本發(fā)明涉及旋擰系統(tǒng)，用于執(zhí)行，特別是用于自動(dòng)執(zhí)行旋擰過程，它包括旋擰工具和具有氣動(dòng)進(jìn)給缸的進(jìn)給裝置，借助于所述進(jìn)給缸，所述旋擰工具能夠在進(jìn)給方向上移動(dòng)，以便與螺釘接合，并且在旋擰過程中，將其驅(qū)動(dòng)到以第一進(jìn)給力擰緊的組件中。

背景技術(shù)：

在這種已知的旋擰系統(tǒng)中，氣動(dòng)進(jìn)給缸用于將旋擰工具輸送到螺釘和擰緊位置，以及用于在旋擰過程中向前驅(qū)動(dòng)螺釘。事實(shí)證明，此類旋擰系統(tǒng)在執(zhí)行流鉆擰緊過程中存在問題，因?yàn)槁葆敱仨毥柚鷱?qiáng)力壓到組件上，該力不能由氣動(dòng)進(jìn)給缸單獨(dú)提供，用于加熱組件（將連接到其他組件）的擰緊位置。只可以通過更大的氣動(dòng)進(jìn)給缸為已知的旋擰系統(tǒng)提供足夠高的壓力，然而，由于其較大的結(jié)構(gòu)形狀、與其相關(guān)的空氣體積和伴隨的較大系統(tǒng)慣性，導(dǎo)致其不受歡迎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的基本目的是進(jìn)一步開發(fā)最初命名的此種類型的旋擰系統(tǒng)，使其還適于執(zhí)行流鉆擰緊過程，同時(shí)保持盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸。

該目的通過具有以下所述特征的旋擰系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，并且特別在于，進(jìn)給裝置包括增壓器，通過該增壓器，大于第一進(jìn)給力的第二進(jìn)給力可以在旋擰過程中施加到旋擰工具上。

因此，根據(jù)本發(fā)明，旋擰工具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分離發(fā)生在具有較小力（第一進(jìn)給力）的輸送行程和具有較高力（第二進(jìn)給力）的動(dòng)力行程中，其中輸送行程僅由氣動(dòng)進(jìn)給缸實(shí)現(xiàn)，并由動(dòng)力行程期間增壓器產(chǎn)生的力進(jìn)行輔助。對于流鉆應(yīng)用，氣動(dòng)進(jìn)給缸也不必具有較大的尺寸，這是由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的這種分離，因?yàn)樵诹縻@旋擰中，加熱組件所需的螺釘壓力由增壓器提供。因此，也可以保持相對較小的空氣體積，用于在流鉆旋擰期間，致動(dòng)氣動(dòng)進(jìn)給缸，這對旋擰系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性具有積極影響。旋擰系統(tǒng)的更優(yōu)動(dòng)力學(xué)通過增壓器的快速響應(yīng)行為同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

可以從相關(guān)權(quán)利要求、說明和圖紙中找到本發(fā)明的有利實(shí)施例。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，增壓器可以在旋擰工具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的任何所需時(shí)間打開和關(guān)閉?？梢粤硗鈨?yōu)選地計(jì)量增壓器，特別是通過控制壓力，例如，可以通過比例閥控制。因此，可以計(jì)量動(dòng)力行程，例如期望的處理程序所需的動(dòng)力行程。旋擰系統(tǒng)因此可以特別靈活地適應(yīng)于不同的應(yīng)用，特別是不同的螺釘和待擰緊的組件。例如，在整個(gè)擰緊過程中，增壓器不必起作用。因此，對于許多流鉆旋擰應(yīng)用來說，足以僅將提高的進(jìn)給力施加到螺釘上很長時(shí)間，直到待擰緊的組件已經(jīng)被加熱到使得螺釘能夠以流鉆方式滲透進(jìn)它們的程度。因此，在這種情況下，增壓器只需要在旋擰過程的初始階段期間被接通，而由進(jìn)給缸施加的進(jìn)給力在旋擰過程的剩余階段期間足以驅(qū)動(dòng)螺釘。然而，通常情況下，增壓器也可以在旋擰過程的其他階段期間，可選地利用不同的力，或者在整個(gè)旋擰過程中，使用可選變化的力激活。

根據(jù)另一實(shí)施例，進(jìn)給缸具有可氣動(dòng)致動(dòng)的工作活塞，能夠執(zhí)行最大工作行程。最大工作行程受進(jìn)給缸長度限制，并且按照理想情況選擇，以便即使在擰緊更長的螺釘時(shí)，也不會(huì)完全延伸。

由于增壓器可以在旋擰工具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的任何所需時(shí)間接通，即，可以在工作活塞任何期望的行程位置上接通，所以足以可靠地執(zhí)行旋擰過程，如果增壓器影響工作活塞的動(dòng)力行程（小于最大工作行程），則對旋擰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸有利。

根據(jù)另一實(shí)施例，增壓器包括致動(dòng)活塞。致動(dòng)活塞可以與進(jìn)給缸的工作活塞同軸對準(zhǔn)。然而，如果致動(dòng)活塞偏離工作活塞布置，則會(huì)特別有利，因?yàn)檫@允許旋擰系統(tǒng)擁有更緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸。例如，致動(dòng)活塞可以與工作活塞平行地偏離布置和/或可以沿不同的方向作用，例如，相反方向或非平行方向。

通常可以想到的是，通過氣態(tài)流體實(shí)現(xiàn)從致動(dòng)活塞到工作活塞的力傳遞。然而，從致動(dòng)活塞到工作活塞的力傳遞優(yōu)選地通過液壓流體進(jìn)行，因?yàn)樗谠鰤浩鹘油ê蛿嚅_時(shí)顯示更快的響應(yīng)行為，并且還允許傳遞更高的力。液壓流體有利地位于液壓系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)本身封閉或封裝，這有助于增加旋擰系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，并且簡化其在干燥環(huán)境中的使用。

根據(jù)另一實(shí)施例，致動(dòng)活塞可氣動(dòng)致動(dòng)，此為有利情況，因壓縮空氣總可用于致動(dòng)進(jìn)給缸。

如果致動(dòng)活塞的致動(dòng)以氣動(dòng)方式進(jìn)行，并且如果從致動(dòng)活塞到工作活塞的力傳遞以液壓方式進(jìn)行，則增壓器為氣動(dòng)液壓增壓器。然而，如已提及的情況，還可想到的是，致動(dòng)活塞氣動(dòng)致動(dòng)，并且還將力從致動(dòng)活塞以氣動(dòng)方式傳遞到工作活塞，在此種情況下，增壓器將是氣動(dòng)增壓器。相反，能夠以液壓方式實(shí)現(xiàn)致動(dòng)活塞的致動(dòng)和從致動(dòng)活塞到工作活塞的力傳遞，在此種情況下，會(huì)是液壓增壓器。

根據(jù)另一實(shí)施例，進(jìn)給裝置使旋擰工具與扭矩測量裝置一起移動(dòng)?；蛘?，進(jìn)給裝置也可使旋擰工具與用于旋擰工具的驅(qū)動(dòng)單元一起移動(dòng)，并且可選地與扭矩測量裝置一起移動(dòng)，或者甚至僅讓旋擰工具移動(dòng)，即未扭矩測量裝置和驅(qū)動(dòng)單元。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，旋擰系統(tǒng)包括供應(yīng)頭，將螺釘保持在用于接合旋擰工具的對準(zhǔn)位置。供應(yīng)頭有助于輸送的旋擰工具能夠正確接合在螺釘處，特別是在擰緊過程的初始階段期間不能夠傾斜的螺釘。

為了能夠自動(dòng)執(zhí)行擰緊過程，旋擰系統(tǒng)還優(yōu)選地包括供應(yīng)裝置，用于將螺釘自動(dòng)供應(yīng)到供應(yīng)頭。

附圖說明

下面將僅通過示例描述本發(fā)明，并參考可能的實(shí)施例和附圖。如下所示：

圖1根據(jù)本發(fā)明的螺栓擰緊系統(tǒng)的示意性、部分截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的旋擰系統(tǒng)在圖1中示意性地示出。其可，例如安裝于機(jī)器人臂處或靜態(tài)地安裝于機(jī)架處，以便自動(dòng)執(zhí)行流鉆旋擰過程。

旋擰系統(tǒng)包括旋擰工具10，其限定中心縱向軸線11，并且通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器12，圍繞中心縱向軸線11進(jìn)行可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。扭矩測量裝置14連接在旋擰工具10和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器12之間。

旋擰系統(tǒng)還包括導(dǎo)向件16，其與旋擰工具10之中心縱向軸線11平行延伸，并且供應(yīng)頭18可移動(dòng)地支撐在其上，其能夠借助于輸送缸20沿導(dǎo)向件16行進(jìn)，與待擰緊的組件接觸。供應(yīng)頭18用于對準(zhǔn)和保持為旋擰過程所提供的螺釘，未在圖中示出。為將螺釘供應(yīng)到供應(yīng)頭18，后者（供應(yīng)頭18）耦合到同樣未示出的自動(dòng)供應(yīng)裝置，例如，其通過壓縮空氣將螺釘射入到供應(yīng)頭18中。

為使旋擰工具10與保持在供應(yīng)頭18中的螺釘接合，旋擰工具10與扭矩測量裝置14一起被向前推出圖1所示的后端位置，其也可稱為靜止位置，并到達(dá)前端，即圖1中的左側(cè)。用于此目的的進(jìn)給裝置22作用于扭矩測量裝置14，扭矩測量裝置14又可移動(dòng)地支撐在導(dǎo)向件16上。

進(jìn)給裝置22包括氣動(dòng)進(jìn)給缸24，氣動(dòng)進(jìn)給缸24具有工作活塞28，它平行于旋擰工具10和導(dǎo)向件16，可通過壓縮空氣26來致動(dòng)，并且可執(zhí)行進(jìn)給缸24的長度預(yù)定義的最大工作行程。工作活塞28聯(lián)接到扭矩測量裝置14，例如，可被模制到扭矩測量裝置14的殼體中。

此外，工作活塞28構(gòu)造成空心圓柱形，并且可移動(dòng)地支撐在管件30上，管件30從后部（即從圖1中的右側(cè)）延伸，進(jìn)入工作活塞28。由管件30和工作活塞28界定的內(nèi)部空間37填充有液壓流體，并且通過密封件34，相對于進(jìn)給缸24的空氣空間36密封。

內(nèi)部空間32具有第一橫截面，并且在其后端開口，進(jìn)入流體存儲(chǔ)空間38中，流體存儲(chǔ)空間38同樣填充有液壓流體，并且具有第二橫截面，所述第二橫截面比內(nèi)部空間32的橫截面大數(shù)倍。流體存儲(chǔ)空間38在后側(cè)被可移動(dòng)支撐的環(huán)形活塞40限制，所述活塞通過平衡彈簧42被推向前方，即沿進(jìn)給缸24的方向。內(nèi)部空間32和流體存儲(chǔ)空間38一起形成本身封閉的液壓系統(tǒng)。

與管件30同軸對齊的柱塞44延伸穿過環(huán)形活塞40，并且其輪廓適于管件30的輪廓，使其可密封地浸入管件30中，并通過布置在管件30端部區(qū)域中的密封件46，進(jìn)一步改善密封效果。

柱塞44是致動(dòng)活塞48的一部分，致動(dòng)活塞48可移動(dòng)地支撐在力缸50中，并且可通過壓縮空氣52致動(dòng)。力缸50的空氣空間54相對于流體存儲(chǔ)空間38的密封，通過密封件56進(jìn)行，密封件56被引入環(huán)形活塞40中。

柱塞44被復(fù)位彈簧58包圍，此處復(fù)位彈簧58為螺旋壓縮彈簧的形式，其一方面支撐在環(huán)形活塞40的后側(cè)，另一方面支撐在致動(dòng)活塞48的前側(cè)，促使環(huán)形活塞40和致動(dòng)活塞48分開?；蛘?，復(fù)位彈簧58可構(gòu)造為氣動(dòng)彈簧的形式。

組件30到58一起形成供給裝置22的氣動(dòng)液壓增壓器60，其功能將在下面進(jìn)行解釋。

為使旋擰工具10脫離圖1所示的靜止位置，并與保持在供給頭18中的螺釘接合，進(jìn)給缸24具有施加的壓縮空氣26，使得工作活塞28向圖1中的左側(cè)移動(dòng)，并且這樣做會(huì)將扭矩測量裝置14和旋擰工具10推到前面。當(dāng)旋擰工具10與螺釘接合時(shí)，由壓縮空氣致動(dòng)的進(jìn)給缸24會(huì)進(jìn)一步向前推動(dòng)旋擰工具10，直至螺釘鄰接待擰緊的組件。

內(nèi)部空間32由于工作活塞28向前移動(dòng)而增加，其中液壓流體通過由平衡彈簧42作用的環(huán)形活塞40，從流體存儲(chǔ)空間38被推進(jìn)到內(nèi)部空間32中。

由于可通過壓縮空氣26施加到進(jìn)給缸24上的力，不足以在經(jīng)濟(jì)型旋擰過程可接受的時(shí)間內(nèi)，將用于流鉆旋擰過程的足夠熱量引入到待擰緊的組件中，一旦螺釘鄰接待擰緊的組件，增壓器60會(huì)被激活。

這是通過將壓縮空氣52施加到致動(dòng)活塞48上，并且柱塞44由此被推到前面來實(shí)現(xiàn)的。一旦柱塞44浸入管件30中，內(nèi)部空間23就會(huì)相對于流體存儲(chǔ)空間38密封，并且液壓流體無法再從內(nèi)部空間32逸出或流入其中。壓縮空氣52進(jìn)一步施加到致動(dòng)活塞48上，現(xiàn)在具有以下效果：第二進(jìn)給力經(jīng)由工作活塞28施加到旋擰工具10上，所述第二進(jìn)給力基本上大于可通過壓縮空氣26施加到工作活塞28上的第一進(jìn)給力。假設(shè)作用于致動(dòng)活塞48上的壓縮空氣52，與作用于工作活塞28上的壓縮空氣26的壓力相同，在該假設(shè)下，第二進(jìn)給力與第一進(jìn)給力之比，大致對應(yīng)致動(dòng)活塞48的橫截面表面與柱塞44的橫截面表面之比。

可控制壓縮空氣52的壓力，例如，通過由控制器控制的氣動(dòng)比例閥，以便計(jì)量第二進(jìn)給力。

應(yīng)當(dāng)理解，增壓器60的尺寸使得第二進(jìn)給力足夠大，以便在處理程序可接受的時(shí)間內(nèi)，將待擰緊的組件加熱到流鉆擰緊所需的足夠高的溫度。

一旦組件已經(jīng)達(dá)到足夠的流動(dòng)能力，則螺釘會(huì)通過旋擰工具10的進(jìn)一步進(jìn)給，被驅(qū)動(dòng)到組件中。在達(dá)到組件的足夠流動(dòng)能力之后，通?？梢栽俅瓮Ｓ迷鰤浩?0，因壓縮空氣52的供應(yīng)停止，并且柱塞44通過復(fù)位彈簧58再次被拉出管件30，使得液壓流體可再次從流體存儲(chǔ)空間38流出并進(jìn)入內(nèi)部空間32中，而在螺旋擰緊過程的剩余階段期間，通過將壓縮空氣26施加到工作活塞28上實(shí)施旋擰工具10的進(jìn)給。然而，通常也可設(shè)想，在增壓器接通的情況下執(zhí)行整個(gè)擰緊過程，但前提是其能夠執(zhí)行足夠高的行程，還能夠通過使用增壓器60的壓力調(diào)節(jié)控制壓力來計(jì)量第二進(jìn)給力。

最后必須指出的是，增壓器60相對于圖1所示的進(jìn)給缸24的布置，僅具有示意性質(zhì)。增壓器60不一定必須與進(jìn)給缸24同軸對準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)旋擰系統(tǒng)更緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，例如，增壓器60也可與進(jìn)給缸24平行偏移地設(shè)置，并且甚至可以在相反的方向上起作用。在后一種情況下，管件30可形成U形液壓通道的一個(gè)分支，而柱塞44在增壓器60激活時(shí)，浸入U(xiǎn)形液壓通道的另一個(gè)分支。

參考編號列表

10 旋擰工具

11 中心縱向軸線

12 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器

14 扭矩測量裝置

16 導(dǎo)向件

18 供應(yīng)頭

20 輸送缸

22 進(jìn)給裝置

24 進(jìn)給缸

26 壓縮空氣

28 工作活塞

30 管件

32 內(nèi)部空間

34 密封件

36 空氣空間

38 流體存儲(chǔ)空間

40 環(huán)形活塞

42 平衡彈簧

44 柱塞

46 密封件

48 致動(dòng)活塞

50 力缸

52 壓縮空氣

54 空氣空間

56 密封件

58 復(fù)位彈簧

60 增壓器