WO2019052971A1

WO2019052971A1 - Vorrichtung und verfahren zum automatisierten durchführen eines montageschritts in einem aufzugschacht

Info

Publication number: WO2019052971A1
Application number: PCT/EP2018/074359
Authority: WO
Inventors: Andrea CAMBRUZZI; Erich Bütler; Philipp Zimmerli; Raphael Bitzi
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Die Vorrichtung (10) verfügt über ein Montagewerkzeug (45) und über eine Vorschubeinrichtung (11). Die Vorschubeinrichtung (11) ist so ausgeführt und angeordnet, dass sie das Montagewerkzeug (45) unter Aufbringung einer Vorschubkraft in einer Montagerichtung (26) bewegen kann. Eine Steuerungseinrichtung (22) ist dazu vorgesehen, eine Ist-Position des Montagewerkzeugs (45) in Montagerichtung (26) zu ermitteln und eine Soll-Position des Montagewerkzeugs (45) in Montagerichtung (26) vorzugeben. Sie ist ausserdem dazu vorgesehen, die Vorschubeinrichtung (11) so anzusteuern, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45) in Montagerichtung (26) ein linearer Zusammenhang besteht und die Soll-Position des Montagewerkzeugs (45) in Montagerichtung (26) so vorzugeben, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum automatisierten Durchführen eines Montageschritts in einem Aufzugschacht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatisierten Durchführen eines

Montageschritts in einem Aufzugschacht gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum automatisierten Durchführen eines Montageschritts in einem

Aufzugschacht gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Die WO 2017/016782 AI beschreibt eine Montagevorrichtung zur Durchführung eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage. Die

Montagevorrichtung weist eine mechatronische Installationskomponente in Form eines Industrieroboters auf. Die Installationskomponente ist dazu ausgelegt, einen

Montageschritt im Rahmen des Installationsvorgangs zumindest teilautomatisch auszuführen. Um automatisiert Bohrlöcher in eine Schachtwand des Aufzugschachts bohren zu können, kann an der Installationskomponente eine Bohrvorrichtung mit einem Bohrer angeordnet werden. Während des Bohrens wird die Bohrvorrichtung von der Installationskomponente in einer Montagerichtung in Richtung Schachtwand bewegt. Die Installationskomponente der WO 2017/016782 AI kann damit auch als eine

Vorschubeinrichtung bezeichnet werden.

Schachtwände von Aufzugschächten bestehen meist aus Beton, also aus einem inhomogenen Material, das Luftlöcher, Steine und Armierungen enthält. Der Vorschub während des Bohrens eines Bohrlochs in eine Schachtwand kann damit nicht immer gleich gross sein, er muss insbesondere geringer sein, wenn der Bohrer auf einen Stein oder eine Armierung im Beton trifft. Die Einstellung einer konstanten

Vorschubgeschwindigkeit während des Bohrens kann damit zu unzulässig hohen Vorschubkräften führen. Dem könnte abgeholfen werden, indem eine sehr geringe Vorschubgeschwindigkeit eingestellt wird. Dann würde das Bohren der Bohrlöcher allerdings sehr lange dauern.

Es wäre daher wünschenswert, wenn während des Bohrens die Vorschubkraft auf einen gewünschten Wert eingeregelt werden könnte. Um eine Regelung der Vorschubkraft realisieren zu können, müsste die Vorschubkraft gemessen werden. Dazu könnte ein Kraftsensor an der Vorschubeinrichtung oder der Bohrvorrichtung angeordnet werden. Dies hätte allerdings den Nachteil, dass eine zusätzliche Komponente notwendig wäre, die Kosten verursacht, Bauraum benötigt und zu Ausfällen der zusätzlichen Komponente führen kann. Darüber hinaus treten beim Bohren, insbesondere mit einem Bohrhammer Schläge und Beschleunigungen auf, die eine korrekte Kraftmessung erschweren können.

Beim Einschlagen eines Ankerbolzens in ein Bohrloch in einer Schachtwand eines Aufzugsschachts ergeben sich ähnliche Probleme wie beim beschriebenen Bohren eines Bohrlochs in eine Schachtwand eines Aufzugschachts.

Demgegenüber ist es insbesondere die Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige und robuste Vorrichtung und ein kostengünstiges und robustes Verfahren zum automatisierten Durchführen eines Montageschritts in einem Aufzugschacht vorzuschlagen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum automatisierten Durchführen eines

Montageschritts in einem Aufzugschacht verfügt über ein Montagewerkzeug und über eine Vorschubeinrichtung. Die Vorschubeinrichtung ist so ausgeführt und angeordnet, dass sie das Montagewerkzeug unter Aufbringung einer Vorschubkraft in einer

Montagerichtung insbesondere in Richtung Schachtwand bewegen kann.

Erfindungsgemäss verfügt die Vorrichtung über eine Steuerungseinrichtung, welche dazu vorgesehen ist, eine Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung zu ermitteln und eine Soll-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung vorzugeben. Sie ist ausserdem dazu vorgesehen, die Vorschubeinrichtung so anzusteuern, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des

Montagewerkzeugs in Montagerichtung ein linearer Zusammenhang besteht und die Soll- Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung so vorzugeben, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt. Die gewünschte Vorschubkraft wird damit über eine einfache Vorgabe der Soll-Position des Montagewerkzeugs eingestellt. Die

Steuerungseinrichtung kann dabei die für die gewünschte Vorschubkraft notwendige Soll- Position auf einfache Weise aus der Ist-Position des Montagewerkzeugs und dem genannten linearen Zusammenhang zwischen Vorschubkraft und Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung bestimmen. Der Steuerungseinrichtung liegen alle dafür notwendigen Informationen vor.

Die beschriebene Ausgestaltung der Steuerungseinrichtung ermöglicht damit eine Einstellung bzw. Regelung der Vorschubkraft ohne Verwendung eines Kraftsensors. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist damit besonders kostengünstig realisierbar und robust.

Unter einer automatisierten Durchführung eines Montageschritts soll hier verstanden werden, dass die Vorrichtung nach einer vorherigen Programmierung der

Steuerungseinrichtung und einer Aktivierung durch einen Bediener den Montageschritt selbsttätig ausführt. Es können beispielsweise Bohrlöcher in eine Schachtwand des Aufzugschachts gebohrt werden. Die Bohrlöcher dienen insbesondere zur Befestigung von so genanntem Schachtmaterial, beispielsweise so genannter Schienenbügel, mittels welcher Führungsschienen im Aufzugschacht fixiert werden können. Zur Befestigung des Schachtmaterials können insbesondere so genannte Ankerbolzen in die Bohrlöcher eingeschlagen werden. An dem nach dem Einschlagen aus dem Bohrloch herausragenden Teil weist ein Ankerbolzen ein Gewinde auf, auf das eine Mutter aufgeschraubt und so entsprechend beispielsweise ein Schienenbügel mit einem Durchgangsloch fixiert werden kann.

Das Montagewerkzeug kann insbesondere als eine Bohrvorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs und speziell als ein Bohrhammer ausgeführt sein, der über eine spezielle Halterung an der Vorschubeinrichtung befestigt ist.

Das Montagewerkzeug kann auch insbesondere als eine Einschlagvorrichtung zum Einschlagen eines Ankerbolzens ausgeführt sein. Die Einschlagvorrichtung kann dazu beispielsweise ähnlich wie ein Schlagbohrer ohne Drehantrieb ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass die Einschlagvorrichtung zwar einen Drehantrieb aufweist, aber ein Aufsatz der Einschlagvorrichtung eine auf ihn übertragende Drehbewegung nicht auf einen aufgesteckten Ankerbolzen überträgt.

Darüber hinaus sind weitere Montagewerkzeuge und damit die Durchführung weiterer Montageschritte durch die erfindungsgemässe Vorrichtung denkbar.

Die Vorschubeinrichtung verfügt über mindestens einen Aktor, insbesondere in Form eines Elektromotors, mittels welchem die Vorschubeinrichtung das Montagewerkzeug in Montagerichtung bewegen kann. Die Montagerichtung ist geradlinig und verläuft insbesondere senkrecht und in Richtung zur Schachtwand, in die das Bohrloch gebohrt oder der Ankerbolzen eingeschlagen werden soll. Die Vorschubeinrichtung drückt das Montagewerkzeug beim Durchführen des Montageschritts also mit der Vorschubkraft gegen die Schachtwand. Die Vorschubeinrichtung kann dabei die Vorschubkraft durch eine entsprechende Ansteuerung bzw. Regelung des Aktors oder der Aktoren einstellen bzw. einregeln.

Die Vorschubeinrichtung ist insbesondere als ein Industrieroboter mit mehreren Elektromotoren ausgeführt, an den über einen Schnellwechselanschluss verschiedene Werkzeuge bzw. Vorrichtungen angekoppelt werden können. Die Vorschubeinrichtung ist insbesondere entsprechend einer Installationskomponente der WO 2017/016782 AI ausgeführt. Die geradlinige Bewegung des Montagewerkzeugs in Montagerichtung wird in diesem Fall durch eine entsprechende Ansteuerung der verschiedenen Elektromotoren des Industrieroboters erreicht.

Es ist aber auch möglich, dass die Vorschubeinrichtung nur einen Aktor aufweist, der ausschliesslich eine Bewegung des Montagewerkzeugs in und entgegen der

Montagerichtung ermöglicht.

Die Steuerungseinrichtung der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Sie kann also aus nur einer einzigen Steuerungseinrichtung oder aus mehreren Steuerungseinrichtungen bestehen, die untereinander in

Kommunikationsverbindung stehen. Beispielsweise kann die Vorschubeinrichtung, also insbesondere der Industrieroboter eine eigene Steuerungseinrichtung aufweisen, die von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung Vorgaben übermittelt bekommt.

Die Steuerungseinrichtung ermittelt die Position des Montagewerkzeugs in

Montagerichtung insbesondere aus der oder den Positionen ihrer Aktoren. Dazu sind an den Aktoren absolute oder inkrementelle Positionssensoren angeordnet, die für die Regelung der Vorschubeinrichtung benötigt werden. Aus der Position der Aktoren kann auf die Position des Montagewerkzeugs geschlossen werden. Unter der Position des Montagewerkzeugs soll dabei die Position eines Bauteils des Montagewerkzeugs, also beispielsweise die Position einer Bohrerspitze oder eines Bohrfutters verstanden werden.

Die Steuerungseinrichtung gibt die Soll-Position des Montagewerkzeugs in

Montagerichtung vor. Bei einer mehrteiligen Ausführung der Steuerungseinrichtung erfolgt die Vorgabe insbesondere durch eine übergeordnete Steuerungseinrichtung, welche die Soll-Position an die Steuerungseinrichtung der Vorschubeinrichtung, also insbesondere des Industrieroboters übermittelt, welche die Soll-Position dann verarbeitet.

Die Steuerungseinrichtung steuert die Vorschubeinrichtung so an, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des

Montagewerkzeugs in Montagerichtung ein linearer Zusammenhang besteht. Eine Änderung der genannten Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des

Montagewerkzeugs in Montagerichtung führt damit zu einer proportionalen Änderung der Vorschubkraft. Die Vorschubkraft wird insbesondere mit steigender Differenz grösser. Insbesondere ist die Vorschubkraft proportional zur Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung. In diesem Fall reagiert die Vorschubeinrichtung, insbesondere der Industrieroboter wie eine Feder, wobei die genannte Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung als Auslenkung der Feder angesehen werden kann.

Diese Ansteuerung erfolgt insbesondere durch die Steuerungseinrichtung der

Vorschubeinrichtung, wobei diese Art der Ansteuerung als eine mögliche Betriebsart der Vorschubeinrichtung, also insbesondere des Industrieroboters integriert und aktivierbar ist. Diese Betriebsart wird bei einem Hersteller von Industrierobotern beispielsweise als SoftMove-Modus bezeichnet. Ist diese Betriebsart bzw. dieser Modus des

Industrieroboters aktiviert, so stellt die Steuerungseinrichtung des Industrieroboters automatisch eine Vorschubkraft proportional zur Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung ein.

Die Steuerungseinrichtung, also insbesondere eine übergeordnete Steuerungseinrichtung gibt die Soll-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung so vor, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt. Die gewünschte Vorschubkraft kann insbesondere zwischen 5 und 200 N betragen, also beispielsweise 50 N. Die Steuerungseinrichtung kennt den linearen Zusammenhang zwischen der Vorschubkraft F D in [N] und der Differenz d in [mm] zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung, also beispielsweise

F D = 10 N/mm* d.

Daraus bestimmt die Steuerungseinrichtung die für die gewünschte Vorschubkraft F D erforderliche Differenz d, hier in diesem Beispiel also 5 mm.

Ausgehend von der Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung kann die Steuerungseinrichtung damit sehr einfach die erforderliche Soll-Position des

Montagewerkzeugs in Montagerichtung bestimmen und vorgeben.

Damit kann sehr einfach ein gewünschter Verlauf der Vorschubkraft eingestellt werden. Beispielsweise kann eine konstante Vorschubkraft eingestellt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, die Soll- Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung so vorzugeben, dass sich eine zumindest abschnittsweise konstante, festlegbare Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung ergibt. Damit ergibt sich eine zumindest abschnittsweise konstante Vorschubkraft, was ein besonders effektives Bohren von Bohrlöchern ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Vorschubeinrichtung und Montagewerkzeug ein Dämpfer angeordnet. Der Dämpfer dämpft beim Bohren der Bohrlöcher oder beim Einschlagen der Ankerbolzen auftretende Schläge und Vibrationen, was zum einen die Vorschubeinrichtung vor Beschädigungen schützt und ausserdem eine genaue Einstellung der Vorschubkraft ermöglicht. Der Dämpfer weist insbesondere einen oder mehrere Gummipuffer auf.

Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum automatisierten

Durchführen eines Montageschritts in einem Aufzugschacht gelöst. Beim

erfindungsgemässen Verfahren wird ein Montagewerkzeug von einer

Vorschubeinrichtung unter Aufbringung einer Vorschubkraft in einer Montagerichtung bewegt. Erfindungsgemäss wird eine Ist-Position des Montagewerkzeugs in

Montagerichtung ermittelt und eine Soll-Position des Montagewerkzeugs in

Montagerichtung vorgegeben. Die Vorschubkraft wird so eingestellt, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des

Montagewerkzeugs in Montagerichtung ein linearer Zusammenhang besteht und die Soll- Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung wird so vorgegeben, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt.

In Ausgestaltung der Erfindung wird die Soll-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung so vorgegeben, dass sich eine zumindest abschnittsweise konstante, festlegbare Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung ergibt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorschubkraft proportional zur Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs in Montagerichtung.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Montageschritt als ein Bohren eines Bohrlochs mit einem Bohrer in eine Schachtwand des Aufzugschachts ausgeführt.

Das Bohren des Bohrlochs wird zunächst in einem Normalmodus durchgeführt, in dem die Soll-Position des Bohrers und die Vorschubkraft gemäss dem oben beschriebenen Verfahren eingestellt wird. Wenn ein Auftreffen des Bohrers auf eine Armierung erkannt wird, wird zumindest zeitweise in einen Armierungsmodus gewechselt. Das Auftreffen des Bohrers auf eine Armierung kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass ein Betätigungsstrom des Montagewerkzeugs einen Schwellwert überschreitet. Es kann beispielsweise auch dadurch festgestellt werden, dass ein Vorschub kleiner als ein Grenzwert ist. Darüber hinaus sind weitere Möglichkeiten zum Erkennen eines

Auftreffens des Bohrers auf eine Armierung denkbar.

Es wird grundsätzlich versucht, das Bohrloch so zu bohren, dass der Bohrer nicht auf eine Armierung trifft. Entsprechende Verfahren sind in der WO 2017/016782 AI beschrieben. Es kann aber dennoch vorkommen, dass der Bohrer auf eine Armierung trifft und das Bohrloch fertig gebohrt werden muss. Wenn dann der Normalmodus beibehalten würde, könnte es schnell zu einer Beschädigung des Bohrers, beispielsweise durch Überhitzung kommen. Der Armierungsmodus kann so gewählt sein, dass Beschädigungen des Bohrers weitgehend vermieden werden, das Bohrloch dennoch fertig gebohrt werden kann. Der beschriebene Wechsel in einen Armierungsmodus ist unabhängig von der

Ausgestaltung des Normalmodus durchführbar und vorteilhaft. Die Vorgabe der

Vorschubkraft und/oder des Vorschubs des Montagewerkzeugs kann damit auch auf eine andere Weise als oben beschrieben erfolgen.

Im Armierungsmodus kann insbesondere zwischen einer Bohrphase und einer

Abkühlphase gewechselt werden. In der Bohrphase kann die Vorschubkraft und/oder der Vorschub des Montagewerkzeugs wie in der Normalphase erfolgen. Es ist aber auch eine geringere Vorschubkraft und/oder ein geringerer Vorschub des Montagewerkzeugs denkbar. In der Abkühlphase wird der Bohrer nicht gegen die Armierung gedrückt, so dass sich der Bohrer abkühlen kann. Zu Beginn der Abkühlphase kann der Bohrer auch ein Stück zurück oder ganz aus dem Bohrloch herausgezogen werden. Die Bohrphase dauert beispielsweise nur einige Sekunden, insbesondere 5 - 20 Sekunden. Die

Abkühlphase dauert insbesondere länger als die Bohrphase, beispielsweise 15- 100 Sekunden. Die Zeiten können auch kürzer oder länger sein, wobei insbesondere das Verhältnis zwischen Bohren und Kühlen ungefähr gleich bleibt. Beispielsweise muss für 1 Sekunde Bohren ca. 3 - 5 Sekunden gekühlt werden.

Der Bohrer kann, insbesondere in der Abkühlphase, aktiv gekühlt werden. Dazu kann er beispielsweise aus dem Bohrloch herausgezogen und mit einem Luftstrahl, insbesondere Pressluft, beaufschlagt werden. Der Bohrer kann auch als ein innen gekühlter Bohrer ausgeführt sein, dem laufend oder nur in Abkühlphasen Kühlfluid, insbesondere Pressluft zugeführt wird. Die aktive Kühlung ermöglicht eine besonders effektive Kühlung des Bohrers und damit einen effektiven Schutz vor Überhitzung.

Sobald die Armierung durchgebohrt wurde, was insbesondere anhand des

Betätigungsstroms des Montagewerkzeugs oder des Vorschubs festgestellt werden kann, wird wieder in den Normalmodus gewechselt.

Wenn ein Bohrer auf eine Armierung trifft, kann es auch dazu kommen, dass der Bohrer stecken bleibt und nicht mehr ohne weiteres aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Um ein Steckenbleiben zu verhindern, kann der Bohrer beim Erkennen eines Auftreffens auf eine Armierung als erste Massnahme ein Stück aus dem Bohrloch herausgezogen werden. Falls es dennoch zu einem Steckenbleiben des Bohrers kommt, kann eine Drehrichtung des Bohrers umgekehrt werden, um so ein Entfernen aus dem Bohrloch zu ermöglichen. Ausserdem kann als eine Vorsichtsmassnahme ein Bohrer, der auf eine Armierung getroffen ist oder eine Armierung durchgebohrt hat, vor dem Bohren eines neuen Bohrlochs durch einen anderen, insbesondere neuen Bohrer ersetzt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Montageschritt als ein Einschlagen eines

Ankerbolzens in ein Bohrloch in einer Schachtwand des Aufzugschachts ausgeführt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum automatisierten Bohren von Bohrlöchern in eine

Schachtwand eines Aufzugschachts und

Fig. 2 eine Einschlagvorrichtung zum Einschlagen eines Ankerbolzens in ein

Bohrloch in einer Schachtwand des Aufzugschachts.

Gemäss Fig. 1 verfügt eine Vorrichtung 10 zum automatisierten Bohren von Bohrlöchern über eine Vorschubeinrichtung in Form eines Industrieroboters 11 , welcher in dieser vereinfachten Darstellung nur zwei Gelenke 12 aufweist. Der Industrieroboter 11 wird von einer Steuerungseinrichtung in Form einer Robotersteuerung 13 angesteuert, so dass er verschiedene Positionen geregelt anfahren und vorgegebene Bewegungen, insbesondere auch geradlinige Bewegungen ausführen kann. Der Aufbau und die Funktionsweise von Industrierobotern und Robotersteuerungen sind allgemein bekannt, so dass hier nicht weiter auf sie eingegangen wird. Die Vorrichtung 10 kann

beispielsweise an einer Trägerkomponente einer Montagevorrichtung gemäss der WO 2017/016782 AI angeordnet sein.

Am Industrieroboter 11 ist ein roboterseitiger, erster Schnellwechselanschluss 14 eines Schnellwechselsystems angeordnet, das mit einem werkzeugseitigen, zweiten

Schnellwechselanschluss 15 zusammenwirkt. Der zweite Schnellwechselanschluss 15 ist hauptsächlich hohlzylinderförmig ausgeführt und verfügt über eine innen umlaufende Nut 16, in die über einen nicht näher dargestellten Käfig am ersten Schnellwechselanschluss 14 verbundene Kugeln 17 eingreifen können. Der erste Schnellwechselanschluss 14 weist ausserdem einen druckluftbetätigten Stempel 18 auf, der in Richtung zweiter

Schnellwechselanschluss 15 ausgefahren und in die Gegenrichtung eingefahren werden kann. Beim Ausfahren in Richtung zweitem Schnellwechselanschluss 15 werden die Kugeln 17 in die Nut 16 des zweiten Schnellwechselanschlusses 15 gedrückt und so eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Schnellwechselanschlüssen 14, 15 und damit zwischen dem Roboterarm 11 und dem zweiten Schnellwechselanschluss 15 hergestellt.

Soll die Verbindung wieder gelöst werden, wird der Stempel 18 wieder eingefahren und die Kugeln 17 können wieder nach innen bewegt werden und die Nut 16 verlassen. Der Industrieroboter 11 kann dann vom zweiten Schnellwechselanschluss 15 wegbewegt und von ihm getrennt werden. Das beschriebene Verbinden und Lösen kann voll automatisch ohne den manuellen Eingriff eines Werkers oder Monteurs erfolgen.

Zwischen dem zweiten Schnellwechselanschluss 15 und einer Bohrvorrichtung in Form eines Schlagbohrers 45 mit einem Bohrer 47 ist ein Dämpfer 32 angeordnet. Der Dämpfer 32 verfügt über insgesamt sechs gleichmässig verteilte Gummipuffer 33. Der Dämpfer 32 weist eine Führung 39 auf, welche eine Verformung der Gummipuffer 33 quer zu einer Montagerichtung 26 verhindert. Der Schlagbohrer 45 kann als ein Montagewerkzeug angesehen werden.

Der Dämpfer 32 ist auf der dem zweiten Schnellwechselanschluss 15 gegenüberliegenden Seite fest mit einem Adapterelement 43 verbunden. Das Adapterelement 43 verfügt über eine nicht dargestellte Innenkontur, die korrespondierend zu einem Haltegriff 44 des Schlagbohrers 45 ausgeführt ist. Das Adapterelement 43 kann geöffnet und nach dem Einbringen des Schlagbohrers 45 wieder geschlossen werden. Der Schlagbohrer 45 kann damit mit dem Adapterelement 43 bewegungsfest gekoppelt werden, es ist aber auch ein Wechsel des Schlagbohrers möglich. Der Dämpfer 32 ist im Kraftfluss zwischen

Schlagbohrer 45 und dem zweiten Schnellwechselanschlusses 15 angeordnet.

Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung keinen Dämpfer aufweist und/oder dass eine speziell angepasste Bohrvorrichtung mit dem zweiten Schnellwechselverschluss verbunden ist.

In einem Bohrfutter 46 des Schlagbohrers 45 ist der in Montagerichtung 26 ausgerichtete Bohrer 47 aufgenommen. Mittels des Schlagbohrers 45 und dem Bohrer 47 kann ein Bohrloch 48 in eine Schachtwand 49 eines Aufzugschachts 50 gebohrt werden. In dieses Bohrloch 48 kann in einem späteren Arbeitsschritt eine Schraube eingedreht und damit beispielsweise ein Schienenbügel an der Schachtwand 49 fixiert werden. Zur

Gewährleistung der Stabilität der Schachtwand 49 weist die Schachtwand 49

Armierungen 52 in Form von Metallstäben auf.

Zum Bohren eines Bohrlochs 48 in die Schachtwand 49 wird der Schlagbohrer 45 zuerst vom Industrieroboter 11 an die richtige Position und anschliessend in Montagerichtung 26, also in einer geradlinigen Bewegung in Richtung Schachtwand 49 bewegt. Die Information über die richtige Position erhält die Robotersteuerung 13 von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung 21. Die Robotersteuerung 13 und die

übergeordnete Steuerungseinrichtung 21 bilden damit zusammen eine

Steuerungseinrichtung 22 der Vorrichtung 10. Die Position wird insbesondere so bestimmt, dass der Bohrer 47 nicht auf eine Armierung 52 trifft. Anschliessend aktiviert die übergeordnete Steuerungseinrichtung 21 in der Robotersteuerung 13 einen speziellen Betriebsmodus, in dem eine Vorschubkraft des Industrieroboters 11 in Montagerichtung 26 proportional zu einer Differenz zwischen einer Soll-Position und einer Ist-Position des Schlagbohrers 45 in Montagerichtung 26 ist. Als Referenzpunkt kann beispielsweise die Position des Bohrfutters 46 verwendet werden. Die Robotersteuerung 26 bestimmt die Ist-Position des Schlagbohrers 45 aus den Stellungen bzw. Positionen der Gelenke 12 und der ihr bekannten relativen Position des Schlagbohrers 45 zum Industrieroboter 11 und sendet diese Ist-Position an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 21. Die Soll- Position des Schlagbohrers 45 wird der Robotersteuerung 13 von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 21 so vorgegeben, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft vom Industrieroboter 11 auf den Schlagbohrer 45 in Montagerichtung 26 in Richtung Schachtwand 49 ergibt.

Die gewünschte Vorschubkraft kann insbesondere zwischen 5 und 200 N betragen, also beispielsweise konstant 50 N. In der übergeordneten Steuerungseinrichtung 21 ist der lineare Zusammenhang zwischen der Vorschubkraft F D in [N] und der Differenz d in [mm] zwischen Soll-Position und Ist-Position des Schlagbohrers 45 in Montagerichtung 26 abgelegt, also beispielsweise

F D = 10 N/mm* d.

Daraus bestimmt die übergeordnete Steuerungseinrichtung 21 die für die gewünschte Vorschubkraft F D erforderliche Differenz d, hier in diesem Beispiel also 5 mm.

Ausgehend von der Ist-Position des Schlagbohrers 45, welche die übergeordnete

Steuerungseinrichtung 21 von der Robotersteuerung 13 übermittelt bekommt, kann sie damit die für die gewünschte Vorschubkraft notwendige Soll-Position des Schlagbohrers 45 bestimmen und der Robotersteuerung 13 vorgeben. Diese Art der Ansteuerung des Schlagbohrers 45 wird als ein Normalmodus bezeichnet.

Die übergeordnete Steuerungseinrichtung 21 gibt damit der Robotersteuerung 13 die Soll- Position des Schlagbohrers 45 so vor, dass sich eine konstante Differenz zwischen Soll- Position und Ist-Position des Schlagbohrers 45 in Montagerichtung 26 ergibt.

Neben einer konstanten Vorschubkraft sind auch andere Verläufe der Vorschubkraft, beispielsweise abschnittsweise konstante Vorschubkräfte denkbar.

Sobald das Bohrloch 48 eine erforderliche Tiefe erreicht hat, wird die Bewegung des Schlagbohrers 45 in Montagerichtung 26 angehalten und anschliessend der Schlagbohrer 45 entgegen der Montagerichtung 26 bewegt, also der Bohrer 47 aus dem Bohrloch 48 herausgezogen. Damit ist das Bohren des Bohrlochs 48 abgeschlossen und es kann beispielsweise ein weiteres Bohrloch in die Schachtwand 49 gebohrt werden.

Falls der Bohrer 47 beim Bohren des Bohrlochs 48 auf eine Armierung 52 trifft, wird von der Steuerungseinrichtung 21 in einen Armierungsmodus gewechselt. Das Auftreffen auf eine Armierung 52 wird beispielsweise dadurch erkannt, dass ein Betätigungsstrom des Schlagbohrers 45 einen Schwellwert überschreitet.

Im Armierungsmodus wechseln sich eine Bohrphase und eine Abkühlphase gegenseitig ab. In der Bohrphase wird die Soll-Position des Schlagbohrers 45 wie oben beschrieben vorgegeben. In der Abkühlphase wird der Bohrer 47 ein Stück aus dem Bohrloch 48 herausgezogen. Der Bohrer 47 kann auch vollständig aus dem Bohrloch 48

herausgezogen und als aktive Kühlung mit Pressluft beaufschlagt werden.

Sobald der Betätigungsstrom des Schlagbohrers 45 in der Bohrphase wieder kleiner als ein Grenzwert ist, wird wieder in den Normalmodus gewechselt.

Nach dem beschriebenen Bohren des Bohrlochs 48 kann der Industrieroboter 11 den Schlagbohrer 45 in einer nicht dargestellten Halterung abstellen und über den ersten Schnellwechselanschluss 14 ein anderes Montagewerkzeug, beispielsweise eine in Fig. 2 dargestellte Einschlagvorrichtung 145 zum Einschlagen eines Ankerbolzens in ein Bohrloch. Die Einschlagvorrichtung 145 ist grundsätzlich wie ein Schlagbohrer aufgebaut, der aber einen, in einem Futter 146 aufgenommenen Aufsatz 147 nicht in eine Drehung versetzt, sondern lediglich in eine Montagerichtung 126 in Richtung

Schachtwand 49 schlägt.

Der Aufsatz 147 verfügt über eine nicht näher dargestellte Aufnahme in Form einer Ausnehmung, in die ein Ankerbolzen 151 aufgenommen ist. Der Aufsatz 147 und der Ankerbolzen 151 sind dabei in Montagerichtung 126 ausgerichtet. In der Aufnahme des Aufsatzes 147 kann ein Magnet angeordnet sein, der das Aufnehmen und das Halten des Ankerbolzens 151 erleichtert.

Das Einschlagen des Ankerbolzens 151 in das Bohrloch 48 erfolgt dabei analog zum oben beschriebenen Bohren des Bohrlochs mit dem Schlagbohrer 45.

Abschließend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend",„umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum automatisierten Durchführen eines Montageschritts in einem Aufzugschacht (50), mit

- einem Montagewerkzeug (45, 145) und

- einer Vorschubeinrichtung (11),

wobei die Vorschubeinrichtung (11) so ausgeführt und angeordnet ist, dass sie das Montagewerkzeug (45, 145) unter Aufbringung einer Vorschubkraft in einer

Montagerichtung (26, 126) bewegen kann,

gekennzeichnet durch

eine Steuerungseinrichtung (22), welche dazu vorgesehen ist,

- eine Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) zu ermitteln,

- eine Soll-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) vorzugeben,

- die Vorschubeinrichtung (11) so anzusteuern, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des

Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ein linearer Zusammenhang besteht und

- die Soll-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) so vorzugeben, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuerungseinrichtung (22) dazu vorgesehen ist, die Soll-Position des

Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) so vorzugeben, dass sich eine zumindest abschnittsweise konstante, festlegbare Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ergibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuerungseinrichtung (22) dazu vorgesehen ist, die Vorschubeinrichtung (11) so anzusteuern, dass die Vorschubkraft proportional zur Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorschubeinrichtung (11) als ein Industrieroboter (11) ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen Vorschubeinrichtung (11) und Montagewerkzeug (45, 145) ein Dämpfer (32) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Montagewerkzeug (45) als eine Bohrvorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs (48) in einer Schachtwand (49) des Aufzugschachts (50) ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Montagewerkzeug (145) als eine Einschlagvorrichtung zum Einschlagen eines Ankerbolzens (151) in ein Bohrloch (48) in einer Schachtwand (49) des Aufzugschachts (50) ausgeführt ist.

8. Verfahren zum automatisierten Durchführen eines Montageschritts in einem

Aufzugschacht (50), bei welchem ein Montagewerkzeug (45, 145) von einer

Vorschubeinrichtung (11) unter Aufbringung einer Vorschubkraft in einer

Montagerichtung (26, 126) bewegt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ermittelt wird,

- eine Soll-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) vorgegeben wird,

- die Vorschubkraft so eingestellt wird, dass zwischen der Vorschubkraft und einer Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ein linearer Zusammenhang besteht und

- die Soll-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) so vorgegeben wird, dass sich eine gewünschte Vorschubkraft ergibt.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Soll-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) so vorgegeben wird, dass sich eine zumindest abschnittsweise konstante, festlegbare Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ergibt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorschubkraft proportional zur Differenz zwischen Soll-Position und Ist-Position des Montagewerkzeugs (45, 145) in Montagerichtung (26, 126) ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Montageschritt als ein Bohren eines Bohrlochs (48) mit einem Bohrer (47) in eine Schachtwand (49) des Aufzugschachts (50) ausgeführt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bohren des Bohrlochs (48) zunächst in einem Normalmodus durchgeführt wird und wenn ein Auftreffen des Bohrers (47) auf eine Armierung (52) erkannt wird, zumindest zeitweise in einen Armierungsmodus gewechselt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Armierungsmodus zwischen einer Bohrphase und einer Abkühlphase gewechselt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Bohrer (47) aktiv gekühlt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Montageschritt als ein Einschlagen eines Ankerbolzens (151) in ein Bohrloch (48) in einer Schachtwand (49) des Aufzugschachts (50) ausgeführt ist.