Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorvereinzelungsvorrichtung für Fügeelemente, eine Fügevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrich tung.

Im Automobilbau, z.B. im Karosseriebau, werden eine Vielzahl von kleinteili- gen Fügeelementen verarbeitet, beispielsweise Schweißfügeelemente oder Nietelemente. In automatisierten Prozessen sind die Fügewerkzeuge übli cherweise an einem Industrieroboter montiert, der die Positionierung des Fü gewerkzeugs an der jeweiligen Fügestelle vornimmt. So fährt ein Industriero boter mit einem Bolzenschweißkopf z.B. nacheinander vorgegebene Positio nen an einer Fahrzeugkarosserie an und das Fügewerkzeug schweißt an je der dieser Positionen einen Schweißbolzen an die Karosserie.

Zur Bereitstellung der Fügeelemente am Fügekopf wird üblicherweise ein Elementzuführsystem verwendet. Die Fügeelemente werden z.B. als Schütt gut bereitgestellt, in einer Sortiervorrichtung vereinzelt und ausgerichtet und mit dem Elementzuführsystem einzeln mittels Druckluft durch einen Druck- luftzuführkanal, der z.B. als Druckluftschlauch ausgebildet sein kann, zum Fügewerkzeug weitertransportiert, wo sie verarbeitet werden. Die Sortiervor richtung ist üblicherweise außerhalb des Arbeitsbereichs des Industrierobo ters positioniert, so dass die Fügeelemente über eine weite Strecke von meh reren Metern zum Fügewerkzeug transportiert werden müssen. Liegen die vom Roboter anzufahrenden Fügestellen nah beieinander, so kann es vor- kommen, dass noch kein neues Fügeelement im Fügewerkzeug angekom men ist und der Roboter warten muss. Dies erhöht die Prozessdauer und die Stillstandszeit der Fügeanlage.

Vor diesem Flintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, wie ein automatisierter Fügeprozess von Fügeele menten verbessert werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , eine Fügevorrichtung nach Patentanspruch 6 und ein Verfahren nach Patentan spruch 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Es wird eine Vorvereinzelungsvorrichtung zum Einbau in ein Elementzuführ- system angegeben, mit welchem Fügeelemente durch einen Druckluftbeför derungskanal mittels Druckluft bis zu einer Fügeelementaufnahme an einem Fügekopf beförderbar sind. Als Fügelemente können kleinteilige Schweißele mente, wie z.B. Kugeln, Doppelkugeln, Muttern, Schweißbolzen mit und ohne Gewinde verwendet werden, ebenso kann es sich um kleinteilige Fügeele mente für andere Fügeverfahren, z.B. um Niet- oder Schraubelemente han deln.

Die Vorvereinzelungsvorrichtung weist einen Kanal auf mit einer Zuführöff nung und einer Austrittsöffnung, durch den die Fügeelemente beförderbar sind. Durch die Zuführöffnung werden die Fügeelemente im Betrieb in die Vorvereinzelungsvorrichtung eingebracht und verlassen diese nach Durch laufen des Kanals an der Austrittsöffnung. Beispielsweise wird die Vorverein zelungsvorrichtung in den Druckbeförderungskanal integriert, so dass dieser an die Zuführöffnung bzw. Austrittsöffnung angrenzt. Weiterhin weist die Vor- Vereinzelungsvorrichtung ein erstes Kanal-Sperrelement mit einer ersten Be tätigungsvorrichtung auf und ein zweites Kanal-Sperrelement mit einer zwei ten Betätigungsvorrichtung. Das zweite Kanal-Sperrelement ist - in Förder richtung der Fügeelemente betrachtet - hinter dem ersten Kanal-Sperrele- ment angeordnet. Mit anderen Worten gesagt, ist das erste Kanal-Sperrele- ment näher zur Zuführöffnung angeordnet und das zweite Kanal-Sperrele- ment ist näher zur Austrittsöffnung angeordnet. Die Kanal-Sperrelemente sind so weit voneinander beabstandet, dass ein dazwischen liegender Kanal abschnitt mindestens ein Fügeelement und in einer Ausgestaltung insbeson dere genau ein Fügeelement aufnehmen kann. Die Kanal-Sperrelemente sind jeweils zwischen einer Sperrsteilung und einer Durchlassstellung be wegbar. In Sperrsteilung verhindert das Kanal-Sperrelement, dass ein Fü geelement an dem Sperrelement vorbei durch den Kanal bewegt werden kann. In Durchlassstellung gibt das Kanal-Sperrelement den Kanal frei und ein Fügeelement kann passieren. Die Bewegung der Kanal-Sperrelemente erfolgt jeweils mittels der zugehörigen Betätigungsvorrichtungen. Die Kanal- Sperrelemente können z.B. vorzugsweise als Schieber ausgebildet sein, die quer zum Kanal zwischen der Sperrsteilung und der Durchlassstellung ver schiebbar sind.

Weiterhin weist die Vorvereinzelungsvorrichtung eine erste Druckluftzuführ- öffnung auf, die in Förderrichtung vor dem ersten Kanal-Sperrelement in den Kanal mündet und eine zweite Druckluftzuführöffnung, die in Förderrichtung zwischen dem ersten Kanal-Sperrelement und dem zweiten Kanal-Sperrele- ment in den Kanal mündet. Die erste und zweite Druckluftzuführöffnung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, an eine Druckluftversorgung angeschlossen zu werden. Aufgrund des voranstehend beschriebenen Aufbaus stellt die Vorvereinze lungsvorrichtung zwei Kanalabschnitte bereit, in denen ein zugeführtes Fü geelement gezielt gestoppt und anschließend über einen Druckluftstoß wei terbefördert werden kann. Dies ermöglicht es, die Fügeelemente bis nahe an den Fügekopf heran zu transportieren, dort in einer Art „Warteposition“ zwi schenzulagern und bei Bedarf dem Fügekopf zuzuführen, während bereits ein neues Fügeelement in eine „Warteposition“ befördert wird. Eine erste Warteposition befindet sich hierbei vor dem ersten Kanal-Sperrelement und eine zweite Warteposition vor dem zweiten Kanal-Sperreleement. Die finale Zuführung aus der Vorvereinzelungsvorrichtung bis zum Fügekopf benötigt dabei sehr viel weniger Zeit, als die Beförderung von dem Bolzensortierer bis zum Fügekopf. Bisher war der Beginn eines Fügeprozesses, z.B. eines Bol zenschweißens, davon abhängig, dass das Fügeelement den weiten Weg von dem Vorratsbehälter bzw. Fügeelementsortierer bis in den Schweißkopf zurücklegt. Der Prozess kann erst freigegeben werden wenn das Fügeele ment im Fügekopf angekommen ist. Durch die Vorvereinzelungsvorrichtung ist die Zeit zwischen zwei Schweißungen nun nicht mehr an die Zeit gekop pelt, die benötigt wird, um ein Fügeelement von dem Vorratsbehälter bzw. Fügeelementsortierer bis zum Fügekopfkopf zu transportieren. Vielmehr muss nur noch eine sehr viel kürzere Strecke überwunden werden, nämlich die Strecke von der Warteposition bis zum Fügekopf, so dass auch die hier für erforderliche Zeit sinkt. Somit kann die Nebenzeit zwischen zwei Fügepro zessen verringert werden, wodurch die Gesamtprozesszeit sinkt und die An lagenauslastung verbessert wird. Zur Optimierung der Prozesszeit ist es da bei in einer Ausgestaltung besonders vorteilhaft, wenn die Vorvereinzelungs vorrichtung ortsfest zu einem mobilen Fügekopf angeordnet ist und z.B. an diesem montiert ist. So kann die Strecke zwischen Vorvereinzelungsvorrich tung und Fügeelementaufnahme im Fügekopf auf ein Minimum reduziert wer den. In einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die erste und zweite Betäti gungsvorrichtung jeweils Pneumatikzylinder sind. Die Bewegung der Kanal- Sperrelemente kann somit über Druckluft erfolgen, die für den Betrieb des Elementzuführsystems sowieso benötigt wird. Eine derartige Ausgestaltung hat nur geringe Investitions- und Montagekosten. Für einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Vorvereinzelungsvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die erste Betätigungsvorrichtung in einer Ausgestaltung einen einfach wirkenden Zylinder aufweist zum Verfahren des ersten Kanal-Sperrelements in die Sperrsteilung. An einem einfachwirkenden Zylinder gibt es nur einen Anschluss für Druckluft. Die einströmende Druckluft bewegt den Kolben in eine Richtung, dementsprechend wird das Kanal-Sperrelement in die Sperr steilung bewegt. Um den Zylinder wieder in seine Grundstellung fahren (Ka- nal-Sperrelement gibt den Kanal frei) wird die Luft aus dem Zylinder abgelas sen und eine mechanische Feder drückt den Kolben wieder in die Grundstel lung. Das näher zur Zuführöffnung gelegene erste Kanal-Sperrelement benö tigt keine besonders schnelle Rückführung in die Durchlassstellung, daher bietet der einfachwirkende Zylinder eine besonders preiswerte Möglichkeit der technischen Realisierung.

In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Betätigungs vorrichtung einen doppeltwirkenden Pneumatikzylinder auf zum Verfahren des zweiten Kanal-Sperrelements sowohl in die Sperrsteilung als auch in die Durchlassstellung. Der doppeltwirkende Zylinder benötigt für jede Bewe gungsrichtung Druckluft. Bei diesem Zylindertyp wird in Aus- und in Einfahr richtung Kraft über die Druckluft aufgebaut. Hieraus ergibt sich eine beson ders schnelle Bewegung des Zylinders in die beiden Endlagen. Einerseits kann darüber eine zusätzliche Sicherheit erzielt werden, dass das durch die Druckluft vorgeschobene Element auch tatsächlich gestoppt wird. Anderer seits ermöglicht diese Ausgestaltung eine besonders kompakte Bauweise der Vorvereinzelungsvorrichtung, da die für ein sicheres Stoppen des Fü geelements erforderliche Kanallänge reduziert werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorvereinzelungsvorrichtung weiterhin eine erste Druckluftleitung auf, über welche die erste Betätigungs vorrichtung, die zweite Betätigungsvorrichtung und die zweite Druckluftzu- führöffnung gemeinsam mit Druckluft beaufschlagbar sind. Hierbei ist die erste Betätigungsvorrichtung dazu eingerichtet, das erste Kanal-Sperrele- ment in die Sperrsteilung zu fahren und die zweite Betätigungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, das zweite Kanal-Sperrelement in die Durchlassstellung zu fahren, wenn die erste Druckluftleitung mit Druckluft beaufschlagt wird. Hie raus ergibt sich eine gegenläufige Bewegung der Sperrelemente, die bewirkt, dass von hinten kein weiteres Fügeelement nachschießen kann, wenn ein Fügeelement von einer Position vor dem zweiten Sperrelement bis in den Werkzeugkopf bewegt wird. Die gemeinsame Druckluftleitung ermöglicht eine gemeinsame Ansteuerung, wodurch sich ein einfacher und kostengüns tiger Aufbau ergibt.

Es ist vorteilhaft, wenn in einer Ausgestaltung weiterhin eine zweite Druck luftleitung vorgesehen ist, über die die zweite Betätigungsvorrichtung und die erste Druckluftzuführöffnung gemeinsam mit Druckluft beaufschlagbar sind und die zweite Betätigungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das zweite Ka- nal-Sperrelement in die Sperrsteilung zu fahren, wenn die zweite Druckluftlei tung mit Druckluft beaufschlagt wird. Hierdurch kann umgesetzt werden, dass ein vor dem ersten Kanal-Sperrelement „geparktes“ Fügeelement durch die Druckluft nach vorne bewegt wird und gleichzeitig das zweite Kanal-Sper- relement in die Sperrposition bewegt wird, so dass das Fügeelement am zweiten Kanal-Sperrelement gestoppt wird. Die Weiterbewegung des Fü- geelements vom ersten Kanal-Sperrelement zum zweiten Kanal-Sperrele- ment kann so ohne separate Steuergeräte auf besonders einfache Art und Weise umgesetzt werden.

Weiterhin wird eine Fügevorrichtung angegeben mit einem mobilen Fügekopf mit Fügewerkzeug, der an einem mehrachsigen Industrieroboter angeordnet ist. Der mehrachsige Roboter hält und führt den Fügekopf mit Fügewerkzeug und ermöglicht eine Umpositionierung desselben zwischen zwei Fügeprozes sen. Die Fügevorrichtung weist weiterhin ein Elementzuführsystem auf mit ei nem Druckluftbeförderungskanal, in den die voranstehend beschriebene Vor vereinzelungsvorrichtung integriert ist und mit dem Fügeelemente von einer Sortiervorrichtung, in der sie vereinzelt und lagerichtig ausgerichtet werden, mittels Druckluft zu dem mobilen Fügekopf transportierbar sind. Im Fügekopf werden sie in einer Elementaufnahme positioniert, welche das Fügeelement zu Beginn des Fügeprozesses in definierter Position hält. Die Vorvereinze lungsvorrichtung ist dabei ortsfest zum Fügekopf angeordnet. Der Druckluft beförderungskanal erstreckt sich vorzugsweise von der Sortiervorrichtung bis zur Zuführöffnung in der Vorvereinzelungsvorrichtung. Der Druckluftbeförde rungskanal kann einen weiteren Abschnitt aufweisen, der sich von der Aus trittsöffnung der Vorvereinzelungsvorrichtung bis zu der Fügeelementauf nahme im Fügekopf erstreckt. Das Elementzuführsystem kann z.B. weiterhin eine Druckluftversorgung beinhalten oder an eine solche angeschlossen sein.

Weiterhin ist eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist zur Ansteuerung des Fügewerkzeugs und zur Steuerung des Elementzuführsys- tems.

Der Fügekopf ist insbesondere dazu eingerichtet, die über das Elementzu führsystem zugeführten Fügeelemente in einem Fügeprozess z.B. an weitere Bauteil zu fügen. Bei dem Fügekopf mit Fügewerkzeug kann es sich z.B. um einen Schweißkopf zum Aufschweißen der Fügeelemente, insbesondere um einen Flubzündungsschweißkopf handeln. Dementsprechend ist die Fügevor richtung in einer bevorzugten Ausgestaltung als Schweißvorrichtung bzw. Hubzündungsschweiß-vorrichtung ausgebildet. Der Fügekopf kann auch ein Nietkopf zum Nietsetzen sein oder ein Schraubwerkzeug zum Einschrauben der Fügeelemente aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der Fügekopf an dere Fügewerkzeuge, wie z.B. ein Clinchwerkzeug, aufweist.

Es ist besonders bevorzugt, wenn in einer Ausgestaltung die erste Steue rungsvorrichtung dazu eingerichtet ist ein erstes Signal zu erzeugen, das ei nerseits veranlasst, dass ein Fügeelement durch den Druckluftbeförderungs kanal in die Vorvereinzelungsvorrichtung bewegt wird und das andererseits veranlasst, dass die erste Druckluftleitung mit Druckluft beaufschlagt wird. Hierdurch wird das Zuführen eines neuen Fügeelements in die Vorvereinze lungsvorrichtung daran gekoppelt, dass gleichzeitig ein bereits in der Vorver einzelungsvorrichtung in „Warteposition“ befindliches Fügeelement an den Fügekopf weiterbefördert wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass als erstes Signal ein Signal verwendet wird, das zudem auch zur Steuerung des Fügekopfes verwendet wird. Vorzugsweise zeigt das erste Signal an, dass sich der Fügekopf in ei nem Beladezustand befindet oder das erste Signal veranlasst, dass der Fü gekopf in einen Beladezustand versetzt wird. Unter „Beladezustand“ wird hierbei verstanden, dass der Fügekopf zur Aufnahme eines Fügeelements bereit ist. Handelt es sich bei dem Fügekopf beispielsweise um einen Bolzen schweißkopf mit Ladestift, so befindet sich dieser Schweißkopf im Beladezu stand, wenn der Ladestift zurückgezogen ist. Ein entsprechendes erstes Sig nal gibt dann an, dass der Ladestift zurückgezogen ist, oder aufgrund dieses Signals wird der Ladestift im Schweißkopf zurückgezogen. Bolzenschweiß köpfe anderer Bauart sind beispielsweise mit Drehsegmenten oder Löffeln ausgeführt, die in verschiedene Positionen bewegbar sind. Hier würde in analoger Weise ein erstes Signal verwendet, das entweder anzeigt, dass sich das Drehsegment bzw. der Löffel in einer Position befindet, in der ein Fügeelement geladen werden kann, oder das veranlasst, dass das Drehseg ment bzw. der Löffel in die entsprechende Position bewegt wird. Mit anderen Worten gesagt kann die Vereinzelung neben einer Druckluftansteuerung auch über das elektrische Signal gesteuert werden, wonach sich der Füge kopf in einem Beladezustand befindet oder in einen Beladezustand versetzt wird („Ladestift zurückfahren“ oder „Ladestift in Rückposition“).

Damit wird das Zuführen des Fügeelements aus der Vorvereinzelungsvor richtung in den Fügekopf an eine Steuerung der Fügevorrichtung gekoppelt. Weiterhin kann die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, ein zweites Signal zu erzeugen, das veranlasst, dass die zweite Druckluftleitung mit Druckluft beaufschlagt wird und dass der Fügekopf ein zugeführtes Fügeele ment weiterbewegt, z.B. durch Vorschieben des Ladestiftes oder Bewegen des Drehsegments oder Löffels. Hierdurch wird das Weiterschieben eines Fügeelements in der Vorvereinzelungsvorrichtung von der ersten in die zweite „Warteposition“ an den „Ladevorgang“ innerhalb des Fügekopfes ge koppelt. Diese Ausgestaltung erzielt besondere Vorteile, weil keine separaten Steuerungssignale notwendig sind um die Vorvereinzelungsvorrichtung zu betreiben. Vielmehr kann die gesamte Zuführung der Fügeelemente anhand derselben Signale gesteuert werden, die zur Ansteuerung des Fügekopfes benötigt werden. Eine besonders einfache Umsetzung dieser Ansteuerung ergibt sich, wenn die erste Druckluftleitung an eine Druckluftleitung gekoppelt ist, welche in der Fügevorrichtung zum Herstellen des Beladezustands (z.B. Zurückziehen des Ladestifts) verwendet wird. Ebenso kann die zweite Druck luftleitung an eine weitere Druckluftleitung gekoppelt sein, welche zum Wei- terbewegen des Fügeelements in dem Fügekopf (z.B. Vorschieben des La destifts) verwendet wird. Die Druckluftversorgung für die Vereinzelung der Fügeelemente kann extern über einen zusätzlichen Luftschlauch oder intern über die Luftversorgung vom Schweißkopf erfolgen.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer voranstehend beschriebe nen Fügevorrichtung mit einem Elementzuführsystems angegeben, bei dem Fügeelemente mittels Druckluft vereinzelt und lagerichtig dem Fügekopf zu geführt werden, wobei jedes Fügeelement durch einen ersten Druckluftstrom in eine erste Warteposition vor dem ersten Kanal-Sperrelement und durch ei nen zweiten Druckluftstrom von der ersten Warteposition in eine zweite War teposition vor dem zweiten Kanal-Sperrelement transportiert wird und an schließend durch einen dritten Druckluftstrom aus der zweiten Warteposition bis in den Fügekopf transportiert wird.

Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Vorvereinzelungsvor richtung oder der Fügevorrichtung beschrieben sind, gelten auch im Zusam menhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeich nungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungs wesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff "kann" verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 eine beispielhafte Vorvereinzelungsvorrichtung,

Figur 2 eine beispielhafte Fügevorrichtung mit integrierter Vorverein zelungsvorrichtung,

Figur 3 und 4 die Vorvereinzelungsvorrichtung aus Figur 1 in verschiede nen Betriebsstellungen zur Erläuterung des Verfahrens.

Die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 weist einen Kanal 10 auf, durch den Fü geelemente 2 mittels Druckluft beförderbar sind. Die Fügeelemente 2 passie ren den Kanal 10 in Förderrichtung von einer Zuführöffnung 11 bis zu einer Austrittsöffnung 12 und passieren dabei eine erste Druckluftzuführöffnung 13, ein erstes Kanal-Sperrelement 20, eine zweite Druckluftzuführöffnung 14 und ein zweites Kanal-Sperrelement 30. Der Abstand von erstem und zwei tem Kanal-Sperrelement 20, 30 ist so gewählt, dass mindestens ein Fügeele ment 2 und besonders bevorzugt genau ein Fügeelement 2 in dem zwischen den Kanal-Sperrelementen 20, 30 liegendem Kanalabschnitt Platz findet.

Das erste bzw. zweite Kanal-Sperrelement 20, 30 weist eine erste Betäti gungsvorrichtung 22 bzw. zweite Betätigungsvorrichtung 32 auf, mittels der es zwischen einer Sperrsteilung und einer Durchlassstellung bewegbar ist. Beispielhaft ist die erste Betätigungsvorrichtung 22 mit einem einfachwirken den Pneumatikzylinder ausgeführt. Mittels Druckluft kann das erste Kanal- Sperrelement 20 in die Sperrsteilung bewegt werden. Bei Ablassen der Druckluft kehrt das erste Kanal-Sperrelement 20 in die Durchlassstellung zu rück. Die zweite Betätigungsvorrichtung 32 ist beispielhaft mit einem zwei fachwirkenden Pneumatikzylinder ausgeführt und kann mittels Druckluft in die Sperrsteilung bzw. in die Durchlassstellung verfahren werden. Weiterhin weist die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 eine erste Druckluftleitung 40 auf, über die die erste Betätigungsvorrichtung 20, die zweite Betätigungsvorrich tung 30 und die zweite Druckluftzuführöffnung 14 gemeinsam mit Druckluft beaufschlagbar sind. Wird die erste Druckluftleitung 40 mit Druckluft beauf schlagt, so fährt das erste Kanal-Sperrelement 20 in die Sperrsteilung, das zweite Kanal-Sperrelement 30 fährt in die Durchlassstellung und Druckluft wird über die zweite Druckluftzuführöffnung 14 in den Kanal geblasen, darge stellt in Figur 1. Weiterhin weist die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 eine zweite Druckluftleitung 50 auf, über die die zweite Betätigungsvorrichtung 32 und die erste Druckluftzuführöffnung 13 gemeinsam mit Druckluft beauf schlagbar sind. Wird die zweite Druckluftleitung 50 mit Druckluft beauf schlagt, so fährt das zweite Kanal-Sperrelement 30 in die Sperrsteilung und Druckluft wird über die erste Druckluftzuführöffnung 13 in den Kanal 10 ge blasen, dargestellt in Figur 3.

Die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 wird vorzugsweise in eine automatisierte Fügevorrichtung 100 integriert, siehe Figur 2. Die Fügevorrichtung weist ei nen mobilen Fügekopf 110 mit Fügewerkzeug auf, der an einem mehrachsi gen Industrieroboter 112 befestigt und mittels diesem positionierbar ist. Für den Fügeprozess wird der Fügekopf 110 an die jeweiligen Fügestellen be wegt und dort wird mittels des Fügewerkzeugs ein Fügeelement 2 an ein nicht dargestelltes Bauteil gefügt. Zur Zuführung der Fügeelemente 2 zum Fügewerkzeug weist die Fügevorrichtung 100 weiterhin ein Elementzuführ- system 120 auf, mit welchem die Fügeelemente 2 in einer Sortiervorrichtung 122 vereinzelt und lagerichtig mittels Druckluft bis zu einer Ausgabeöffnung an dem Fügekopf 110 beförderbar sind. Die Sortiervorrichtung 122 ist dabei üblicherweise räumlich beabstandet zum Industrieroboter 112 angeordnet und ist vorzugsweise ortsfest angeordnet. Die Fügeelemente werden durch einen Druckluftbeförderungskanal 124, z.B. in Form eines Schlauchs oder ähnlichem von der Sortiervorrichtung 122 bis zum Fügekopf 110 geführt. In das Elementzuführsystem 120 ist die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 derart integriert, dass Fügeelemente 2 von der Sortiervorrichtung 122 kommend, an der Zuführöffnung 11 aus dem Druckluftbeförderungskanal 124 in die Vorver einzelungsvorrichtung 1 eintreten und diese an der Austrittsöffnung 12 ver lassen und von dort weiter durch den Druckluftbeförderungskanal 124 bis zur Ausgabeöffnung am Fügekopf 112 gelangen. Die Vorvereinzelungsvorrich tung 1 ist ortsfest zum Fügekopf 112 angeordnet, z.B. mit diesem ver schraubt. Weiterhin weist die Fügevorrichtung 100 eine Steuerungsvorrich tung 130 auf, die eingerichtet ist zur Ansteuerung des Fügekopfs 112 mit Fü gewerkzeug und des Elementzuführsystems 120 und ggf. zur Ansteuerung des Industrieroboters 112.

Die Funktion der Vorvereinzelungsvorrichtung 1 und der Fügevorrichtung 100 wird in den Figuren am Beispiel eines Bolzenschweißprozesses und einer Bolzenschweißvorrichtung erläutert. Ebenso könnte es sich jedoch um an dere Fügeelemente, wie z.B. Kugeln, Schweißmuttern etc. handeln und/oder um einen anderen Fügeprozess mit anderer Fügevorrichtung, z.B. einem Nietprozess mit automatisierter Nietvorrichtung.

Ein Fügeelement 2 aus der Sortiervorrichtung 122 wird mittels Druckluft durch den Druckluftbeförderungskanal 124 befördert. Gleichzeitig wird Druck luft durch die erste Druckluftleitung 40 geleitet, wodurch das erste Kanal- Sperrelement 20 in die Sperrposition fährt, siehe Figur 1. Der von der Sortier vorrichtung 122 kommende Schweißbolzen (bzw. das Fügeelement) 2 wird am Kanal-Sperrelement 20 gestoppt und verbleibt in einer ersten Warteposi tion im Kanal 10.

Im nächsten Schritt, siehe Figur 3, ist die Druckluftzuführung über die erste Druckluftleitung 40 gestoppt, wodurch sich das erste Kanal-Sperrelement 20 in die Durchlassstellung zurück bewegt. Außerdem wird Druckluft über die zweite Druckluftleitung 50 geleitet, wodurch das zweite Kanal-Sperrelement 30 in Sperrsteilung fährt und die Druckluft über die erste Druckluftzuführöff- nung 13 in den Kanal 10 geleitet wird und den in der ersten Warteposition (Figur 1) befindlichen Schweißbolzen 2 bis zum zweiten Kanal-Sperrelement 30 weiterschiebt. Der Schweißbolzen 2 befindet sich nun zwischen erstem und zweitem Kanal-Sperrelement in einer zweiten Warteposition.

Im nächsten Schritt wird die Druckluftzuführung über die zweite Druckluftlei tung 50 gestoppt und es wird, wie bereits zu Figur 1 beschrieben, ein weite rer Schweißbolzen 2A (bzw. Fügeelement) von der Sortiervorrichtung 122 in die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 zugeschoben, während die erste Druck luftleitung 40 mit Druckluft beaufschlagt ist. Der neu zugeführte Schweißbol zen 2A stoppt am ersten Kanal-Sperrelement 20. Durch die Druckluft in der ersten Druckluftleitung 40 fährt das zweite Kanal-Sperrelement 30 in die Durchlassstellung und über die zweite Druckluftzuführöffnung wird die Druck luft in den Kanal 10 geleitet, so dass der Schweißbolzen 2 aus der zweiten Warteposition in der Vorvereinzelungsvorrichtung 1 ausgeschoben und wei ter bis zum Fügekopf 112 befördert wird.

Besonders bevorzugt wird die gemeinsame Steuerungsvorrichtung 130 ver wendet um sowohl die Beaufschlagung der Druckluftleitungen 40 und 50 zu steuern als auch die Zuführung eines Fügeelements 2 aus der Sortiervorrich tung 122 in Richtung auf die Vorvereinzelungsvorrichtung zu steuern.

Bei der in Figur 2 dargestellten beispielhaften Fügevorrichtung ist die Steue rungsvorrichtung dazu eingerichtet, dass die Zuführung eines Fügeelements von der Sortiervorrichtung 122 in die Vorvereinzelungsvorrichtung 1 gleich zeitig mit einer Beaufschlagung der ersten Druckluftleitung 40 und einem Zu rückziehen des Ladestifts des Bolzenschweißkopfs angesteuert wird, z.B. durch ein gemeinsames erstes Signal. Weiterhin ist die Steuerungsvorrich tung dazu eingerichtet, dass die Beaufschlagung der zweiten Druckluftleitung 50 und ein Vorschieben des Ladestifts des Bolzenschweißkopfs gleichzeitig angesteuert werden, z.B. durch ein gemeinsames zweites Signal.

Bezugszeichenliste

I Vorvereinzelungsvorrichtung 2, 2A Fügeelemente

10 Kanal

I I Zuführöffnung 12 Austrittsöffnung

13, 14 Druckluftzuführöffnung

20, 30 Kanal-Sperrelement

22, 32 Betätigungsvorrichtung

40, 50 Druckluftleitung

100 Fügevorrichtung

110 Fügekopf

112 Industrieroboter

120 Elementzuführsystem

122 Sortiervorrichtung

124 Druckluftbeförderungskanal

130 Steuerungsvorrichtung