DE102022212892B3 - Electrical assembly tool and method for carrying out a work program with an electrical assembly tool - Google Patents
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Abstract
Es ist ein elektrisches Montagewerkzeug mit einem Werkzeuggehäuse und einem über eine Universalschnittstelle ankoppelbaren Abtrieb, das insbesondere handgeführt ist, und ein Verfahren zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes mit einem, insbesondere handgeführten, Montagewerkzeug bereitgestellt. Das umfasst mindestens ein Erfassungsmodul, das zur Erfassung des am Werkzeuggehäuse angekoppelten Abtriebs ausgestattet ist, und eine Auswerteeinheit, die ausgestaltet ist zum Auswerten eines Ergebnisses des mindestens einen Erfassungsmoduls in Hinblick auf die Eignung des Abtriebs bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes, wobei die Auswerteeinheit ausgestaltet ist, in mindestens einem Ergebnis des Erfassungsmoduls den Abtrieb zu identifizieren und das Auswerteergebnis für die auszuführende Aktion und/oder das auszuführende Arbeitsprogramm zu verwenden.An electric assembly tool with a tool housing and an output that can be coupled via a universal interface, which is in particular hand-held, and a method for carrying out a work program with an assembly tool, in particular a hand-held tool, are provided. This comprises at least one detection module that is equipped to detect the output coupled to the tool housing, and an evaluation unit that is designed to evaluate a result of the at least one detection module with regard to the suitability of the output with regard to carrying out a work program, wherein the evaluation unit is designed to identify the output in at least one result of the detection module and to use the evaluation result for the action to be carried out and/or the work program to be carried out.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Montagewerkzeug mit einem Werkzeuggehäuse und einem über eine Universalschnittstelle an das Werkzeuggehäuse ankoppelbaren Abtrieb, das insbesondere handgeführt ist, und ein Verfahren zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes mit einem, insbesondere handgeführten, Montagewerkzeug.The present invention relates to an electric assembly tool with a tool housing and an output that can be coupled to the tool housing via a universal interface, which is in particular hand-held, and a method for carrying out a work program with an assembly tool, in particular a hand-held one.
Elektrische Montagewerkzeuge werden zur Bearbeitung von Werkstücken verwendet, um beispielsweise ein Bauteil an einem weiteren Bauteil zu befestigen, zwei Werkstücke voneinander zu lösen oder eine Öffnung in einem Bauteil oder einem Bauteil herzustellen.Electric assembly tools are used to machine workpieces, for example to attach one component to another, to separate two workpieces from each other or to create an opening in a component or a part.
Bei der industriellen Bearbeitung von Gegenständen in einer industriellen Anlage werden oft die gleichen Werkstücke oder Bauteile nacheinander mit denselben Bearbeitungsvorgängen bearbeitet. Beispielsweise sind bei der Serienproduktion von Fahrzeugen für jedes einzelne Fahrzeug zwei Bauteile an mehr als einer Schraubstelle miteinander zu verschrauben. Je nach Schraubaufgabe ist zudem eine vorbestimmte Reihenfolge für die Bearbeitung der verschiedenen Schraubstellen einzuhalten. Die zwei Bauteile werden dabei für jedes einzelne Fahrzeug entweder mittels einer Transporteinrichtung an mindestens einem Bearbeiter vorbeitransportiert oder ein Bearbeiter bewegt sich der Reihe nach zu den Bauteilen, um dieselben Verschraubungen auszuführen. Der Bearbeiter soll dann in möglichst kurzer Zeit an dem Bauteil oder den Bauteilen die Bearbeitungen ausführen, die jeweils gefordert sind. Hinzu kommt, dass es je nach industrieller Anlage und aufgrund der immer größer werdenden Variantenvielfalt von produzierten Gegenständen möglich ist, dass sich die einzelnen Bauteile, die nacheinander von dem Bearbeiter zu bearbeiten sind, voneinander unterscheiden und somit verschiedene Bearbeitungsvorgänge an den aufeinanderfolgenden Bauteilen auszuführen sind. Je nach Bearbeitungsvorgang liegen mitunter unterschiedliche Platzverhältnisse vor, sodass das Montagewerkzeug nur in einer bestimmten Position gehalten werden kann. Deshalb werden derartige Montagewerkzeuge mit Universalschnittstelle verwendet, um die unterschiedlichen Bearbeitungsvorgänge auch in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Raumes mit dem jeweiligen für das Arbeitsprogramm erforderlichen Abtrieb durchzuführen.When processing objects industrially in an industrial plant, the same workpieces or components are often processed one after the other using the same processing operations. For example, in the series production of vehicles, two components for each individual vehicle have to be screwed together at more than one screwing point. Depending on the screwing task, a predetermined sequence for processing the various screwing points must also be observed. For each individual vehicle, the two components are either transported past at least one processor using a transport device, or a processor moves to the components one after the other to carry out the same screwing. The processor must then carry out the processing required on the component or components in the shortest possible time. In addition, depending on the industrial plant and due to the ever-increasing variety of objects produced, it is possible that the individual components that have to be processed one after the other by the processor differ from one another and that different processing operations have to be carried out on the successive components. Depending on the processing operation, there may be different space conditions, so that the assembly tool can only be held in a certain position. For this reason, such assembly tools with a universal interface are used to carry out the various machining operations, depending on the space available, with the respective output required for the work program.
Problematisch ist jedoch, wenn für ein bestimmtes Arbeitsprogramm der falsche Abtrieb vom Benutzer aufgesteckt wird. Dem Bearbeiter des Bauteils oder Benutzer des Werkzeugs steht in der Regel wenig Zeit für einen Abtriebswechsel zur Verfügung, dennoch muss der Bearbeiter möglichst fehlerlos arbeiten. Nur so können die geforderten Qualitätsanforderungen erfüllt werden und der Ausschuss minimiert werden. Wenn der Abtrieb nicht zum Arbeitsprogramm passt, sind die Bauteile nicht entsprechend der Qualitätsanforderungen bearbeitet und damit Ausschuss.However, it is problematic if the user attaches the wrong output for a specific work program. The person processing the component or using the tool usually has little time to change the output, but the operator must still work as error-free as possible. This is the only way to meet the required quality requirements and minimize waste. If the output does not match the work program, the components are not processed in accordance with the quality requirements and are therefore waste.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Montagewerkzeug und ein Verfahren zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes mit einem derartigen Montagewerkzeug bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen ein Montagewerkzeug und ein Verfahren zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes mit einem Montagewerkzeug bereitgestellt werden, mit welchen mehrere Bearbeitungsvorgänge bei einer Variantenvielfalt der an das Montagewerkzeug ankoppelbaren Abtriebe für die nacheinander zu bearbeitenden Bearbeitungsvorgänge an den verschiedenen Bauteilen in der vorgegebenen Zeit prozesssicher abarbeitbar sind.It is therefore the object of the present invention to provide an electric assembly tool and a method for carrying out a work program with such an assembly tool, with which the aforementioned problems can be solved. In particular, an assembly tool and a method for carrying out a work program with an assembly tool are to be provided, with which several machining processes can be reliably carried out in the specified time with a variety of variants of the drives that can be coupled to the assembly tool for the machining processes to be carried out one after the other on the various components.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Montagewerkzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by an electrical assembly tool according to claim 1 and a method according to claim 10.
Das elektrische Montagewerkzeug weist ein Werkzeuggehäuse und einen Abtrieb, der mit dem Werkzeuggehäuse über eine Universal-Koppelschnittstelle koppelbar ist, auf. Das elektrische Montagewerkzeug hat mindestens ein Erfassungsmodul, das zur Erfassung des am Werkzeuggehäuse angekoppelten Abtriebs ausgestattet ist, und eine Auswerteeinheit, die ausgestaltet ist zum Auswerten eines Ergebnisses des mindestens einen Erfassungsmoduls in Hinblick auf die Eignung des Abtriebs bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes, wobei die Auswerteeinheit ausgestaltet ist, in mindestens einem Ergebnis des Erfassungsmoduls den Abtrieb zu identifizieren und das Auswerteergebnis für die auszuführende Aktion und/oder das auszuführende Arbeitsprogramm zu verwenden.The electric assembly tool has a tool housing and an output that can be coupled to the tool housing via a universal coupling interface. The electric assembly tool The tool has at least one detection module that is equipped to detect the output coupled to the tool housing, and an evaluation unit that is designed to evaluate a result of the at least one detection module with regard to the suitability of the output with regard to the execution of a work program, wherein the evaluation unit is designed to identify the output in at least one result of the detection module and to use the evaluation result for the action to be carried out and/or the work program to be carried out.
Mit dem Werkzeug wird eine Erkennung des Abtriebs und die Prüfung auf Eignung für ein bestimmtes Arbeitsprogramm möglich, ohne dass zusätzliche Kennungen wie bspw. Codierungen, Markierungen an den Abtrieben angebracht werden müssen, bzw die Koppelschnittstelle nicht derart ausgeführt sein muss, dass nur nach Schlüssel-Schloss-Prinzip der passende Abtrieb verwendet werden kann. Dadurch können durch den Benutzer verursachte Fehler in Bezug auf die Auswahl der Abtriebe eliminiert werden.The tool makes it possible to identify the output and check its suitability for a specific work program without having to add additional identifiers such as codes or markings to the outputs, or without the coupling interface having to be designed in such a way that the appropriate output can only be used according to the key-lock principle. This eliminates errors caused by the user in relation to the selection of the outputs.
Die Auswerteeinheit ist derart ausgestaltet, dass sie, basierend auf dem Ergebnis des Erfassungsmoduls, den angekoppelten Abtrieb identifizieren kann und so die Eignung des angekoppelten Abtriebs in Hinblick auf die Durchführung eines Arbeitsprogrammes überprüfen kann. Wenn der für das auszuführende Arbeitsprogramm erforderliche Abtrieb ausgewählt und angekoppelt wurde, kann die Auswerteeinheit die Durchführung des Arbeitsprogrammes freigeben. Die Erkennung des Abtriebs kann bspw. bei einer erstmaligen Inbetriebnahme, bei jedem Einschalten oder vor jedem Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden. Damit ist sichergestellt, dass das Montagewerkzeug nur mit dem für das Arbeitsprogramm vorgesehenen Abtrieb betrieben wird und dass das Montagewerkzeug in Abhängigkeit des Abtriebes mit bestimmten Konfigurationen betrieben wird.The evaluation unit is designed in such a way that, based on the result of the acquisition module, it can identify the coupled output and thus check the suitability of the coupled output with regard to the execution of a work program. If the output required for the work program to be executed has been selected and coupled, the evaluation unit can enable the execution of the work program. The output can be identified, for example, when the device is put into operation for the first time, each time it is switched on or before each machining process. This ensures that the assembly tool is only operated with the output intended for the work program and that the assembly tool is operated with certain configurations depending on the output.
Das Montagewerkzeug ist jedoch für Bearbeitungsvorgänge sperrbar, wenn der angekoppelte Abtrieb hierfür nicht geeignet ist. Damit ist dem Benutzer des Montagewerkzeugs signalisierbar, dass der falsche Abtrieb gewählt wurde.However, the assembly tool can be locked for machining operations if the connected output is not suitable for this purpose. This signals to the user of the assembly tool that the wrong output has been selected.
Der Benutzer des Werkzeugs wird somit sehr sicher auf die auszuführenden Arbeitsschritte hingewiesen. Dadurch ist eine verbesserte Kommunikation zwischen Mensch und Maschine bzw. Werkzeug realisiert. Dies trägt dazu bei, Fehler bei der Durchführung von Behandlungsabläufen mit dem Werkzeug zu minimieren. Dies führt zu weniger Ausschuss in der Herstellung von Gegenständen aus den Bauteilen.The user of the tool is thus very reliably informed of the work steps to be carried out. This improves communication between man and machine or tool. This helps to minimize errors when carrying out treatment processes with the tool. This leads to less waste in the manufacture of objects from the components.
Aufgrund der beschriebenen Eigenschaften des Montagewerkzeugs lassen sich auch die Kosten für die Einarbeitung deutlich senken. Zudem wird die Fehlerquote durch neues Personal in der Fertigung deutlich gesenkt.Due to the described properties of the assembly tool, the costs for training can also be significantly reduced. In addition, the error rate caused by new personnel in production is significantly reduced.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Werkzeugs sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further embodiments of the tool are specified in the dependent claims.
In einer Ausgestaltung sind das mindestens eine Erfassungsergebnis des mindestens einen Erfassungsmoduls zweidimensionale Koordinaten des Abtriebs.In one embodiment, the at least one detection result of the at least one detection module is two-dimensional coordinates of the output.
Möglicherweise ist das mindestens eine Erfassungsmodul eine Kamera.Possibly at least one detection module is a camera.
Zusätzlich oder alternativ ist das mindestens eine Erfassungsmodul eine Kamera, die eine bis zu halbkugelförmige Erfassungscharakteristik hat. Alternativ hat das Erfassungsmodul mindestens zwei Kameras, die um einen vorbestimmten Winkel versetzt am Werkzeug angeordnet sind. Damit kann das Erfassungsergebnis dreidimensionale Koordinaten umfassen. Vorteilhaft können dann ähnlich ausgeführte Abtriebe sicher unterschieden werden.Additionally or alternatively, the at least one detection module is a camera that has a detection characteristic that is up to hemispherical. Alternatively, the detection module has at least two cameras that are arranged on the tool offset by a predetermined angle. The detection result can therefore include three-dimensional coordinates. Advantageously, similarly designed drives can then be reliably distinguished.
Das Erfassungsmodul kann ab Inbetriebnahme funktionieren, es kann aber bspw. auch durch eine am Montagewerkzeug angeordnete Auslösevorrichtung geschaltet werden. Sobald diese geschaltet ist, wird der Abtrieb identifiziert.The detection module can work from the moment it is put into operation, but it can also be switched, for example, by a triggering device arranged on the assembly tool. As soon as this is switched, the output is identified.
Die Auswerteeinheit kann zur Ermittlung und Ausgabe ihres Auswerteergebnisses in Echtzeit ausgestaltet sein.The evaluation unit can be designed to determine and output its evaluation results in real time.
Denkbar ist, dass das Werkzeug zudem eine Speichereinheit zur Speicherung von Daten in Bezug auf Abtriebe in einer Datenbank aufweist. Die für das Montagewerkzeug einsetzbaren Abtriebe unterscheiden sich sowohl in der Art des Abtriebes, bspw. Winkelkopf- oder Geradabtrieb bei Schraubern, als auch in der Baugröße, im Kraftabtrieb und in Arbeitsprogramm-relevanten Merkmalen wie bspw. Übersetzung und Wirkungsgrad bei Schraubern. Die Datenbank als Referenzquelle bzw. als Abtriebsbibliothek und umfasst an das Montagewerkzeug ankoppelbare Abtriebe und kann ergänzt werden durch Einteachen weiterer Abtriebstypen, da die Anzahl und Varianz der Abtriebe stetig steigen. Es ist auch möglich, den Abtrieb neben der Form anhand von der Farbe zu identifizieren. Weitere Merkmale zur Identifizierung des Abtriebs können sein, eine oder mehrere Farbmarkierungen, Codierungen (Bar- oder QR-Code), Beschriftungen, Vertiefungen im Abtrieb in bspw. Rillenform. Erkennungsmerkmale können auch am Abtrieb angebaut sein, bspw. ein Typenschild oder eine Fahne. Denkbar ist auch, dass der Abtrieb über eine Klemm- bzw. Befestigungs-, oder Kopplungsvorrichtung zur Ankopplung an das Montagewerkzeug identifizierbar ist.It is conceivable that the tool also has a storage unit for storing data relating to outputs in a database. The outputs that can be used for the assembly tool differ in terms of the type of output, e.g. angle head or straight output for screwdrivers, as well as in size, power output and work program-relevant features such as gear ratio and efficiency for screwdrivers. The database as a reference source or output library includes outputs that can be coupled to the assembly tool and can be supplemented by teaching in other output types, as the number and variance of outputs is constantly increasing. It is also possible to identify the output by its color in addition to its shape. Other features for identifying the output can be one or more color markings, coding (bar or QR code), labels, recesses in the output in the form of grooves, for example. Identification features can also be attached to the output, e.g. a type plate or a flag. Think It is also possible that the output can be identified via a clamping, fastening or coupling device for coupling to the assembly tool.
Es ist möglich, dass das Werkzeug ein Schraubwerkzeug und/oder ein Bohrwerkzeug ist.It is possible that the tool is a screwing tool and/or a drilling tool.
Optional ist das zuvor beschriebene Montagewerkzeug Teil eines Systems, das zudem ein externes Erfassungsmodul, das extern von dem mindestens einen Montagewerkzeug zur Erfassung des Abtriebs angeordnet ist, und eine Steuervorrichtung zur Kommunikation mit einer Steuereinrichtung des mindestens einen Montagewerkzeugs hat, wobei die Steuervorrichtung dem Werkzeug ein oder mehrere Arbeitsprogramme zur Abarbeitung eines Bearbeitungsvorgangs vorgibt, wobei die Steuervorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, die ausgestaltet ist, zumindest teilweise eine Auswertung von Erfassungsergebnissen des Erfassungsmoduls des Werkzeugs und/oder des externen Erfassungsmoduls in Hinblick auf die Eignung des Abtriebs bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes auszuführen, und wobei die Steuervorrichtung und/oder die Auswerteeinheit des Montagewerkzeugs ausgestaltet ist, das Montagewerkzeug für Durchführung eines Arbeitsprogrammes zu sperren, wenn eine Auswertung einer der Auswerteeinheiten ergibt, dass der Abtrieb in Bezug auf die Durchführung eines Arbeitsprogrammes nicht geeignet ist. Es ist auch denkbar, einen Lebenslauf eines Abtriebs in der Steuereinrichtung zu generieren und diesen an die Steuervorrichtung zu übermitteln, sodass ein Lebenslauf aller verwendeten Abtriebe generiert werden kann. Ein Lebenslauf eines Abriebs kann bspw, neben den Daten und Merkmalen des Abtriebs auch Zyklenzählung und/oder Lastzählung beinhalten.Optionally, the assembly tool described above is part of a system that also has an external detection module that is arranged externally of the at least one assembly tool for detecting the output, and a control device for communicating with a control device of the at least one assembly tool, wherein the control device specifies one or more work programs for the tool to execute a machining process, wherein the control device has an evaluation unit that is designed to at least partially carry out an evaluation of detection results of the detection module of the tool and/or the external detection module with regard to the suitability of the output with regard to the execution of a work program, and wherein the control device and/or the evaluation unit of the assembly tool is designed to block the assembly tool from carrying out a work program if an evaluation of one of the evaluation units shows that the output is not suitable with regard to the execution of a work program. It is also conceivable to generate a life history of an output in the control device and to transmit this to the control device so that a life history of all the outputs used can be generated. For example, a wear history can include, in addition to the data and characteristics of the output, cycle counting and/or load counting.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes m mit einem Montagewerkzeug nach Anspruch 8 gelöst. Das Werkzeug hat einen Abtrieb zur Durchführung eines Arbeitsprogrammes. Das Verfahren hat die Schritte: Erfassen, mit mindestens einem Erfassungsmodul, des Abtriebs, und Auswerten, mit einer Auswerteeinheit, eines Erfassungsergebnisses des mindestens einen Erfassungsmoduls in Hinblick die Eignung des Abtriebs in Bezug auf die Durchführung eines Arbeitsprogrammes, indem die Auswerteeinheit in mindestens einem Erfassungsergebnis des mindestens einen Erfassungsmoduls den Abtrieb identifiziert und das Auswerteergebnis für die Ermittlung der auszuführenden Aktion und/oder das auszuführende Arbeitsprogramm verwendet.The object is also achieved by a method for carrying out a work program using an assembly tool according to claim 8. The tool has an output for carrying out a work program. The method has the steps of: detecting, with at least one detection module, the output, and evaluating, with an evaluation unit, a detection result of the at least one detection module with regard to the suitability of the output with respect to carrying out a work program, in which the evaluation unit identifies the output in at least one detection result of the at least one detection module and uses the evaluation result to determine the action to be carried out and/or the work program to be carried out.
Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Montagewerkzeug genannt sind.The process achieves the same advantages as previously mentioned with regard to the assembly tool.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 schematisch ein Schraubgerät, bei dem die Erfindung zum Einsatz kommen Kann; -
2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Montagewerkzeug.
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1 schematically a screwing device in which the invention can be used; -
2 a flow chart of a method according to the invention with an assembly tool.
In
Der Abtrieb in Form eines Winkelmontagekopfes 120 weist eine Aufnahme 121 zur Aufnahme eines Werkzeugs, hier in Form eines Bits 122 auf, das zum Aufsetzen auf eine Schraube 160 angebracht werden kann. Zudem ist in dem Winkelkopfschrauber 100 ein Elektromotor 130 als elektrischer Antrieb vorgesehen, der zum bzw. als Antrieb des Winkelkopfschraubers 100 und damit zur Durchführung eines Schraubvorgangs dient, bei dem die Schraube 160 in z.B. zwei Bauteile oder Werkstücke 161, 162 eingedreht wird, um diese zu verbinden. Weiterhin ist eine als Steuereinheit ausgebildete Recheneinheit 110 vorgesehen, auf der beispielsweise ein Arbeitsprogramm hinterlegt ist und die die nötige Elektronik zum Betrieb des Winkelkopfschraubers 100 aufweist. Zudem ist ein Anzeigemittel 111 (z.B. ein Display oder Touchdisplay) vorgesehen, auf dem beispielswiese bestimmte Parameter oder Informationen angezeigt werden können.The output in the form of an
Bei dem Winkelkopfschrauber 100 handelt es sich beispielsweise um einen autarken, sog. messenden Schrauber, d.h. es können physikalische Parameter wie beispielsweise Drehmomente bzw. Anzugsdrehmomente gemessen, überwacht, überprüft und/oder mitgeloggt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Sensor 180 verwendet werden. Weiterhin ist ein Funkmodul 112 für z.B. WLAN vorgesehen, das an die Steuereinheit 110 angebunden ist, sodass die Steuereinheit 110 bzw. der Winkelkopfschrauber 100 Daten mit einer als übergeordnete Steuerung ausgebildeten Recheneinheit 170 austauschen kann. Von dort kann der Winkelkopfschrauber 100 z.B. neue Anwendungsprogramme erhalten und Messwerte, die von den Sensoren erfasst werden, an die Recheneinheit 170 übertragen. Eine im Winkelkopfschrauber 100 enthaltene Auswerteeinheit 113 wertet die Daten in Echtzeit aus. Als Erfassungsmodul 115 ist eine Kamera in den Winkelkopfschrauber 100 eingebaut. Sie kann jedoch auch außen am Gehäuse des Winkelkopfschraubers 100 angeordnet sein. Als Erfassungsergebnis liefert das Erfassungsmodul 115 zweidimensionale Koordinaten des Abtriebs 120. Zusätzlich oder alternativ kann ein Erfassungsmodul 115 durch eine Kamera realisiert sein, die eine bis zu halbkugelförmige Erfassungscharakteristik hat. Alternativ weist das Erfassungsmodul 115 mindestens zwei Kameras auf, die um einen vorbestimmten Winkel versetzt am Schrauber 100 angeordnet sind. Damit kann das Erfassungsergebnis dreidimensionale Koordinaten umfassen. Die Identifizierung des jeweilig aufgesteckten Abtriebs 120 kann bei beliebigen Betätigungsphasen des Winkelkopfschraubers 100 erfolgen, bspw. bei der Inbetriebnahme des Winkelkopfschraubers 100 oder im Laufmoduls, also während des Betriebes, vor einem neuen Arbeitsprogramm. Dabei kann das Erfassungsmodul 115 automatisch durch die Steuereinheit 110 oder die Recheneinheit 170 getriggert werden, alternativ oder zusätzlich kann eine am Montagewerkzeug angeordnete Auslösevorrichtung zur Identifizierung des Abtriebs 120 geschaltet werden, oder die Triggerung erfolgt direkt durch Ankopplung des Abtriebs 120. Nach Auslösung des Erfassungsmoduls 115 wird der Abtrieb 120 identifiziert. Für die Identifizierung des Abtriebs 120 hat der Winkelkopfschrauber eine Speichereinheit 114 integriert, in der eine Abtriebsbibliothek als Datenbank gespeichert ist. Die Abtriebsbibliothek beinhaltet alle zum Einsatz kommenden Abtriebe 120 in Abhängigkeit des Einsatzes. Einsetzbare Abtriebe unterscheiden sich sowohl in der Art des Abtriebes, bspw. Winkelkopf- oder Geradabtrieb bei Schraubern, als auch in der Baugröße, im Kraftabtrieb und in Arbeitsprogramm-relevanten Merkmalen wie bspw. Übersetzung und Wirkungsgrad bei Schraubern. Die Datenbank dient als Referenzquelle bzw. als Abtriebsbibliothek und umfasst alle an das Werkzeug ankoppelbaren Abtriebe. Durch Einteachen weiterer Abtriebstypen, kann die Abtriebsbibliothek ergänzt werden, da die Anzahl und Varianz der Abtriebe stetig steigen. Die Identifizierung des Abtriebs 120 erfolgt durch Abgleich der Bilddaten des Erfassungsmoduls 115 mit den Daten aus der Abtriebsbibliothek. Alternativ kann der Abtrieb 120 geeignete Merkmale enthalten, die eine Kamera in besonders einfacher Ausführung erkennen kann. Merkmale zur Identifizierung des Abtriebs 120 können sein, eine oder mehrere Farbmarkierungen, Codierungen (Bar- oder QR-Code), Beschriftungen, Vertiefungen bspw. in Rillenform oder angebaute Erkennungsmerkmale, bspw. ein Typenschild oder eine Fahne. Der Abtrieb 120 kann alternativ über eine Klemm- bzw. Befestigungs-, oder Kopplungsvorrichtung, die zur Ankopplung an den Schrauber 100 dient, identifizierbar sein. Hierzu weist die Abtriebsbibliothek dann mögliche Ankopplungsvarianten als Referenzquelle auf.The
Die Auswerteeinheit 113 ist ausgestaltet, eine Auswertung von Erfassungsergebnissen des Erfassungsmoduls 115 in Hinblick auf die Eignung des Abtriebs 120 bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes auszuführen. Die Auswerteeinheit 113 und/oder die Steuereinheit 110 kann den Schrauber 100 bei geeigneter Konfiguration des Abtriebs 120 in Form der Übersetzung und des Wirkungsgrads des Abtriebs 120 für die Durchführung des Arbeitsprogrammes freigeben. Die Auswerteeinheit 113 und/oder die Steuereinheit 110 ist ausgestaltet, den Schrauber für die Durchführung eines Arbeitsprogrammes zu sperren, wenn eine Auswertung der Auswerteeinheit 113 ergibt, dass der Abtrieb 120 in Bezug auf die Durchführung eines Arbeitsprogrammes nicht geeignet ist. Die Steuereinheit 110 ist ausgestaltet, ein Lebenslauf aller verwendeten Abtriebe zu generieren. Ein Lebenslauf eines Abriebs kann bspw. neben den Daten und Merkmalen des Abtriebs 120 (z.B. Zyklenzähler, Kombination aus Last und Zyklen) beinhalten.The
Optional ist der zuvor beschriebene Winkelkopfschrauber 100 Teil eines Systems, das zudem ein externes Erfassungsmodul, das extern von dem mindestens einen Winkelkopfschrauber 100 zur Erfassung des Abtriebs 120 angeordnet ist, und mit einer als übergeordnete Steuerung ausgebildeten Recheneinheit 170 zur Kommunikation mit der Steuereinheit 110 des mindestens einen Schraubers 100 hat, wobei die Recheneinheit 170 dem Schrauber 100 ein oder mehrere Arbeitsprogramme zur Abarbeitung eines Bearbeitungsvorgangs vorgibt, wobei die Recheneinheit 170 eine eigene Auswerteeinheit aufweist, die ausgestaltet ist, zumindest teilweise eine Auswertung von Erfassungsergebnissen des Erfassungsmoduls 115 des Schraubers 100 und/oder des externen Erfassungsmoduls in Hinblick auf die Eignung des Abtriebs bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes auszuführen, und wobei die Recheneinheit 170 und/oder die Auswerteeinheit 113 des Schraubers 100 ausgestaltet ist, den Schrauber 100 für Durchführung eines Arbeitsprogrammes zu sperren, wenn eine Auswertung einer der Auswerteeinheiten ergibt, dass der Abtrieb 120 in Bezug auf die Durchführung eines Arbeitsprogrammes nicht geeignet ist. Es ist auch denkbar, einen Lebenslauf eines Abtriebs 120 in der Steuereinheit 110 zu generieren und diesen an die Recheneinheit 170 zu übermitteln, sodass ein Lebenslauf aller verwendeten Abtriebe 120 generiert werden kann. Ein Lebenslauf eines Abriebs 120 kann bspw, neben den Daten und Merkmalen des Abtriebs 120 auch Zyklenzählung und/oder Lastzählung beinhalten.Optionally, the
Das Verfahren für die Identifikation des Abtriebs 120 gemäß
Hierfür kann das Erfassungsmodul 115 des elektrischen Schraubers 100 auf unterschiedliche Weise getriggert werden. Die Triggerung des Erfassungsmoduls 115 kann durch die Inbetriebnahme des Schraubers 100 oder durch Ankopplung eines Abtriebs 120 oder durch eine hierfür vorgesehene Vorrichtung am Werkzeug, bspw. durch Drücken einer Auslösevorrichtung, verursacht werden.For this purpose, the
Der Benutzer kann die passenden Prozessparameter eingeben bzw. das erforderliche Arbeitsprogramm auswählen.The user can enter the appropriate process parameters or select the required work program.
Die manuelle Eingabe der Daten kann beispielsweise mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung 111 als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) des Schraubers 100 oder durch eine externe Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) durchgeführt werden.The manual input of the data can be carried out, for example, with the aid of the
Um den angekoppelten Abtrieb 120 zu identifizieren, wird das Erfassungsmodul 115 getriggert. Sobald der Schrauber 100 den bereits eingelernten Abtrieb 120 mit dem Verfahren von
Für die Auswertung mindestens eines Erfassungsergebnisses des Erfassungsmoduls 115 wertet die Auswerteeinheit 113 das mindestens eine Erfassungsergebnis mit Hilfe eines Verfahrens aus, das in
Die Steuereinheit 110 und die Recheneinheit 170 sind derart ausgestaltet, dass die Auswertung für eine Bearbeitung des Bauteils 6, 7 in Echtzeit ausgeführt wird. Gemäß der inzwischen durch DIN ISO/IEC 2382 abgelösten Norm DIN 44300 (Informationsverarbeitung), Teil 9 (Verarbeitungsabläufe) wird unter Echtzeit der Betrieb eines Rechensystems verstanden, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen. Demzufolge sind das Erfassungsmodul 115, die Auswerteeinheit 113, die Steuereinheit 110 und die Recheneinheit 170 derart ausgestaltet, dass durch deren Hardware und Software keine Verzögerungen verursacht werden und auftreten, welche die Einhaltung dieser Bedingungen verhindern.The
Zu Beginn des Verfahrens kann ein Schritt S0 - Einteachen eines neuen Abtriebtyps 120 - erfolgen. Das mindestens eine Erfassungsergebnis des Abtriebs 120 wird der Auswerteeinheit 113 und/oder der Steuereinheit 110 zugeführt. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem die Auswerteeinheit 113 auf die Speichereinheit 114 zugreift. Alternativ wird das Erfassungsergebnis direkt an die Auswerteeinheit 113 und/oder die Steuereinheit 110 gesendet. Das Erfassungsergebnis sind insbesondere Bilddaten des Abtriebs 120.At the beginning of the method, a step S0 - teaching a new output type 120 - can take place. The at least one detection result of the
Wird der Schrauber 100 in einem Schritt S10 neu gestartet, kann die Triggerung des Erfassungsmoduls 115 in einem Schritt S11 durch die bloße Einschaltung des Schraubers 100 erfolgen. Der Benutzer gibt die erforderlichen Prozessparamenter ein und wählt das erforderliche Programm aus.If the
Alternativ befindet sich der Schrauber 100 in einem Schritt S20 im Laufmodus (normaler Betrieb), dann kann die Triggerung des Erfassungsmoduls 115 in einem Schritt S21 durch Betätigung eine hierfür vorgesehene Auslösevorrichtung oder durch Ankopplung des Abtriebs 120 erfolgen. Der Benutzer gibt die erforderlichen Prozessparamenter ein und wählt das erforderliche Programm aus.Alternatively, if the
Bei einem Schritt S3 - in einer Identifizierungsphase - wird anhand des von der Erfassungseinheit 115 bereitgestellten Bildes anhand der Referenzbibliothek, also der in der Datenbank bereits eingeteachten Abtriebe 120 eine Bestimmung des angekoppelten Abtriebs 120 vorgenommen.In a step S3 - in an identification phase - a determination of the coupled
Bei einem Schritt S4 wertet die Auswerteeinheit 113 das Erfassungsergebnis im Hinblick auf die Eignung des Abtriebs 120 bezüglich der Durchführung eines Arbeitsprogrammes aus und gibt den Schrauber 1 ßß für die Durchführung eines Arbeitsprogrammes frei, sofern der angekoppelte Abtrieb 120 für die Durchführung des Arbeitsprogrammes geeignet ist oder sperrt andernfalls den Schrauber 100. Dann muss der Schrauber 100 entsperrt werden und mit einem geeigneten Abtrieb 120 die Identifizierung neu erfolgen.In a step S4, the
Der Schrauber 100 bildet somit ein intelligentes Handwerkzeug und/oder handgeführtes Werkzeug, das dem Benutzer die Abarbeitung eines vorbestimmten Arbeitsprogrammes erleichtert.The
Die Eingabe der erforderlichen Prozessparamenter und die Wahl eines erforderlichen Programmes kann durch den Nutzer erfolgen, alternativ kann die Prozessparametervorgabe und die Wahl des erforderlichen Programmes durch die Recheneinheit 170 vorgegeben werden. Damit ist auch die Gefahr einer falschen Eingabe bzw. Auswahl des erforderlichen Arbeitsprogrammes vermieden. Dies ist bspw. bei Neueinsteigern denkbar.The input of the required process parameters and the selection of a required program can be carried out by the user, alternatively the process parameter specification and the selection of the required program can be specified by the
Anstelle des beschriebenen Schraubers 100 kann die zuvor beschriebene Erfindung auch bei einem beliebigen anderen, insbesondere handgeführten, Werkzeug zum Einsatz kommen, bei welchem ein Arbeitswerkzeug angekoppelt werden muss. Beispielsweise kommen Bohrwerkzeuge oder Crimpwerkzeuge in Frage.Instead of the described
Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, dass das Werkzeug für den Handbetrieb mit Batterie, insbesondere wiederaufladbarer Batterie, ausgestaltet ist. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch ein drahtgebundener Anschluss an ein Stromversorgungsnetz möglich. In diesem Fall ist das Werkzeug ein kabelgebundenes Werkzeug.As previously described, it is possible for the tool to be designed for hand-held operation with a battery, in particular a rechargeable battery. Alternatively or additionally, however, a wired connection to a power supply network is possible. In this case, the tool is a wired tool.
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Norm DIN 44 300 Teil 9 1988-11-00. Informationsverarbeitung - Begriffe - Verarbeitungsabläufe |
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