本發(fā)明涉及用于給內(nèi)室構(gòu)件裝載連接夾的工具系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于更換這種工具系統(tǒng)的工具的方法。

背景技術(shù)：

1、為了制造機(jī)動車內(nèi)室構(gòu)件，采用不同的加工方法。通常，內(nèi)室構(gòu)件、尤其是儀表盤或其部分作為塑料件被注塑制造。為了將這種部件連接至機(jī)動車內(nèi)的其它構(gòu)件，采用不同的連接件。常用的連接件是夾子、尤其是螺紋夾。這種夾子大多是成型板件，其被插裝到塑料件的零件或局部上并且?guī)в新菁y，借此能夠進(jìn)行其它構(gòu)件的螺紋聯(lián)接。故內(nèi)室構(gòu)件且尤其是注塑件可以接合至其它車輛構(gòu)件。此外，也可以例如借助這種夾子將電纜捆(束)和其它部件連接至內(nèi)室構(gòu)件。螺紋夾對此很適用且成本低。

2、為了給這種內(nèi)室構(gòu)件例如儀表盤配備相應(yīng)的螺紋夾，采用所謂的夾子自動插裝機(jī)。這種工具系統(tǒng)專門適配于各自內(nèi)室構(gòu)件，位置準(zhǔn)確地接納它且隨后允許通過機(jī)械臂可以將夾子插裝到內(nèi)室構(gòu)件的相應(yīng)位置。因為重要的是高的定位精度，這樣的工具系統(tǒng)分別專門適配于待加工的或待裝載的內(nèi)室構(gòu)件。故在內(nèi)室構(gòu)件改變或生產(chǎn)線更換時也要替換整個用于夾子插接的工具系統(tǒng)。這是復(fù)雜的且成本極其密集的。尤其是，由此也使得生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變以適應(yīng)其它車輛構(gòu)件變得困難。另一缺點在于，在工具系統(tǒng)出故障時整個生產(chǎn)線的停機(jī)時間較長，因為必須費時維護(hù)或修理被固定集成到生產(chǎn)設(shè)備中的工具系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的任務(wù)是指明一種用于給內(nèi)室構(gòu)件裝載連接夾的工具系統(tǒng)，其避免前述缺點并且尤其在生產(chǎn)設(shè)備中獲得較高靈活性。另外，本發(fā)明的任務(wù)是指明一種用于更換這種工具系統(tǒng)的工具的方法。

2、根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)關(guān)于工具系統(tǒng)通過權(quán)利要求1的主題并且關(guān)于設(shè)備通過權(quán)利要求14的主題來完成。

3、因此，本發(fā)明具體基于以下構(gòu)想，即，指明一種用于給內(nèi)室構(gòu)件裝載連接夾的工具系統(tǒng)，所述內(nèi)室構(gòu)件尤其是儀表盤或其部分，其中，工具系統(tǒng)包括以下部分：

4、-工具，其設(shè)立用于接納內(nèi)室構(gòu)件，使得所述內(nèi)室構(gòu)件能夠被裝載連接夾，以及

5、-用于接納所述工具的頂出和定中單元，

6、其中，所述頂出和定中單元具有用于將所述工具從工作位置升高至更換位置的升降機(jī)構(gòu)和用于在工作位置按位置準(zhǔn)確的方式定中所述工具的定中機(jī)構(gòu)。

7、不同于迄今固定集成到生產(chǎn)設(shè)備中的工具系統(tǒng)，本發(fā)明規(guī)定一種工具系統(tǒng)，在此，所述工具可以被快速簡單地更換。工具系統(tǒng)的能夠?qū)⒐ぞ咿D(zhuǎn)移入工作位置的功能是尤其有利的，在工作位置達(dá)成給內(nèi)室構(gòu)件裝載連接夾的功能。工具確保在接納內(nèi)室構(gòu)件時的很高的定位精度，使得連接夾可以位置準(zhǔn)確地插裝。為此設(shè)有所述定中機(jī)構(gòu)，工具可以降低到抵靠其上而進(jìn)入工作位置。因此工具準(zhǔn)確就位在工作位置，使得就此而言相比于迄今完全集成到生產(chǎn)設(shè)備中的工具系統(tǒng)不存在缺點。

8、而顯著優(yōu)點則體現(xiàn)在借助頂出單元將工具升高到更換位置的工具系統(tǒng)功能，使得工具離開定中機(jī)構(gòu)且接著優(yōu)選可以自由運動。在更換位置，工具于是例如可以被轉(zhuǎn)移到更換小車上，使得工具可以很快速簡單地更換。這簡化了工具維護(hù)而沒有長時間中斷生產(chǎn)過程，允許生產(chǎn)線快速更換并提高內(nèi)室構(gòu)件用生產(chǎn)設(shè)備的故障安全性。另外，利用本發(fā)明來提高生產(chǎn)場所的靈活性，因為通過簡單的工具更換可能性可以在短暫時間內(nèi)將生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)變以適應(yīng)其它內(nèi)室構(gòu)件的生產(chǎn)或截然不同的車輛生產(chǎn)線。因此短時驟增的車輛廠商構(gòu)件交付需求可以被很好地滿足。

9、基本上在本發(fā)明中優(yōu)選規(guī)定，頂出和定中單元是以位置固定但可以拆卸的方式安裝在生產(chǎn)線中的。而接納內(nèi)室構(gòu)件且位置準(zhǔn)確地保持它以便裝載連接夾的工具本身是可更換的并且可以從頂出和定中單元中被取出。

10、具體說，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中可以規(guī)定，頂出和定中單元具有用于升降工具的升降底板。升降底板可以被如此控制，即，工具可以降低到頂出和定中單元的定中銷上且升降底板可以與工具分開。故可以借助升降底板將工具從更換位置降低至工作位置并以相反的方式從工作位置升高至更換位置。由于升降底板可以在工具的工作位置還被進(jìn)一步降低，故可以解除升降底板與工具之間的接觸，使得工具最好單獨安放到定中銷上。這避免位置不準(zhǔn)確性或提高在工作位置的工具的位置精度。

11、為了實現(xiàn)快速簡單的工具更換，有利的是頂出和定中單元且尤其是升降底板具有用于接納并轉(zhuǎn)交工具至更換小車的軌道。優(yōu)選地，在頂出和定中單元上以及在更換小車上都設(shè)有軌道，軌道可以相互對準(zhǔn)地取向。軌道允許很簡單地將工具從頂出和定中單元轉(zhuǎn)移至更換小車和相反的轉(zhuǎn)移。尤其是，工人不會承受工具重量。

12、通常優(yōu)選的是設(shè)有更換小車。更換小車可以設(shè)立用于接納處于更換位置的工具。更換小車允許在工具通過升降機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到更換位置時接納工具。更換小車于是可以被用于將工具運送入倉庫。更換小車為此可以運動、尤其可以行駛。在工具系統(tǒng)中可以設(shè)有多個更換小車，它們攜載不同的工具，從而可以實現(xiàn)快速工具更換。

13、與此相關(guān)地要說明的是，用于夾子插接的工具相當(dāng)復(fù)雜并且包含許多氣壓構(gòu)件和電氣構(gòu)件。這增大工具重量，其中，在頂出和定中單元和更換小車上的彼此對齊的軌道還是可以實現(xiàn)簡單且省力的工具更換。

14、在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，頂出和定中單元具有至少一個工具用阻尼件。阻尼件一方面可以形成用于工具的末端止擋，還可以確保工具在抵接頂出和定中單元時在到達(dá)其最終位置之前緩慢減速。故避免工具受損。就此而言有利的是所述阻尼件布置在頂出和定中單元的軌道的一縱向端的區(qū)域中。

15、阻尼件優(yōu)選具有前置支承。前置支承尤其適于承受在升降底板與工具分離時出現(xiàn)的橫向力。在移動到頂出和定中單元上時被阻尼件減速的工具在升降底板降低到工作位置時抵靠阻尼件、尤其是其前置支承。當(dāng)工具安放到定中機(jī)構(gòu)上且升降底板進(jìn)一步降低以完全釋放工具時，在阻尼件與工具之間有相對運動。為了補(bǔ)償此時出現(xiàn)的作用于阻尼件的橫向力，設(shè)有所述前置支承。所述前置支承為此可以安裝、尤其被螺栓安裝在減振器上。減振器優(yōu)選連接至所述阻尼件或形成阻尼件的一部分。前置支承尤其可以是前置支承銷，其允許在其尖端與阻尼件之間的角度錯位。也可能的是前置支承包括滾輪或可轉(zhuǎn)動安裝的球，其在升降底板離開工具時分別沿工具的端壁滾動。

16、另外，頂出和定中單元可以尤其在軌道的一縱向端的區(qū)域中具有用于檢測工具在頂出和定中單元上的位置的至少一個距離傳感器。借助距離傳感器可以確保工具在更換位置處于正確的位置，使得定中機(jī)構(gòu)在工具降低到工作位置時很好地對準(zhǔn)工具的相應(yīng)定中孔并且定中機(jī)構(gòu)尤其是沒有受損。

17、尤其優(yōu)選的是設(shè)有并行布置的兩個距離傳感器。所述工具可以具有對應(yīng)于其中至少一個所述距離傳感器的開孔。在此，距離傳感器可以如此信號連接至控制裝置，即，可以檢測工具在更換位置在頂出和定中單元上的正確取向和位置。通過這兩個并行布置的距離傳感器，不僅可以識別工具是否位于正確位置。尤其是結(jié)合工具上的開孔也可以查明工具是否以正確取向朝著頂出和定中單元移動。距離傳感器可以被設(shè)計成感應(yīng)傳感器。

18、所述工具可以具有兩個端面，它們在工具的平行于頂出和定中單元的軌道的運動方向上對置。換言之，工具可以具有在運動方向上在前的端面和在運動方向上在后的端面。在其中一個端面上優(yōu)選設(shè)置對應(yīng)于其中一個所述距離傳感器的開孔。開孔在此尤其可以設(shè)計成盲孔。但它也可以是在工具的端側(cè)壁中的貫通孔。如果例如一個距離傳感器檢測到在工具與距離傳感器之間有預(yù)定距離并且同時另一距離傳感器因為其對準(zhǔn)開孔而測知更大距離，則可以假定工具有正確的位置和取向。但如果兩個距離傳感器表明預(yù)定距離，則工具取向有誤且應(yīng)該繞豎軸轉(zhuǎn)動180度地再次移動到頂出和定中單元上。

19、用于將工具從工作位置升高到更換位置的升降機(jī)構(gòu)在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中包括至少一個升降缸和一個與之平行布置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。升降缸可以例如是液壓缸和/或氣動缸。這樣的升降缸通常有有限的定位精度。但為了還是達(dá)成無偏轉(zhuǎn)的且位置準(zhǔn)確的升降，還優(yōu)選設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。它可以被設(shè)計成直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)并且尤其包括多個直線球軸承。直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)確保升降機(jī)構(gòu)的直線運動，從而工具也相對于頂出和定中單元完成準(zhǔn)確直線運動。

20、頂出和定中單元以及工具優(yōu)選分別具有用于電連接和氣壓連接的統(tǒng)一接口。為了夾子插接，通常將多個氣壓構(gòu)件和電氣構(gòu)件集成在工具內(nèi)。為了控制所述構(gòu)件，需要工具與相應(yīng)供應(yīng)源的電連接和氣壓連接，這通常通過插接口進(jìn)行。為了工具更換可以盡可能簡單快速地完成，故優(yōu)選的是一方面作為供應(yīng)源的所述頂出和定中單元并且另一方面作為接收方的工具分別具有統(tǒng)一接口，其將氣壓連接和電連接相互組合。

21、故可以在頂出和定中單元上設(shè)置具有氣壓連接管線和電連接管線的連接纜，連接纜通過唯一的插接連接機(jī)構(gòu)可以接合至工具。因此，為了工具更換，工具首先借助唯一插頭在電氣和氣壓方面與頂出和定中單元分離。于是，工具可以被升高到更換位置并且移動到更換小車上。新工具接著可以按照相反的順序通過更換小車移向頂出和定中單元，通過相互對齊的軌道滑動到頂出和定中單元上并且隨后借助升降機(jī)構(gòu)降低到頂出和定中單元的定中銷上。接著，通過唯一的接頭將頂出和定中單元的連接纜插接到工具，從而利用人工插接過程建立在頂出和定中單元與工具之間的所有電連接和氣壓連接。

22、為了將工具固定在頂出和定中單元和/或更換小車上且尤其是防止工具沿軌道不小心運動，所述工具和/或頂出和定中單元可以具有至少一個活動的尤其承受彈簧力的用于在頂出和定中單元和/或更換小車上鎖定工具的鎖定件。故所述工具例如可以在移動到頂出和定中單元上之后用鎖定件被鎖定，隨后其借助升降機(jī)構(gòu)降低到頂出和定中單元的定中機(jī)構(gòu)上。這還避免了工具在降低時滑移且或許沒有準(zhǔn)確觸抵定中機(jī)構(gòu)。

23、在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式中，頂出和定中單元包括具有所述升降機(jī)構(gòu)和升降底板的頂出部和具有所述定中機(jī)構(gòu)的定中部。至少所述升降底板、尤其是整個頂出部優(yōu)選可以在兩個繞豎軸轉(zhuǎn)動180度的位置安置在定中部上。由于所述頂出部、至少是所述升降底板在兩個不同位置可以安置、尤其可以安裝在定中部上，故頂出和定中單元可以被如此集成到生產(chǎn)設(shè)備中，即，可以從各不同側(cè)面進(jìn)行工具更換。如果升降底板在第一位置安置在定中部上，則工具例如可以從左側(cè)被移動到頂出和定中單元上，而如果升降底板在第二位置安置在定中部上，則允許從右側(cè)移動。

24、對于在內(nèi)室構(gòu)件制造時的高度靈活性還證明有利的是，設(shè)有用于不同內(nèi)室構(gòu)件的多個工具，它們與頂出和定中單元和用于工具更換的至少一個更換小車合作。尤其是，在倉庫內(nèi)可以設(shè)置多個不同的工具，它們能夠接納不同的內(nèi)室構(gòu)件以裝載連接夾。視生產(chǎn)要求的不同，各自所需要的工具可以借助更換小車從倉庫被移動到生產(chǎn)設(shè)備。在那里，工具移動到頂出和定中單元上，其中，頂出和定中單元處于更換位置。在工具移動和鎖定在頂出和定中單元上之后，頂出和定中單元被降低到工作位置，其中，工具通過定中機(jī)構(gòu)被準(zhǔn)確定位。一旦工具隨后在氣壓和電氣方面被接入生產(chǎn)設(shè)備中，則可以開始所述工具被指定用于的內(nèi)室構(gòu)件的裝載。

25、根據(jù)一個并列方面，本發(fā)明還涉及一種用于更換工具系統(tǒng)、尤其是前述工具系統(tǒng)的工具的方法，其中，該方法包括以下步驟：

26、-通過頂出和定中單元的升降機(jī)構(gòu)將升降底板升高至更換位置，

27、-將工具移動到所述升降底板上，

28、-借助距離傳感器檢測在所述頂出和定中單元上的工具的取向和位置，

29、-在距所述距離傳感器的預(yù)定距離處定位所述工具，

30、-在所述升降底板上鎖定所述工具，

31、-借助升降機(jī)構(gòu)降低所述升降底板，直到工具安置到所述定中機(jī)構(gòu)上，并且

32、-進(jìn)一步降低所述升降底板以完全釋放所述工具。

33、通過進(jìn)一步降低升降底板來完全釋放工具，尤其確保高的定中精度。

34、在本發(fā)明的方法中可以規(guī)定，工具的移動通過至少一個阻尼件被減速或停止。阻尼件也可以為了或者由于在升降底板上鎖定所述工具而被預(yù)緊，從而確保工具在頂出和定中單元上的高的位置穩(wěn)定性。

35、優(yōu)選的是在升高升降底板之后且在移動工具之前從升降底板上取下先前裝入的工具，尤其是移動到更換小車上。

36、與前述工具系統(tǒng)相關(guān)所提到的優(yōu)點和優(yōu)選改進(jìn)方案類似地也適用于所述方法。