Fügeeinheit, Fügeeinrichtung und Fügeverfahren

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Fügeeinheit, eine

Fügeeinrichtung, insbesondere Schraubeinrichtung, und ein Fügeverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des

Hauptanspruchs .

Aus der Praxis sind robotergeführte Fügeeinheiten

bekannt, die ein Schraubwerkzeug aufweisen, wobei die Schrauben in einem hiervon getrennt und stationär angeordneten Magazin angeordnet sind. Der Roboter setzt mit der Fügeeinheit die Schrauben in einen Pick- and Place-Modus .

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

verbesserte Fügetechnik aufzuzeigen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch .

Die beanspruchte Fügetechnik, d.h. die Fügeeinheit und das Fügeverfahren sowie die Fügeeinrichtung, haben verschiedene Vorteile. Sie ermöglichen ein vollautomatisches Fügen von

unterschiedlichen Fügeelementen mit unterschiedlichen Fügeverfahren. Der Fügeprozess kann automatisiert, im Ablauf verkürzt und prozesssicher gemacht werden. Die Taktzeit kann kurz gehalten und von evtl. kritischen Formgebungen der Fügeelemente unabhängig gemacht werden. Die beanspruchte Fügetechnik hat eine gesteigerte

Leistungsfähigkeit mit einer erhöhten

Prozessgeschwindigkeit. Die Fügeelemente können in beliebiger Weise, z.B. als Schrauben, Niete, Bolzen oder dgl . , ausgebildet sein. Die Fügetechnik eignet sich besonders für den Einsatz in Verbindung mit

Kleinstschrauben . Diese konnten bisher nicht

vollautomatisch und prozesssicher gefügt werden.

Die Fügeelemente können insbesondere als Kleinstschrauben mit einem Gewindemaß von < M2 ausgebildet sein. Die

Fügeelemente können alternativ oder zusätzlich als

Kleinstelemente, insbesondere Kleinstschrauben oder

Kleinstniete, mit einem Kopf (K) -Schaft (S) -Verhältnis ^ 1:1,9 ausgebildet sein. Insbesondere können diese

Fügeelemente ein K-S-Verhältnis von ca. 1:1 haben. Das K- S-Verhältnis bezieht sich auf den Kopfdurchmesser (K) und die Schaftlänge (S) .

Die Fügeeinheit weist ein bewegliches Magazin für

Fügeelemente auf, das gemeinsam mit dem Fügewerkzeug, vorzugsweise unter diesem, an einem Gestell angeordnet ist. Letzteres kann über einen Anschluss, insbesondere einen Roboteranschluss , mit einer Handhabungseinrichtung, insbesondere einem Industrieroboter oder einem Ständer verbunden werden. Das Magazin kann mehrere unterschiedliche Fügeelemente aufnehmen, die sich in beliebiger Weise, z.B. nach Art und/oder Format unterscheiden können. Das Fügewerkzeug kann entsprechend ausgebildet sein. Es ist z.B. als

Schraubwerkzeug ausgebildet, wobei die Fügeelemente Schrauben sind. Die Fügetechnik ist hochflexibel und kann verschiedene Fügeelemente, insbesondere verschiedene Schraubenformate, gemeinsam verarbeiten.

Die Fügeeinheit weist eine bevorzugt dem Fügewerkzeug zugeordnete Detektionseinrichtung auf, mit der die

Fügeelemente im Magazin, insbesondere deren Existenz und Position, erfasst werden können. Das Fügewerkzeug kann einen Halter, insbesondere einen steuerbaren Sauger, für die Aufnahme eines Fügeelements aufweisen. Das

Fügeelement, insbesondere seine Existenz und Position am Halter, kann überwacht werden. Das Fügewerkzeug kann ferner einen einachsig oder mehrachsig angetriebenen Fügekopf zum Zustellen und Fügen des aufgenommenen

Fügeelements an einem Werkstück aufweisen. Das Magazin weist einen oder mehrere ElementSpeicher auf, die jeweils zur positionierten Aufnahme von mehreren Fügeelementen ausgebildet sind. Die bevorzugt

scheibenartigen ElementSpeicher weisen Haltemittel für jeweils ein Fügeelement auf. Die ElementSpeicher sind im Magazin beweglich angeordnet. Sie können mittels einer Stelleinrichtung im Magazin relativ zueinander und als Gruppe gemeinsam verstellt werden.

Die Fügeeinheit weist eine steuerbare Stelleinrichtung mit einer Stellachse zur Erzeugung einer bevorzugt translatorischen Relativbewegung zwischen dem

Fügewerkzeug und dem Magazin auf. Vorzugsweise bewegt die Stelleinrichtung das Magazin relativ zum Fügewerkzeug. Die Fügeeinheit weist ferner eine steuerbare

Versteileinrichtung mit einer oder mehreren, bevorzugt rotatorischen Stellachse (n) für das Magazin, insbesondere dessen ElementSpeicher, auf. Die Stelleinrichtung und die Versteileinrichtung können kombiniert sein.

Die ElementSpeicher können im Magazin relativ zueinander und als Gruppe gemeinsam verstellt werden. Die

ElementSpeicher können getrennt gelagert und eigenständig beweglich und steuerbar sein.

Das Magazin weist ferner eine Trageinrichtung für die ElementSpeicher auf. Die ElementSpeicher können in definierter Position und lösbar an der Trageinrichtung angeordnet sein. Die Trageinrichtung kann mit der

Stelleinrichtung für die Relativverstellung zum

Fügewerkzeug verbunden sein. Die Trageinrichtung ist ferner mit der Versteileinrichtung und deren

Stellantrieben verbunden. Die ElementSpeicher können dadurch um mehrere Stellachsen verstellt werden. In einer vorteilhaften Ausführung sind die ElementSpeicher im Magazin z.B. um mehrere Stellachsen, z.B. um zwei rotatorische Stellachsen, verstellbar bzw. können

entsprechend verstellt werden.

Die Trageinrichtung kann ein bewegliches Tragelement, insbesondere ein Karussell, für eine Gruppe von

Elementspeichern aufweisen und um eine Stellachse

bevorzugt drehend verstellbar sein. Die ElementSpeicher können hieran ihrerseits über andere Tragelement, insbesondere Tragzapfen, eigenständig beweglich,

insbesondere drehbar, gelagert sein. Sie können über eigene Stellantriebe oder einen gemeinsamen Stellantrieb relativ zum Tragelement bzw. Karussell verstellt, insbesondere verdreht, werden. Die Versteileinrichtung kann z.B. einen Stellantrieb für das Tragelement, insbesondere Karussell, und einen gemeinsamen

Stellantrieb oder jeweils einen eigenen Stellantrieb für den oder die ElementSpeicher aufweisen.

Die Versteileinrichtung und ggf. die Stelleinrichtung können eine Positioniereinrichtung für die

ElementSpeicher und deren Haltemittel aufweisen. Hierüber können die Haltemittel und die Fügeelemente nach Vorgabe exakt relativ zum Fügewerkzeug positioniert werden. Dank der Positionserfassung jedes Haltemittels und jedes magazinierten Fügeelements kann der Materialfluss

überwacht werden. Es werden nur noch befüllte Haltemittel positioniert. Durch eine Koppelung mit der

Detektionseinrichtung kann die tatsächliche

Elementbelegung der Haltemittel kontrolliert und für den Ablauf des Prozessprogramms berücksichtigt werden.

Das Fügewerkzeug und das Magazin können relativ

zueinander zwischen mehreren örtlich und funktional unterschiedlichen Stellungen verstellt werden. Dies sind z.B. eine Detektionsstellung, eine Aufnahmestellung und eine Fügestellung.

Die Fügeeinrichtung kann eine ein- oder mehrachsig bewegliche, programmierbare Handhabungseinrichtung zur Erzeugung von Relativbewegungen zwischen der Fügeeinheit und mehreren Fügestellen an einem Werkstück aufweisen. Vorteilhafterweise kann hierbei die

Handhabungseinrichtung die Fügeeinheit relativ zu einem stationären oder instationären Werkstück bewegen. Alternativ kann die Handhabungseinrichtung das Werkstück relativ zur Fügeeinheit bewegen. In weiterer Abwandlung können mehreren Handhabungseinrichtungen die Fügeeinheit und das Werkstück relativ zueinander bewegen. Die ein- oder mehrachsig bewegliche, programmierbare

Handhabungseinrichtung kann in beliebiger Weise

ausgebildet sein.

Günstig ist eine Ausbildung der Handhabungseinrichtung als mehrachsiger programmierbarer Industrieroboter. Für den Fügeprozess ist es von Vorteil, wenn die

Handhabungseinrichtung, insbesondere der Industrieroboter taktil ausgebildet sind und sensitive Fähigkeiten

aufweisen. Hierfür kann die Handhabungseinrichtung bzw. der Industrieroboter eine zugeordnete Sensorik haben, die äußere Belastungen aufnimmt. Besonders günstig ist eine Ausführung mit einem taktilen Roboter mit sensitiven Fähigkeiten, der eine integrierte Sensorik aufweist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen: eine Fügeeinrichtung mit einer

Handhabungseinrichtung und einer

Fügeeinheit in einer Detektionsstellung und in perspektivischer Ansicht,

Die Fügeeinrichtung von Figur 1 in einer Fügestellung, eine Draufsicht der Fügeeinrichtung gemäß Figur 1, eine abgebrochene Draufsicht der

Fügeeinrichtung gemäß Figur 2, eine abgebrochene Draufsicht auf die Fügeeinrichtung in einer

Aufnähmesteilung, eine Seitenansicht der Fügeeinheit von Figur 1, eine perspektivische Unteransicht der Fügeeinheit von Figur 6 ohne Gehäuse,

Figur 8 : eine perspektivische Draufsicht auf die

Fügeeinheit in der Detektionsstellung,

Figur 9: eine perspektivische Draufsicht auf die

Fügeeinheit in der Fügestellung und Figur 10: eine perspektivische Rückansicht der

Fügeeinheit .

Die Erfindung betrifft eine Fügeeinheit (2) für

Fügeelemente (3) und ein Fügeverfahren. Die Erfindung betrifft ferner eine Fügeeinrichtung (1) mit einer

Handhabungseinrichtung (4) und einer Fügeeinheit (2).

Figur 1 zeigt eine solche Fügeeinrichtung (1) . Sie kann z.B. als Schraubeinrichtung ausgebildet sein. Sie weist eine mehrachsig bewegliche Handhabungseinrichtung (4) mit einer angebauten Fügeeinheit (2) auf. Die Fügeeinheit (2) wird von der Handhabungseinrichtung (4) geführt und relativ zu ein oder mehreren Werkstücken (46) und den dortigen ein oder mehreren Fügestellen bewegt. Die

Werkstücke (46) können stationär angeordnet sein oder mittels eines durch einen Pfeil angedeuteten

Transportmittels (47) bewegt werden.

In einer anderen kinematischen Variante kann die

Handhabungseinrichtung (4) ein oder mehrere Werkstücke (46) führen und bewegen. Die Fügeeinheit (2) kann dabei stationär angeordnet sein, z.B. an einem Ständer.

Alternativ können die Fügeeinheit (2) und die ein oder mehreren Werkstücke (46) jeweils von einer

Handhabungseinrichtung (4) geführt und bewegt werden.

Die Fügeeinheit (2) dient zum Fügen der Werkstücke (46) mittels ein oder mehreren Fügeelementen (3) . Die

Fügeelemente (3) können unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als Schrauben, Niete, Bolzen, Klemmen oder dgl .. Die Fügeelemente (3) können als Kleinstelemente,

insbesondere als Kleinstschrauben oder als Kleinstniete, ausgebildet sein. Solche Kleinstelemente, die einen Kopf (K) und einen Schaft (S) aufweisen, können ein K-S- Verhältnis von vorzugsweise ^ 1:1,9 haben. Insbesondere kann das K-S-Verhältnis im Bereich von circa 1:1 liegen. Die Hüllform solcher Kleinstelemente kann im Wesentlichen kugelartig sein. Alternativ oder zusätzlich können

Kleinstschrauben ein Gewindemaß von < M2 aufweisen. In Figur 1 und 6 sind solche Kleinstschrauben angedeutet.

Die Werkstücke (46) können von beliebiger Art sein. Sie können z.B. als elektronische Kommunikationsgeräte, insbesondere Mobiltelefone, Tablets, Laptops und/oder dgl . ausgestaltet sein. Sie können ein oder mehrere

Fügestellen haben. Beispielsweise können mittels der Fügeelemente (3) Platinen oder andere Geräteteile an einem Gehäuse oder einem Träger gefügt bzw. montiert werden. Der Fügeprozess kann als Schraubprozess ,

Nietprozess oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.

Die Fügeeinheit (2) weist ein Fügewerkzeug (7) und ein bewegliches Magazin (8) auf, die jeweils für die

Fügeelemente (3) vorgesehen und ausgebildet sind. Das Fügewerkzeug (7) und das Magazin (8) sind gemeinsam an einem Gestell (5) angeordnet.

Das Magazin (8) kann mehrere unterschiedliche

Fügeelemente (3) aufnehmen. Diese können sich in der Art und/oder im Format unterscheiden. In den gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Fügeelemente (3) als Schrauben, insbesondere Kleinstschrauben, und das Fügewerkzeug (7) als Schraubwerkzeug ausgebildet.

Das Fügewerkzeug (7) hat einen Fügekopf (18), z.B. einen Schraubkopf, und einen Antrieb (17) für dessen einachsige oder mehrachsige Bewegung. Dies können z.B. eine lineare Vorschubbewegung und eine rotatorische Schraubbewegung sein. Das Fügewerkzeug (7) besitzt eine in Figur 1 gezeigte Wirkachse (20) bzw. Fügeachse, entlang welcher der Antrieb (17) den Fügekopf (18) vor und zurück

schiebt.

Das Fügewerkzeug (7) weist ferner einen Halter (19) für die Aufnahme eines Fügeelements (3) auf. Der Halter (19) ist vorzugsweise als steuerbarer Sauger ausgebildet, der das Fügeelement (3) an der Spitze des Fügekopfs (18) mit Unterdruck festhält. Über den Sauger bzw. den anliegenden Unterdruck kann auch die Existenz und Position eines Fügeelements (3) am Fügekopf (18) überwacht werden.

Alternativ kann der Halter (19) als Magnet, insbesondere Permanent- oder Elektro-Magnet , ausgebildet sein. Eine Existenz- und Positionsüberwachung ist alternativ auf andere Weise, z.B. mittels eines Sensors, möglich.

Das Fügewerkzeug (7) ist mit einer ZuStelleinrichtung (6) verbunden, die ihrerseits am Gestell (5) angeordnet ist. Mit der ZuStelleinrichtung (6) kann das Fügewerkzeug (7) relativ zum Magazin (8) verstellt werden. Es kann

insbesondere entlang der Wirkachse bzw. Fügerichtung (20) linear oder mit anderer Kinematik verstellt, insbesondere gehoben und gesenkt werden. Die ZuStelleinrichtung (6) weist gemäß Figur 8 einen ZuStellantrieb (40) und eine mit dem Gestell (5) verbundene Führung (41) auf. Das Fügewerkzeug (7) ist an einem Abtriebsteil (42) z.B.

einem Schlitten, montiert.

Das Gestell (5) weist einen Anschluss (39) zur festen oder lösbaren Montage der Fügeeinheit (2) an einem

Ständer, einer Handhabungseinrichtung (4) oder dgl . auf. Vorzugsweise ist der Anschluss (39) als Roboteranschluss ausgebildet .

Das Magazin (8) kann eine Vielzahl von Fügeelementen (3) aufnehmen. Diese können gleich oder unterschiedlich sein. Sie können sich insbesondere in ihrer Art und/oder in ihrem Format, z.B. Schraubenformat, unterscheiden. Das bewegliche Magazin (8) ist in Fügerichtung (20) unter dem Fügewerkzeug (7) angeordnet. Das Fügewerkzeug (7) kann mit dem Halter (19) ein Fügeelement (3) vollautomatisch aus dem Magazin (8) entnehmen bzw. aufnehmen und an einem darunter befindlichen Werkstück (46) fügen.

Diese Magazinanordnung unter dem Fügewerkzeug (7) ist zumindest zeitweise, insbesondere in einer

Detektionsstellung (14) gemäß Figur 1 und 2 und in einer Aufnahmestellung (15) gemäß Figur 5, gegeben. Das

Fügewerkzeug (7) kann dabei in seiner höchsten Stellung angeordnet sein, in der es durch die ZuStelleinrichtung (6) maximalst von einer Position bzw. der Fügestellung (16) gemäß Figur 4 und 9 entfernt ist, in der die

Fügeelemente (3) am Werkstück (46) angebracht werden.

Die Fügeeinrichtung (2) weist eine Detektionseinrichtung (13) auf. Diese ist zur Erfassung von Fügeelementen (3) im Magazin (8) ausgebildet. Die Fügeelemente (3) haben im Magazin (8) eine bekannte und definierte Position. Die Defektionseinrichtung (13) ist z.B. dem Fügewerkzeug (7) zugeordnet und befindet sich neben diesem. Der Fügekopf (18) befindet sich bei angehobenem Fügewerkzeug (7) im Erfassungsbereich der Defektionseinrichtung (13).

Vorzugsweise ist die Defektionseinrichtung (13)

gestellfest angeordnet und ist über einen Beschlag (38) mit dem Gestell (5) verbunden. In einer anderen

Ausführungsform kann sie relativ beweglich zum Gestell (5) angeordnet sein.

Die Defektionseinrichtung (13) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie besitzt ein Defektionsfeld (37), welches zumindest Teilbereiche des Magazins (8) und vorzugsweise den Fügekopf (18) erfasst. Die

Defektionseinrichtung weist ein Defektionsmittel (36) auf, welches in beliebig geeigneter Weise die

Fügeelemente (3) und die Haltemittel (22) erfassen kann. Das Defektionsmittel (36) arbeitet vorzugsweise

berührungslos und auf optischem Wege. Es ist z.B. als elektronische Messkamera ausgebildet. Die Kamera (36) blickt von oben auf das Magazin (8) . Sie ist mit einer Bilderfassungseinrichtung und einer

Bildauswertungseinrichtung versehen . Die Fügeinheit (2) weist eine Stelleinrichtung (9) zur

Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Fügewerkzeug (7) und dem Magazin (8) auf. In der gezeigten und

bevorzugten Ausführungsform bewegt die Stelleinrichtung (9) das Magazin (8) relativ zum Fügewerkzeug (7) entlang der bevorzugt translatorischen Stellachse (29). Das Magazin (8) ist außerdem in sich beweglich und weist hierfür eine steuerbare Versteileinrichtung (12) auf. Die Stelleinrichtung (9) und die Versteileinrichtung (12) können miteinander kombiniert sein. Das Magazin (8) ist dadurch über mehrere und unterschiedliche Stellachsen (27,28,29) beweglich. Die Stelleinrichtung (9) weist einen Stellantrieb (32) auf. Die Versteileinrichtung (12) hat mehrere, insbesondere zwei Stellantriebe (30,31).

Das Magazin (8) weist mehrere, z.B. drei, ElementSpeicher (10) auf, die jeweils zur positionierten Aufnahme von mehreren Fügeelementen (3) ausgebildet sind. Die

ElementSpeicher (10) können unterschiedlich ausgebildet sein. In den gezeigten Ausführungsformen haben sie eine Scheibenform, insbesondere eine Kreisscheibenform und weisen eine Vielzahl von Haltemitteln (22) für jeweils ein Fügeelement (3) auf. Die Haltemittel (22) sind z.B. als Halteöffnungen in einem Speicherkorpus (21)

ausgebildet. Bei der gezeigten und bevorzugten

Scheibenform der ElementSpeicher (10) ist der

Speicherkorpus (21) als Scheibenkörper ausgebildet und kann von einem hochstehenden Rand umschlossen sein. Die ElementSpeicher (10) sind vorzugsweise horizontal

ausgerichtet .

Die ElementSpeicher (10) und deren Haltemittel (22) können zur Aufnahme unterschiedlicher Fügeelemente (3) ausgebildet sein. Hierbei können innerhalb eines

ElementSpeichers (10) gleichartige Fügeelemente (3) angeordnet sein, wobei sich die ElementSpeicher (10) untereinander in ihrer Elementbelegung unterscheiden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Magazin (8) drei getrennt und nebeneinander angeordnete

kreisscheibenartige ElementSpeicher (10) auf. Die Zahl kann alternativ größer oder kleiner sein. In weiterer Abwandlung können die Scheibenformen prismatisch, insbesondere rechteckig sein. Statt einer ebenen

Scheibenform sind auch andere geeignete Formgebungen alternativ möglich.

Die ElementSpeicher (10) sind im Magazin (8) beweglich angeordnet. Sie können sich relativ zueinander bewegen. Sie können alternativ oder zusätzlich als Gruppe

gemeinsam verstellbar sein. Die ElementSpeicher (10) können getrennt gelagert und jeweils eigenständig beweglich und steuerbar sein.

Das Magazin (8) weist eine Trageinrichtung (11) und die steuerbare Versteileinrichtung (12) für die

ElementSpeicher (10) auf. Die Trageinrichtung (11) kann von einem schützenden Gehäuse umgeben sein, welches in Figur 1 bis 6 dargestellt und in Figur 7 bis 10 entfernt ist . Die ElementSpeicher (10) sind jeweils in definierter Position und lösbar an der Trageinrichtung (11)

angeordnet. Die ElementSpeicher (10) sind jeweils um mehrere Stellachsen (27,28,29) verstellbar. Die

Verstellung wird durch die Stelleinrichtung (9) und die Versteileinrichtung (12) bewirkt. Vorzugsweise sind drei Stellachsen (27,28,29) vorhanden.

Die Stelleinrichtung (9) und ihre Stellachse (29) dienen zur besagten Relativbewegung des gesamten Magazins (8) relativ zum Fügewerkzeug (7) . Im gezeigten

Ausführungsbeispiel ist die Stellachse (29) eine

Linearachse, wobei der zugehörige Stellantrieb (32) als Linearantrieb ausgebildet ist. Er weist einen z.B.

gehäuseartigen Korpus (34) und ein Abtriebselement (33), z.B. einen Schlitten mit einem quer abstehenden Ausleger, auf. Der Korpus (34) ist stationär am Gestell (5)

befestigt. Das Abtriebselement (33), insbesondere der Ausleger, ist mit der Trageinrichtung (11) verbunden. Die Stellachsen (27,28) sind in den gezeigten

Ausführungsbeispielen als rotatorische Stellachsen ausgebildet. Jeder ElementSpeicher (10) hat hierbei eine eigene Stellachse (27), insbesondere Drehachse.

Andererseits sind die ElementSpeicher (10) über die

Trageinrichtung (11) zu einer Speichergruppe

zusammengefasst , welche die zweite Stellachse (28), insbesondere Drehachse, hat. Hierüber kann die ganze Speichergruppe gedreht werden.

Die Trageinrichtung (11) weist gemäß Figur 7 bis 10 ein bewegliches Tragelement (25) für eine Gruppe von

Elementspeichern (10) auf. Das Tragelement (25) ist z.B. als Karussell ausgebildet. Es weist einen Tragstern (26) auf, der um die Stellachse (28) beweglich, insbesondere drehbar, am Abtriebselement (33) der Stelleinrichtung (9) gelagert ist. An den Enden der Sternarme ist jeweils ein ElementSpeicher (10) angeordnet. Hierfür befindet sich an den Armenden jeweils ein Tragelement (23), das z.B. als Tragzapfen mit bevorzugt aufrechter Lage ausgebildet ist. Die Speicherelemente (10) können lösbar im Magazin (8) angeordnet sein. Hierfür kann am jeweiligen Tragelement (23) eine Speicheraufnahme (24) angeordnet sein, die z.B. als Stützscheibe ausgebildet ist und den ElementSpeicher (10), insbesondere dessen Speicherkorpus (21) in

definierter Position aufnehmen und halten kann.

Der Stellantrieb (31) für die Speichergruppe treibt die Trageinrichtung (11) vorzugsweise drehend an. Der

Antriebsmotor ist am Abtriebselement (33) angeordnet und treibt das Tragelement (25) bzw. Karussell über einen Riementrieb um die Stellachse (28) drehend an. Die

ElementSpeicher (10) können im Kreis konzentrisch um die Stellachse (28) angeordnet sein.

Die ElementSpeicher (10) können für die Bewegung,

insbesondere Drehung, um ihre jeweilige Stellachse (27) jeweils einen eigenen Stellantrieb aufweisen. Im

gezeigten Ausführungsbeispiel haben sie einen gemeinsamen Stellantrieb (30), der als Drehantrieb ausgebildet ist. Der Antriebsmotor ist am Tragstern (26) angeordnet und treibt über ein Ritzel mehrere Zahnräder an den

Tragelementen (23) an.

Die Versteileinrichtung (12) und ggf. die

Stelleinrichtung (9) weisen eine Positioniereinrichtung (35) auf. Die Position jedes Haltemittels (22) an den Elementspeichern (10) und im Magazin (8) ist bekannt und definiert. Über entsprechende Sensoren, insbesondere Weggeber bzw. Drehgeber und/oder Positionsgeber können die Bewegungen und Positionen des Magazins (8) und seiner ElementSpeicher (10) erfasst und überwacht werden. Hierüber kann mittels einer entsprechenden Steuerung jederzeit die aktuelle Position jedes Haltemittels (22) festgestellt und verfolgt werden.

Das Fügewerkzeug (7) und das Magazin (8) können relativ zueinander zwischen mehreren örtlich und funktional unterschiedlichen Stellungen (14,15,16) verstellt werden. Die verschiedenen Stellungen (14,15,16) sind in Figur 1 bis 5 verdeutlicht.

Eine Stellung ist eine in Figur 1 und 3 gezeigte

Detektionsstellung (14) zur Detektion von Fügelementen (3) im Magazin. Hierbei befindet sich ein Teil des

Magazins (8), insbesondere ein ElementSpeicher (10) im Detektionsfeld (37). Vorzugsweise kann der gesamte

ElementSpeicher (10) mit allen Haltemitteln (22) erfasst werden. Hierbei kann detektiert werden, an welchen positionsbekannten Haltemitteln (22) ein Fügeelement (3) angeordnet ist oder nicht. Dies kann eine

Existenzkontrolle sein. Ferner kann bedarfsweise

detektiert werden, ob ein bestimmtes Fügeelement (3) sich an einer bestimmten Position bzw. einem bestimmten

Haltemittel (22) befindet. Die Art und Größe des

Fügeelements (3) kann dabei erfasst werden. Hierüber lässt sich feststellen, ob z.B. eine vorgesehene Schraube mit bestimmter Kopfgröße sich an der vorgesehenen

Position befindet oder ob ein Fehler vorliegt. Ferner kann über eine solche Erkennung von Fügelementen (3) überprüft werden, ob die für den jeweiligen Fügeprozess erforderlichen Fügeelemente (3) vorhanden sind und ob der vorgesehene ElementSpeicher mit der vorgesehenen

Elementbestückung an der richtigen Trägeraufnahme (24) im Magazin (8) angeordnet ist. Fehlbestückungen können dadurch vermieden werden.

Figur 5 verdeutlicht eine andere Stellung, die als

Aufnahmestellung (15) zur gezielten Aufnahme von

Fügeelementen (3) aus dem Magazin vorgesehen ist. In dieser Aufnahmestellung (15) wird das für den nächsten Prozessschritt vorgesehene Fügeelement (3) in eine geeignete Position relativ zum Fügewerkzeug (7) gebracht. In der bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Fügelement (3) in Fügerichtung (20) direkt unterhalb des Fügekopfes (18) . Der Fügekopf (18) wird auf das

Fügeelement (3) abgesenkt und nimmt mit seinem Halter (19) das Fügeelement (3) kontrolliert auf. Die

Aufnahmestelle befindet sich im Detektionsfeld (37) . Die Detektionseinrichtung (13) kann erfassen, ob das richtige Fügeelement (3) aufgenommen wird und ob die Aufnahme korrekt erfolgt.

Figur 2 und 4 verdeutlichen eine weitere Relativstellung zwischen Fügewerkzeug (7) und Magazin (8), die als

Fügestellung (16) ausgebildet ist. In dieser Fügestellung (16) ist der Zustell- und Fügeweg für das Fügewerkzeug (7) in der Wirkachse (20) freigegeben. Das Magazin (8) ist aus dem Bewegungsbereich des Fügewerkzeugs (7) herausbewegt. Dies kann durch die Stelleinrichtung (9) über die Stellachse (29) und/oder über die

Versteileinrichtung (12) und die Stellachse (n) (27,28) erfolgen. Die Freigabe kann z.B. durch eine Drehung der Speichergruppe erfolgen, wobei das Fügewerkzeug durch einen Freiraum oder Zwickel zwischen benachbarten

Elementspeichern (10) abtauchen kann. Es kann dabei gänzlich an den Elementspeichern (10) vorbei in eine Fügestellung (16) bewegt werden.

In der Fügestellung (16) und während des Fügevorgangs kann die Versteileinrichtung (12) ggf. das Magazin (8) und dessen ElementSpeicher (10) in geeigneter Weise für den nächsten Prozessschritt vororientieren. Dies kann z.B. die erneute Einnahme der Detektionsstellung (14) sein. Alternativ kann auch gleich wieder die

Aufnahmestellung (15) angefahren werden. Durch die

Vororientierung kann der jeweils benötigte

ElementSpeicher (10) derart vorpositioniert werden, dass die anschließende Stellbewegung vereinfacht wird. Hierbei kann der ElementSpeicher (10) um eine oder mehrere

Stellachsen (27,28) bewegt werden. Der nächste

Stellschritt kann dann z.B. durch die Stellachse (29) und deren einfache Verschiebebewegung realisiert werden.

Die ein- oder mehrachsig beweglich und programmierbare Handhabungseinrichtung (4) ist z.B. als mehrachsiger programmierbarer Industrieroboter gemäß Figur 1 bis 3 ausgebildet. Dieser kann mehrere translatorische und/oder rotatorische Roboterachsen sowie mehrere Roboterglieder aufweisen. In Fig. 3, 6 und 8 ist ein Endglied (43) der Handhabungseinrichtung (4) bzw. des Industrieroboters mit einem bevorzugt drehenden Abtriebselement (44) in

Montageverbindung mit dem Anschluss (39) dargestellt.

Dies kann eine feste oder lösbare Verbindung sein, z.B. mittels einer Wechselkupplung. Letztere kann eine

Medienkupplung für die Übertragung von Betriebsmitteln, z.B. Fluiden, elektrischen Signal- und/oder

Leistungsströmen oder dgl . aufweisen. Die Handhabungseinrichtung (4) weist eine zugeordnete Sensorik (45) auf, die äußere Belastungen aufnimmt und auswertet sowie einer Steuerung, insbesondere einer

Robotersteuerung, übermittelt. Die Sensorik kann

einteilig oder mehrteilig sein und kann ein oder mehrere belastungsaufnehmende Sensoren, z.B. Kraft- und/oder Momentensensoren, aufweisen. Sie kann ferner ein oder mehrere andere Sensoren, z.B. für die Wegmessung,

Winkelmessung oder dgl . aufweisen. An die besagte

Steuerung, insbesondere Robotersteuerung, kann auch die Fügeeinheit (2) mit ihren angetrieben bzw. steuerbaren Komponenten sowie der Detektionseinrichtung (13) und der Positioniereinrichtung (35) angeschlossen sein.

Die Sensorik (45) kann in unterschiedlicher Weise der Handhabungseinrichtung (4) zugeordnet sein. Sie kann z.B. zwischen dem Anschluss (39) und dem Abtriebselement (44) der Handhabungseinrichtung (4) angeordnet sein. Sie kann auch in die Fügeeinheit (2) integriert sein. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist die

Sensorik (45) in den Industrieroboter (4) integriert. Hierbei können an ein oder mehreren Roboterachsen, insbesondere an deren Lagerungen, jeweils ein

belastungsaufnehmender Sensor und ggf. ein weiterer

Sensor in geeigneter Zahl und Anordnung vorhanden sein. Die Handhabungseinrichtung (4) ist vorzugsweise als taktiler Industrieroboter mit sensitiven Fähigkeiten und mit der besagten integrierten Sensorik (45) ausgebildet. Die sensitiven Fähigkeiten können zum Ansetzen der

Fügeeinheit (2) am Werkstück (46) und ggf. beim Suchen der Fügestelle und beim Einfädeln einer Schraube (3) in einen Gewindegang an einer werkstückseitigen

Schrauböffnung genutzt werden.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele und der genannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.

Die Stelleinrichtung (9) kann dem Fügewerkzeug (7) zugeordnet sein und dieses relativ zum Magazin (8) bewegen. Bei einer solchen Ausgestaltung können die Stelleinrichtung (9) und die Versteileinrichtung (12) getrennt sein. Sie können dabei in gegenseitiger

Abstimmung und geeigneter Weise gesteuert werden, z.B. mittels der Robotersteuerung. Das Magazin (8) kann eine andere konstruktive Ausbildung und eine andere Kinematik aufweisen. Die Zahl und Ausbildung der ElementSpeicher (10) kann variieren. Desgleichen kann die Zahl,

Ausbildung und Anordnung der Stellachsen (27,28,29) abgewandelt werden. Gleiches gilt für die Stellantriebe (30,31,32). Insbesondere kann statt einer

Verstellkinematik mit Drehachsen eine Verstellung des Magazins (8) und seiner ggf. vorhandenen ElementSpeicher (10) durch translatorische Bewegungen und/oder eine Kombination von translatorischen und rotatorischen

Bewegungen und entsprechenden Stellachsen erfolgen. BEZUGS ZEICHENLISTE

1. Fügeeinrichtung, Schraubeinrichtung

2. Fügeeinheit

3. Fügeelement, Schraube

4. Handhabungseinrichtung, Industrieroboter

5. Gestell

6. ZuStelleinrichtung

7. Fügewerkzeug, Schraubwerkzeug

8. Magazin, Speichergruppe

9. Stelleinrichtung

10. ElementSpeicher

11. Trageinrichtung

12. Versteileinrichtung

13. Detektionseinrichtung

14. Detektionsstellung

15. Aufnahmestellung

16. Fügestellung

17. Antrieb

18. Fügekopf, Schraubkopf

19. Halter, Sauger

20. Wirkachse, Fügeachse, Fügerichtung

21. Speicherkorpus, Scheibenkörper

22. Haltemittel, Halteöffnung

23. Tragelement, Tragzapfen

24. Speicheraufnahme

25. Tragelement, Karussell

26. Tragstern

27. Stellachse, Drehachse von ElementSpeicher

28. Stellachse, Drehachse von Haltergruppe

29. Stellachse, Verschiebeachse von Trageinrichtung 30. Stellantrieb, Drehantrieb von ElementSpeicher

31. Stellantrieb, Drehantrieb von Haltergruppe

32. Stellantrieb, Linearantrieb von Trageinrichtung

33. Abtriebselement, Schlitten

34. Korpus, Gehäuse

35. Positioniereinrichtung

36. Detektionsmittel , Kamera

37. Detektionsfeld, Blickfeld

38. Beschlag

39. Anschluss, Roboteranschluss

40. ZuStellantrieb

41. Führung

42. Abtriebsteil, Schlitten

43. Endglied

44. Abtriebselement

45. Sensorik

46. Werkstück

47. Transportmittel