestigungsmitteltrageteile (22, 22a) enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (91; 92; 96a oder 96b) eine Vielzahl von Aufnahmen (91; 92; 96a oder 96b) aufweist, die je einen zufuhrgeladenen Befestigungsmitteltrageteil (22 oder 22a) zum aufeinanderfolgenden Zuführen der Teile (22, 22a) zu dem Werkzeug (16) enthält.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (96a, 96b) und die Zufuhreinrichtung (96b, 96a) je eine Aufnahme (96b oder 96a) enthalten, und daß die Aufnahmen (96a, 96b) abwechselnd zu und aus einer Station zur Aufnahme und zur Zufuhr von Befestigungsmitteltrageteilen (22, 22a) bewegbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (96a, 96b) zwischen der Station für die Aufnahme und Zufuhr von Befestigungsmitteltrageteilen (22, 22a) und einer Wiederladestation bewegbar sind, in welcher die Befestigungsmitteltrageteile (22, 22a), die an der Aufnahme- und Zufuhrstation aufgenommen und in die Wiederladestation bewegt wurden, mit Befestigungsmitteln geladen oder wiedergeladen werden können.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (150, 152, 160) zum Laden oder Wiederladen von Befestigungsmitteln auf Befestigungsmitteltrageteilen (22) vorgesehen sind, die an der Wiederladestation angeordnet sind.

59. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsmitteltrageteil (22) einen mit Kopf versehenen, durchziehbaren Zugdorn (22) einschließt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (90, 96a oder 96b) Einrichtungen (112, 113) enthält, um das Freigeben des abnehmbaren Befestigungsmitteltrageteils (22) aus dem Werkzeug (16) durchzuführen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (91, 92, 96a oder 96b) Einrichtungen (112, 113) enthält, um das Befestigen des anderen Befestigungsmitteltrageteils (22a) am Werkzeug durchzuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsmitteltrageteil (22) ein langgestreckter Zugdorn (22) ist, auf welchen eine Vielzahl rohrförmiger Befestigungsmittel geladen werden können, wobei der Zugdorn (22) einen vergrößerten Kopf aufweist, welcher durch jeden der rohrförmigen Befestigungsmittel nacheinander hindurchziehbar ist, um jedes der Befestigungsmittel zu setzen.