[发明专利]用于将螺栓拧入墙壁中的旋拧装置和方法

说明书

本发明涉及一种旋拧装置(5)，具有螺丝刀(45)和用于将螺丝刀(45)与机器人手臂(11)连接的连接元件(10)。连接元件(10、210)具有：机器人一侧的、第一传递元件(20)；工具一侧的、第二传递元件(22)；布置在第一与第二传递元件(20、22)之间的复位元件(25)；以及距离测量元件(50)。两个传递元件(20、22)能够克服复位元件(25)的复位力地、沿操作方向(26)彼此相向地运动。距离测量元件(50)以如下方式实施和布置，使得距离测量元件能够测量代表传递元件(20、22)之间沿操作方向(26)的间距的距离。

技术领域

本发明涉及一种旋拧装置和一种用于将螺栓拧入墙壁中的方法。

背景技术

在WO2010/24794A1中介绍了一种在工业机器人的抓手与机器人手臂之间的连接元件。工业机器人应当以抓手与连接元件的组合而能够接收无序地处在容器中的部件。为此，连接元件例如具有布置在两个传递元件之间的橡胶球。此外，连接元件具有力测量装置，其中，为了确定操作力，对两个传递元件之间的间距加以确定。

在JP2010264514A中，介绍了用于将螺栓拧入工件中的旋拧装置和方法。旋拧装置具有力传感器，其例如呈力测量计的形式。当将螺栓拧入工件中时，调整出所需要的操作力。

EP042132381介绍了一种用于将呈磨削头形式的工具为了磨削工件的表面而与机器人手臂联接的连接元件。连接元件具有呈应变测量带形式的力传感器，以便测量作用于磨削头的力。此外，磨削头的位置能够得到确定。基于此，执行力和位置的调节。对工件表面的磨削是相对均匀的过程，使得作用于磨削头的力可靠地而且没有很大的干扰量妨碍的情况下得到测量，并且能够用于力的调节。

但也给出如下应用，其中，呈撞击或振动形式的干扰量、例如力脉冲作用于与机器人手臂联接的工具，并且于是使得利用应变测量带直接测力变得明显困难或者甚至不可行。例如，当将螺栓拧入实行墙壁中、特别是水泥墙壁中时，出现这种干扰量。

发明内容

相反，本发明的目的特别在于，提出一种具有螺丝刀和用于将工具与机器人手臂联接的连接元件的旋拧装置，连接元件实现了对表明作用于螺丝刀的力的特征的量值的简便和/或稳定可靠的确定。根据本发明，这种目的利用旋拧装置来实现。此外，本发明的目的特别是在于，提出一种利用安装在机器人手臂上的旋拧装置将螺栓拧入墙壁中的方法，这种方法实现了将螺栓可靠地拧入。根据本发明，所述目的利用方法来实现。

根据本发明的旋拧装置具有用于将螺栓与机器人手臂联接的连接元件，其中，连接元件具有机器人一侧的第一传递元件、工件一侧的第二传递元件、布置在第一与第二传递元件之间的复位元件以及距离测量元件。两个传递元件能够克服复位元件的复位力、也就是通过沿操作方向施加操作力而彼此相向地运动。距离测量元件以如下方式实施和布置，使得能够对代表传递元件之间沿操作方向的间距的距离加以测量。螺丝刀特别是用于将螺栓拧入墙壁中。

因为两个传递元件能够仅克服复位元件的所提到的复位力地彼此相向运动，所以由距离测量元件测得的距离表示针对所提到的操作力的量度，凭借其将两个传递元件彼此相对按压。操作力与逆着操作方向作用于螺丝刀的力相等，使得测得的距离也表示针对作用于螺丝刀的力的量度。由此，操作力还有作用于螺丝刀的力能够以非常稳定而且可靠的方式间接得到测量。

由距离测量件和复位元件组成的组合负责：使对操作力的间接获取对于撞击和振动非常不敏感。这特别是当距离测量无接触式地实现时适用。由此，所测得的间距代表以较小的干扰量加载的量值，并且由此能够当传输给机器人手臂的控制件时，特别是用作特别是机器人手臂的位置调节件的调节方案的调节量。由此，所测得的间距以及间接地还有操作力以及作用于螺丝刀的力能够可靠而且稳定地调节为所需要的数值或者所需要的分布。