本發(fā)明涉及一種用于將堵塞安置到車身構件內的開口中的機器人工具，特別是即使在難以接近的區(qū)域。此外本發(fā)明涉及一種利用該機器人工具將堵塞安置到車身構件內的開口中的方法。

背景技術：

在車身構件中，為了在涂裝之后使液態(tài)漆又可以快速地從空腔中流出，車身構件設有許多的(有時達數(shù)百個)開口。為了焊接點的安置也設有多個孔。通過所述開口此外可以將蠟注入到空腔中，以便密封車身構件。所有開口必須在安裝期間再次封閉，以防濕氣或者水侵入并且在運行期間針對腐蝕對車輛提供保護。所述開口利用由塑料制成的所謂堵塞加以封閉，這些堵塞有多種不同的直徑。所述堵塞大多由工人手動插置到開口中。

這種處理包含多個不同缺點。對于安置堵塞的工人，該作業(yè)是不符合人體工學的，因為工人為了安置堵塞必須俯身和伸展。此外將堵塞壓入到相應的開口中要耗費一定的力氣，這在長期來看是非常累人的。這一點可能會導致注意力下降并且因此導致較高的出錯率。因為根據(jù)車型，要安置多達數(shù)百個堵塞，所以這些堵塞在整個生產(chǎn)中分布地一次次由不同工人在不同工位進行定位。這要求很多操作技巧才行，許多不同的工人必須通過相當長的培訓期來學習這些操作技巧。

由于堵塞有多種不同的直徑，因此存在如下可能性：所述堵塞在個別情況中被錯誤地安置。也不能排除下述情形：雖然相應的堵塞被安置在正確的位置上，然而未以足夠的力壓入到車身中并且因此沒有完全密封或者甚至在行駛期間脫落。再者，還有可能就是忘記了某些個堵塞。由此，濕氣或者水可能會侵入車身并導致腐蝕。

最后，所述開口是銳棱的孔，在這些孔處，工人在插置堵塞時可能會受傷。

機器人輔助的方法用以插置堵塞也是存在的。然而，在此方法中，在機器人工具的安置裝置本身上始終只能接納一個堵塞。另外，在安置堵塞之后必須將它(安置裝置)移回到再填裝匣倉。由此耗費了大量時間。

再者，所述機器人工具利用真空或壓縮空氣作業(yè)，并且除了電源接口之外還需要空氣供給系統(tǒng)。一般而言，壓縮空氣在供應中是非常耗能的。此外，由于需要使用壓縮空氣軟管，故而存在著被鉤住或絆住的危險，亦即受傷風險。

至今所使用的機器人工具的缺點還有：這些機器人工具不適用于mrk(mensch-roboterkooperation，人機協(xié)作)。機器人工位是圍上護欄的，從而在堵塞安置期間，人無法在車身構件旁作業(yè)。適用于mrk的工具必須相應地設計為用于按照diniso10218第一部分及第二部分在功率和力上受限的輕型機器人，以便實現(xiàn)根據(jù)ts-15066的協(xié)作運行。在此情況下重要的是：工具可能用到的執(zhí)行器不帶來任何危險。

缺點還有：該機器人工具通常所使用的真空頭是不可更換的。因此始終只能使用一種確定的堵塞，其具有與真空頭匹配的直徑。此外，在安置堵塞之后便信賴匹配配合，而不進行校驗。如果堵塞保持不住的話，濕氣(如所說明的那樣)就可能會侵入。

另外存在的問題是：在車輛的一些難以接近的區(qū)域，例如在車輛底部，也須安置堵塞。對此必要的是，所用工具要具有盡可能短的軸向延伸尺寸，以便能夠對于車輛在狹小的間距或間隙內使用。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種機器人工具，借助該機器人工具，在無需持續(xù)再填裝的情況下甚至可以在車輛的難以接近的區(qū)域以少量空間需求快速且可變地安置堵塞，并保證堵塞的持久的配合。此外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種方法，借助該方法，可以通過機器人工具更快地并且在車輛的難以接近的區(qū)域以少量空間需求來安置堵塞。

所述目的通過相應的權利要求1和9的特征組合得以實現(xiàn)。

按照本發(fā)明提供一種用于將堵塞安置到車身構件內的開口中的機器人工具，其包括安置裝置，在該安置裝置上設置有帶有多個排列成行的堵塞的堵塞匣倉，所述堵塞借助安置裝置可以無需再填裝地直接依次被安置到車身構件相應的開口中，其中，堵塞可以從容納在安置裝置內的堵塞匣倉中通過驅動單元以預定步調推出，堵塞匣倉沿一軸向方向延伸并且驅動單元在堵塞匣倉上相對所述軸向方向成90°至150°、特別是90°至120°的角α設置。

與驅動單元和堵塞匣倉沿軸向方向只是成直線的設置方式相比，針對該機器人工具所需的結構空間通過相對于堵塞匣倉折彎(折角)設置的驅動單元而顯著減小，使得難以接近的區(qū)域如車輛底部也能安上堵塞。工具總體上變得更加緊湊。

此外，在本發(fā)明的一種有益的設計方案中規(guī)定，驅動單元包括馬達和構造為進給元件的柔性的拖曳纜線(bürstenkabel)，其中，拖曳纜線與可沿著第一方向位移的滑塊連接，堵塞通過該滑塊可以從堵塞匣倉移出或者說從中推出。本發(fā)明使用柔性的拖曳纜線解決了成角度設置組件即驅動單元和堵塞匣倉帶來的問題，并且依然能實現(xiàn)滑塊沿軸向方向的進給，即便驅動單元相對于堵塞匣倉并由此相對于在其內堆垛的堵塞是傾斜設置的。柔性的螺旋軸(spiralwelle)被確定為“拖曳纜線”。

下述實施方式特別有利，在該實施方式中，拖曳纜線具有60°至120°、特別是80°至100°、進一步優(yōu)選90°角β的偏轉。

另外，在一種實施方式中規(guī)定，其中驅動單元包括驅動元件，該驅動元件與拖曳纜線嵌接并使這個拖曳纜線在運行中如此地移動，即它使滑塊位移。為此驅動元件具有力傳遞元件，例如齒，它們嵌入到設于拖曳纜線上的互補的接納部中并使拖曳纜線沿著偏轉方向運動。

在本發(fā)明的一種擴展方案中規(guī)定，在安置裝置的出口處設有環(huán)繞的彈性唇，所述彈性唇將堵塞保持在堵塞匣倉中并且可以通過堵塞的軸向運動沿機器人工具的軸向發(fā)生彈性彎曲。堵塞匣倉和安置裝置的集成能實現(xiàn)依次安置許多個堵塞，而無需使安置裝置一次次地接納單個的堵塞。通過在堵塞匣倉中堵塞的精確匹配的引導，保證了一種直線的并且理想地受引導的推出。彈性唇的集成保證了堵塞在相應開口處的可靠組裝并且攔住堵塞匣倉中各后續(xù)的堵塞。通過彈性而實現(xiàn)了在堵塞本身上不受機械作用，從而堵塞的預先定義的和確定的特性不受裝配影響。

另外，在一種有益的設計方案中規(guī)定，彈性唇在安置裝置上與該安置裝置的軸向外邊緣沿軸向間隔開距離地設置。該距離保證了安置裝置在安置堵塞之前和之后面狀地靠置到要配設堵塞的構件上。按照本發(fā)明，在一種實施方式中規(guī)定，堵塞分別具有非彈性的蓋板，其中，在堵塞匣倉中最前面的堵塞通過彈性唇保持在安置裝置區(qū)域中。所述彈性唇包圍堵塞的蓋板并且將其位置可靠地固定在堵塞匣倉中。蓋板為非彈性的，這一事實能夠實現(xiàn)一種在裝配期間保持不變的預定形狀。

彈性唇貼靠在最前面的堵塞的相應蓋板上并且在堵塞的推出運動過程中通過蓋板發(fā)生彎曲。一旦堵塞安置在構件上，彈性唇便翻轉回到安置裝置中并攔住匣倉中后續(xù)的堵塞。在安置運動期間，彈性唇沿軸向的安置方向引導堵塞并且防止傾斜或偏斜進入到構件的開口中。

此外，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中規(guī)定，機器人工具是適用于mrk的，并且安置裝置可以依次被引向相應的開口處，以便安置堵塞。定位可以自動地基于攝像機或者通過任意其他由現(xiàn)有技術已知的方法(例如機器人的力調節(jié)定位、借助傳感器(電容式、接近開關、光探測器)進行定位)來實現(xiàn)。安置裝置在此被引導至開口處，堵塞的插置通過機器動力予以實現(xiàn)。通過適用于mrk的設計還能實現(xiàn)：除了安置堵塞，還可以同時在車身構件上執(zhí)行其他作業(yè)并且可以將堵塞安置集成到其他裝配流程中。

此外，本發(fā)明在一種有利的實施例中規(guī)定，堵塞可以從容納在安置裝置內的堵塞匣倉中通過電氣的主軸驅動裝置以預定步調(例如使用主軸電機)被推出。由此能實現(xiàn)：堵塞在安置過程之前和安置過程期間關于到開口中的進入深度方面精確定位。還可以保證用于更好地向開口中導入堵塞的提前位置(preload，預載)。

按照本發(fā)明，機器人工具的安置裝置在一種實施例中設計為可更換的，從而可以將不同堵塞安置到相應不同的開口中。根據(jù)車身或者根據(jù)開口，可以安置不同尺寸和構造的堵塞。

此外，本發(fā)明還涉及一種利用上述機器人工具將堵塞安置到車身構件內的開口中的方法并且其特征在于，通過安置裝置的主軸驅動裝置將待安置的堵塞首先從安置裝置的出口中推出來預定的量，并借助安置裝置將部分推出的該堵塞這樣插置到要封閉的開口中，使得堵塞的一部分保持住反扣(即從后面卡扣)所述開口，并且最后將堵塞從安置裝置推出以及將安置裝置撤離，其中，通過驅動單元將堵塞從容納在安置裝置內的堵塞匣倉中以預定步調推出，而所述堵塞匣倉在軸向沿著第一方向延伸并且所述驅動單元是在堵塞匣倉上相對該第一方向成90°至170°角α設置的。

在此，這樣一個方法步驟是有利的，根據(jù)該方法步驟，為了插置堵塞而操控安置裝置自由擺動，使得堵塞通過安置裝置以及連接于其上的構件的擺動運動相對于要封閉的開口自主居中地定位。在此有利的是，堵塞在要導入開口中的區(qū)域內構成為錐形的。

通過使用按照本發(fā)明的機器人工具和相應的方法，無須有人執(zhí)行對其在人體工學上不利的運動。由機器來實現(xiàn)用于安置堵塞的動力消耗。通過這種快速的安置過程，不再需要委派許多不同的工人來插置堵塞。培訓時間和計劃時間得以節(jié)省，亦即節(jié)省了工人對于每個車輛進行組裝的時間。通過機器人來插置堵塞，比在手工作業(yè)的情況下要更快，由此節(jié)省了成本。此外，機器人將堵塞—無論其直徑如何—始終安置到正確的位置上。因此可以減少錯誤并且提高安置質量。最后，工人不再與銳棱的開口接觸，于是也不再會在此處受傷。由于堵塞匣倉和驅動單元的折彎(折角)式設計形式，還可以給車輛的一些難以接近的和為工具使用僅僅提供很少空間位置的區(qū)域配置堵塞。

相對于至今的那些基于機器人的工具，通過將多個堵塞在堵塞匣倉中彼此成行連接而不再需要在每次插置過程之后接納一個新的堵塞。由此可以節(jié)省時間和成本。通過使用主軸驅動裝置以及取消壓縮空氣真空機構，一方面節(jié)省了能量和成本，另一方面還可以省去壓縮空氣軟管。由此降低了花費和事故風險。

通過設計為可更換的安置裝置，機器人工具可以適配于相應的需求或者相應的堵塞直徑。因此該機器人工具是可以通用的。

只要在技術上允許，上述所有特征可以自由組合。

附圖說明

本發(fā)明其他有利擴展方案的特征在從屬權利要求中描述，或者在后文根據(jù)附圖結合對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的說明加以詳細闡述。圖中示出：

圖1為本發(fā)明的機器人工具；

圖2為圖1中的a-a剖視圖。

這些附圖是示例性示意的。在所有的視圖中，同樣的附圖標記標示同樣的部件。

具體實施方式

在圖1中示出了用于將堵塞2安置到車身構件內的開口中的機器人工具1。該機器人工具1包括安置裝置3，在該安置裝置3上設置有堵塞匣倉4，該堵塞匣倉帶有多個在其內排列成行的堵塞2。在堵塞匣倉4中排列成行的堵塞2通過由驅動單元7沿縱向可位移的滑塊8被從出口9以預定步調推出，以便保證堵塞2在相應的開口中精確定位。主軸驅動裝置7的其余構件未示出。機器人工具1是適用于mrk的并且可以為了部分自動化或者手動運行而具有相應的未示出的用于人員引導的容納部。安置裝置3在其出口9處具有環(huán)繞的彈性唇10，通過該彈性唇保持住堵塞2的非彈性的蓋板22。安置裝置3以可更換方式可拆卸地固定、例如螺接在堵塞匣倉4上。

在圖2中示出了機器人工具1的設置在堵塞匣倉4上的安置裝置3的圖1中的a-a剖視圖，其中彈性唇10通過最前面的堵塞2'的蓋板22沿軸向彎曲。在所示狀態(tài)中，恰恰最前面的堵塞2'被從堵塞匣倉4推出。在堵塞2'排出之后，彈性唇10翻轉回到水平位置中。彈性唇10相對于安置裝置3的軸向外邊緣間隔開距離地設置。

堵塞匣倉4沿軸向方向延伸。驅動單元7相對該軸向方向與堵塞匣倉4傾斜120°的角α設置。驅動單元包括馬達17、構造為進給元件的且柔性的拖曳纜線18以及驅動元件19，該驅動元件構造為旋轉的軸，該軸具有嵌入拖曳纜線18中的嵌接齒。驅動元件19的旋轉推動柔性的拖曳纜線18并進而使緊固在其上的滑塊8以及因此使堵塞2沿軸向方向運動。拖曳纜線18在驅動單元7內具有90°角β的偏轉。

在用于將堵塞2安置到車身構件內的開口中的方法中，滑塊8通過主軸驅動裝置7沿縱向位移，由此堵塞2可以依次從堵塞匣倉4通過安置裝置3被推出。在從安置裝置3的出口9中推出來預定的量的狀態(tài)下，將堵塞2插置到要封閉的開口中，使得堵塞2的反扣區(qū)段21反扣開口壁。為了插置堵塞2，操控安置裝置3和連接的構件自由擺動，使得堵塞2通過安置裝置3的擺動運動相對于要封閉的開口自主居中地定位。因此，堵塞2的反扣區(qū)段21可靠地反扣住開口的壁。最后，堵塞2通過主軸驅動裝置7被完全從堵塞匣倉4中推出。

為了補加填充堵塞匣倉4，可以將其更換或者借助安置裝置3將一堆的堵塞2翻疊過去或者說引渡過去，其中，在此主軸驅動裝置7—與機器人的翻疊速度相似—緩慢地反向移動，以免堵塞2錯誤定向(在匣倉內轉180°)。堵塞2堆在此優(yōu)選設置在一個引導部中。

本發(fā)明在其設計上不限于前面給出的優(yōu)選實施例。相反可以想到多種變型方案，這些變型方案即使在原則上不同類型的設計中也可以應用所示出的解決方案。例如可以采用其他適配于相應開口和壁厚的堵塞構造。此外，彈性唇可以由不同材料制成，只要能保證足夠的保持和引導功能以及適當?shù)挠糜趶澢牧Α?/p>