RU2291756C2

RU2291756C2 - Rivet setting tool having units for controlling setting process

Info

Publication number: RU2291756C2
Application number: RU2004125603/02A
Authority: RU
Inventors: Антонин ЗОЛЬФРОНК (CZ); Антонин ЗОЛЬФРОНК
Original assignee: Мс Герэтебау Гмбх
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2007-01-20
Also published as: UA78276C2; WO2003059550A1; RU2004125603A; AU2002340948A1; DE10248299A1

Abstract

FIELD: riveting processes and equipment.

SUBSTANCE: tool is provided with units for measuring tension provided by tensioning device; measuring value characterizing position of tensioning device; time period from moment of starting rivet setting process; value of tool setting angle; unit for comparing measured values with values stored in memory; unit for selecting suitable error reasons out of set of error reasons stored in memory. Error reasons stored in memory are: setting of riveting tool by incorrect angle, usage of irregular or defective rivet, out-of-size opening for rivet, absence of rivet in rivet setting tool, absence of clamping by rivet both parts to be joined, usage of defective setting tool.

EFFECT: possibility for controlling different parameters of rivet setting process, improved quality of riveting.

56 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к установочному инструменту со средствами для контролирования процессов установки.The invention relates to an installation tool with means for monitoring installation processes.

Известны установочные инструменты со средствами для контролирования процессов установки.Known installation tools with tools for monitoring installation processes.

Так, в DE 4401134 описан способ, в котором составляющую силы измеряют через длину хода и сравнивают с заданной кривой. Таким образом, должен происходить контроль правильности процесса установки.Thus, DE 4401134 describes a method in which the force component is measured through the stroke length and compared with a predetermined curve. Thus, the correctness of the installation process should take place.

В ЕР 0738551 (US 5666710) раскрыто устройство для проверки установки заклепок для клепки вслепую. В данном случае измеряется сила натяжения и положение натяжного стержня. С помощью интегратора определяют преобразованную энергию и сравнивают с заданным значением.EP 0 738 551 (US 5666710) discloses a device for checking the installation of blind rivets. In this case, the tension force and the position of the tension rod are measured. Using the integrator, the converted energy is determined and compared with a predetermined value.

Недостатком этих известных средств для контролирования процесса установки является то, что хотя с определенной степенью вероятности определяют, находится ли процесс установки внутри заданных пределов допуска, но причина ошибки не определяется. В процессе установки может возникать целый ряд погрешностей. Например, погрешности оператора, например, за счет косого приложения установочного инструмента, слишком широких отверстий, неправильных заклепок, дефектов в самой заклепке. При заклепках для клепки вслепую всегда существует опасность того, что заклепка захватывает только подлежащую креплению часть, но не сопряженную деталь.The disadvantage of these known means for controlling the installation process is that although it is determined with a certain degree of probability whether the installation process is within the specified tolerance limits, the cause of the error is not determined. During installation, a number of errors may occur. For example, operator errors, for example, due to the oblique application of the installation tool, too wide holes, incorrect rivets, defects in the rivet itself. With blind rivets, there is always the danger that the rivet captures only the part to be fastened, but not the mating part.

Задачей изобретения является создание установочного инструмента, который контролирует процесс установки и при этом распознает причину возникающей погрешности. Кроме того, задачей изобретения является обеспечение всестороннего контролирования различных параметров процесса установки.The objective of the invention is the creation of an installation tool that controls the installation process and at the same time recognizes the cause of the error. In addition, the object of the invention is to provide comprehensive control of various parameters of the installation process.

Эта задача решается неожиданно простым образом с помощью установочного инструмента с признаками пункта 1 формулы изобретения.This problem is solved in an unexpectedly simple way with the installation tool with the features of paragraph 1 of the claims.

В соответствии с этим предусмотрен установочный инструмент с головкой, в частности, для размещения заклепки, с устройством для захвата и/или натяжения, и соединенное с устройством для захвата и/или натяжения натяжное устройство, которое имеет средства для измерения возникающих в процессе установки величин, устройство для сравнения измеренных величин с хранящимися в памяти величинами, а также устройство для определения причины, в частности причины погрешности отклонения измеренной и хранящихся величин.In accordance with this, an installation tool is provided with a head, in particular for accommodating a rivet, with a gripping and / or tensioning device, and a tensioning device connected to the gripping and / or tensioning device, which has means for measuring values arising during installation, a device for comparing the measured values with the values stored in the memory, as well as a device for determining the cause, in particular the cause of the deviation error of the measured and stored values.

Установочный инструмент, который может быть самых различных видов, как, например, инструменты для установки заклепки, инструменты для установки заклепки для клепки вслепую, инструменты для установки гайки-пистона для клепки вслепую, инструменты для установки болта с запирающим кольцом, имеет датчики. С помощью датчиков можно измерять различные параметры, такие как положение натяжного устройства, время после начала процесса установки или прилагаемое напряжение растяжения. Эти измеряемые величины сравнивают с хранящимися величинами. Сохраняемые величины содержат не только заданную кривую, при несоблюдении которой предполагается неправильный процесс установки, но также величины для некоторых погрешностей. Эти величины могут присутствовать в виде простых отдельных величин или же в виде заданной кривой с различными параметрами, которые описывают определенную погрешность. Число сохраняемых причин погрешностей содержит, по меньшей мере, одну причину погрешности, что может быть уже достаточным для некоторых применений. Однако предпочтительно сохраняется множество различных причин погрешностей. Наряду с погрешностями можно определять также причины отклонений, которые хотя и лежат в поле допуска, однако являются не идеальными. При этом установочный инструмент программируется на совершенно определенный процесс установки, который задается, например, применяемой заклепкой, применяемым материалом и его толщиной. Возможно также программирование нескольких различных процессов установки.The installation tool, which can be of various types, such as rivet installation tools, blind riveting installation tools, blind riveting nut mounting tools, blind mounting bolt installation tools, has sensors. Using sensors, you can measure various parameters, such as the position of the tensioner, the time after the start of the installation process, or the applied tensile stress. These measured values are compared with the stored values. The stored values contain not only the specified curve, if not observed, the installation process is assumed to be incorrect, but also the values for some errors. These values can be present in the form of simple separate quantities or in the form of a given curve with various parameters that describe a certain error. The number of stored causes of errors contains at least one cause of the error, which may already be sufficient for some applications. However, many different causes of errors are preferably retained. Along with the errors, it is also possible to determine the causes of deviations, which although they are within the tolerance range, are not ideal. In this case, the installation tool is programmed for a completely specific installation process, which is set, for example, by the rivet used, the material used and its thickness. It is also possible to program several different installation processes.

За счет изобретения можно очень быстро устранять причину погрешности. Поскольку с помощью изобретения можно устанавливать также ошибки обслуживания, то установочный инструмент отлично пригоден также для необученных пользователей. С помощью изобретения можно контролировать качество каждого процесса установки. Это имеет большое преимущество, например, в технике самолетостроения. Там частично применяются заклепки, которые подвергаются контролю с помощью рентгеновского излучения. Однако, был ли выполнен процесс клепки без погрешностей, нельзя гарантировать с помощью контроля. С помощью изобретения теоретически можно было бы даже отказаться от сложного рентгеновского контроля и тем не менее гарантировать прочность заклепочного соединения.Due to the invention, the cause of the error can be eliminated very quickly. Since service errors can also be installed with the invention, the installation tool is also well suited for untrained users. Using the invention, it is possible to control the quality of each installation process. This has a great advantage, for example, in aircraft engineering. There, rivets are partially used, which are controlled by x-ray radiation. However, whether the riveting process was performed without errors can not be guaranteed with control. With the help of the invention, it would theoretically even be possible to abandon complex X-ray inspection and still guarantee the strength of the rivet joint.

Предпочтительные варианты выполнения и модификации изобретения следуют из соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения.Preferred embodiments and modifications of the invention follow from the corresponding dependent claims.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения измеряемые величины содержат создаваемое натяжным устройством напряжение растяжения, и/или положение натяжного устройства, и/или время после начала соответствующего процесса установки, и/или угол к поверхности, на которой установлен установочный инструмент. С помощью этих величин можно выполнять обширную диагностику погрешностей. Это можно также выполнять посредством преобразования величин в кривые или многомерные характеристики.In a preferred embodiment of the invention, the measured values comprise tensile stress generated by the tensioner and / or the position of the tensioner and / or the time after the start of the corresponding installation process and / or the angle to the surface on which the installation tool is mounted. Using these values, an extensive error diagnosis can be performed. This can also be done by converting values into curves or multidimensional characteristics.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения контролируют, установлен ли инструмент под правильным углом. Часто пользователи устанавливают установочный инструмент не точно под прямым углом. Это приводит к уменьшению прочности соединения.In a preferred embodiment of the invention, it is checked whether the tool is installed at the correct angle. Often users install the installation tool not exactly at right angles. This leads to a decrease in bond strength.

Целесообразно также контролировать, применяется ли правильная заклепка. Имеются заклепки, которые по внешнему виду не отличаются друг от друга, однако состоят из другого материала и таким образом имеют совершенно разную прочность. Это можно устанавливать, например, за счет хода изменения создаваемого натяжным устройством напряжения растяжения.It is also advisable to control whether the correct rivet is used. There are rivets that in appearance do not differ from each other, but consist of a different material and thus have completely different strengths. This can be set, for example, due to the course of the change created by the tensioner tensile stress.

С помощью другого варианта выполнения контролируют, не является ли заклепка дефектной. Так, например, дефекты материала в заклепке приводят к другому ходу изменения усилия.Using another embodiment, it is checked whether the rivet is defective. So, for example, material defects in the rivet lead to a different course of force change.

В другом варианте выполнения контролируют, является ли предусмотренное для заклепки отверстие слишком широким или слишком узким. С помощью установочного инструмента, согласно изобретению, можно также легко определять, находится ли в инструменте заклепка, за счет измерения создаваемого напряжения растяжения.In another embodiment, it is controlled whether the hole provided for the rivet is too wide or too narrow. Using the setting tool according to the invention, it is also easy to determine whether a rivet is in the tool by measuring the tensile stress generated.

Целесообразно, в частности, контролировать, захватывает ли заклепка обе подлежащие соединению части. Как раз в случае клепки вслепую часто происходит, что заклепка не захватывает обе подлежащие соединению части. Оператор это не может контролировать сам, поскольку он видит только одну подлежащую креплению часть, но не видит другую сторону. Если заклепка захватывает только подлежащую установке часть, то создаваемое натяжным устройством напряжение растяжения увеличивается позже, соответственно, при большем ходе. Таким образом, можно легко определить погрешность.It is advisable, in particular, to control whether the rivet captures both parts to be joined. Just in the case of blind riveting, it often happens that the rivet does not capture both parts to be joined. The operator cannot control this himself, since he sees only one part to be fixed, but does not see the other side. If the rivet captures only the part to be installed, then the tensile stress created by the tensioner increases later, respectively, with a larger stroke. Thus, the error can be easily determined.

В другом варианте выполнения изобретения контролируют, является ли дефектным установочный инструмент. Так, например, может быть слишком низким уровень масла в натяжном устройстве. Вследствие этого натяжное устройство туго перемещается и работает не с предусмотренной силой растяжения. В идеальном случае в одном инструменте запрограммировано множество таких причин погрешностей. Программирование инструмента можно выполнять посредством проведения ряда тестов, в которых преднамеренно допускают ошибки. Происходящие при соответствующих ошибках отклонения измеряемых величин можно затем заносить в память инструмента для сравнения с измеряемыми затем величинами. Можно проводить также не просто контролирование погрешностей, но также сравнивать отклонение еще находящегося в соответствующем поле допуска процесса установки с идеальной величиной.In another embodiment of the invention, it is checked whether the installation tool is defective. So, for example, the oil level in the tensioner may be too low. As a result, the tensioner moves tight and does not work with the intended tensile force. In the ideal case, many such causes of errors are programmed in one instrument. Programming a tool can be accomplished through a series of tests that deliberately make mistakes. Deviations of the measured values that occur with corresponding errors can then be stored in the tool memory for comparison with the quantities then measured. It is also possible to carry out not only error control, but also to compare the deviation of the installation process that is still in the appropriate tolerance field with an ideal value.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения имеет устройство для измерения положения натяжного устройства и/или для измерения создаваемого натяжным устройством напряжения растяжения. Положение натяжного устройства и создаваемое напряжение растяжения являются двумя наиболее важными параметрами, с помощью которых можно определять целый ряд причин погрешностей.A preferred embodiment of the invention has a device for measuring the position of the tensioner and / or for measuring the tensile stress generated by the tensioner. The position of the tensioner and the tensile stress generated are the two most important parameters by which you can determine a number of causes of errors.

Как предусмотрено в целесообразном варианте выполнения изобретения, создаваемое натяжным устройством напряжение растяжения измеряется с помощью тензометрической полоски. Такая тензометрическая полоска для измерения напряжений является надежной и дешевой. Напряжение растяжения является по существу пропорциональным создаваемой натяжным устройством силе растяжения.As provided for in a suitable embodiment of the invention, the tensile stress generated by the tensioner is measured using a strain gauge strip. Such a strain gauge strip for measuring stress is reliable and cheap. The tensile stress is substantially proportional to the tensile force generated by the tensioner.

В альтернативном варианте выполнения устройство для измерения создаваемого натяжным устройством напряжения растяжения имеет пьезоэлектрический датчик. Этот пьезоэлектрический датчик не требует питающего электрического напряжения.In an alternative embodiment, the device for measuring tensile stress generated by the tensioner has a piezoelectric sensor. This piezoelectric sensor does not require a supply voltage.

Целесообразный вариант выполнения изобретения имеет для измерения положения натяжного устройства емкостной датчик. Такой емкостной датчик является существенно более точным по сравнению с часто применяемыми оптическими датчиками.A suitable embodiment of the invention has a capacitive sensor for measuring the position of the tensioner. Such a capacitive sensor is significantly more accurate compared to commonly used optical sensors.

Согласно модификации изобретения с помощью по меньшей мере трех расположенных в головке инструмента датчиков измеряют угол к поверхности, на которой установлен установочный инструмент. Эти датчики соприкасаются с поверхностью, на которой установлен инструмент, когда он установлен под прямым углом. Таким образом, можно обнаруживать часто допускаемую пользователями ошибку.According to a modification of the invention, the angle to the surface on which the installation tool is mounted is measured using at least three sensors located in the tool head. These sensors come in contact with the surface on which the tool is mounted when it is installed at right angles. Thus, it is possible to detect a mistake often made by users.

Согласно модификации изобретения установочный инструмент имеет средства для запоминания и/или дальнейшей обработки данных. Так, например, измеряемые величины можно подвергать статистической оценке. Пользователь может, например, точно контролировать, сколько процессов установки было выполнено, сколько из них были дефектными и какими были причины погрешностей. Кроме того, можно оценивать величины правильно выполненных процессов установки, например, так, что запоминаются и оцениваются отклонения величин от идеальных величин. Таким образом, можно выполнять всеобъемлющий контроль качества.According to a modification of the invention, the installation tool has means for storing and / or further processing the data. So, for example, measured values can be subjected to statistical evaluation. The user can, for example, precisely control how many installation processes were completed, how many of them were defective, and what were the causes of the errors. In addition, it is possible to evaluate the values of correctly executed installation processes, for example, so that deviations of the values from ideal values are stored and evaluated. In this way, comprehensive quality control can be performed.

Изготовитель может контролировать работу своих инструментов. Возможно также, что инструмент не продается, а изготовитель предоставляет клиентам инструмент для использования, и клиент затем производит оплату, например, в зависимости от числа выполненных процессов установки. Также для обеспечения гарантии изготовителя является крайне предпочтительным, когда изготовитель сам может устанавливать и при необходимости устранять потенциальные погрешности.The manufacturer can control the operation of his tools. It is also possible that the tool is not for sale, and the manufacturer provides customers with a tool to use, and the customer then pays, for example, depending on the number of installation processes completed. It is also highly preferable for the manufacturer to guarantee the manufacturer when the manufacturer himself can establish and, if necessary, eliminate potential errors.

В другом целесообразном варианте выполнения изобретения средства для запоминания и дальнейшей обработки данных выполнены с возможностью возврата в исходное состояние, в частности, при техническом обслуживании инструмента. Так, например, инструмент после возврата в исходное состояние можно выдавать пользователю как новый инструмент.In another suitable embodiment of the invention, the means for storing and further processing the data are configured to return to their original state, in particular, during maintenance of the tool. So, for example, a tool after returning to its original state can be issued to the user as a new tool.

Целесообразный вариант выполнения изобретения имеет интегральную схему для сравнения измеренных и хранящихся величин и/или для хранения и дальнейшей обработки данных. Такая интегральная схема может быть выполнена в точном соответствии с требованиями инструмента. Кроме того, при этом обеспечивается наименьший объем. По сравнению с применяемыми программируемыми постоянными запоминающими устройствами (EPROM) интегральная схема обеспечивает преимущество существенно затрудненной возможности манипулирования.A suitable embodiment of the invention has an integrated circuit for comparing measured and stored values and / or for storing and further processing of data. Such an integrated circuit can be made in strict accordance with the requirements of the tool. In addition, the smallest volume is provided. Compared to applicable programmable read-only memory (EPROM) integrated circuits, the integrated circuit provides the advantage of significantly hindered manipulation capabilities.

В целесообразном варианте выполнения изобретения сравнение измеренных и хранящихся величин и/или запоминание и дальнейшая обработка данных выполняется в самом инструменте. С помощью современной микроэлектроники можно всю оценку интегрировать в небольшом инструменте.In a suitable embodiment of the invention, the comparison of the measured and stored values and / or storing and further processing of the data is performed in the tool itself. With the help of modern microelectronics, the entire evaluation can be integrated into a small tool.

Для средств сравнения измеренных и хранящихся величин и/или для сохранения и дальнейшей обработки данных в инструменте целесообразно предусмотрен независимый источник энергии, в частности аккумулятор. Тем самым обеспечивается сохранность находящихся в памяти величин даже при длительном отсутствии электрического тока.For means of comparing the measured and stored values and / or for storing and further processing the data, an independent energy source, in particular a battery, is expediently provided in the tool. This ensures the preservation of the values stored in the memory even with a prolonged absence of electric current.

Установочный инструмент целесообразно имеет счетчик, который считает циклы установки заклепок, и/или погрешности, и/или причины погрешностей. Таким образом, можно выполнять статистическую оценку с помощью самого инструмента.The installation tool expediently has a counter that counts the installation cycles of rivets, and / or errors, and / or causes of errors. Thus, it is possible to perform a statistical assessment using the tool itself.

Согласно модификации изобретения установочный инструмент имеет устройство для определения даты и/или времени. Таким образом, процессы установки и возможные погрешности можно привязывать к определенному моменту времени. Поэтому затем можно точно установить, когда и тем самым часто также где произошла определенная ошибка.According to a modification of the invention, the installation tool has a device for determining the date and / or time. Thus, the installation processes and possible errors can be tied to a specific point in time. Therefore, you can then precisely determine when and thereby often also where a certain error occurred.

Согласно модификации изобретения предусмотрено устройство для передачи измеряемых величин во внешний блок. В качестве внешнего блока может выступать, например, компьютерная система, с помощью которой можно выполнять дополнительно запоминание и оценку поставляемых установочным инструментом измеренных величин. Отдельные установочные инструменты могут входить в систему, например, в соответствии с их номерами.According to a modification of the invention, there is provided a device for transmitting measured values to an external unit. An external unit can be, for example, a computer system with which you can additionally store and evaluate the measured values supplied by the installation tool. Individual installation tools may be included in the system, for example, according to their numbers.

Устройство для передачи измеренных величин целесообразно содержит устройство для передачи инфракрасных, ультразвуковых или радиосигналов, в частности, по принципу "bluetooth". Так, например, имеется дешевая и надежная стандартная деталь для беспроводной передачи сигналов с использованием технологии "bluetooth".A device for transmitting measured values expediently comprises a device for transmitting infrared, ultrasonic or radio signals, in particular according to the bluetooth principle. So, for example, there is a cheap and reliable standard part for wireless signal transmission using bluetooth technology.

В качестве альтернативного решения внешний блок может содержать терминал мобильной радиосвязи. Тем самым обеспечивается беспроводная передача на дальние расстояния, например к изготовителю установочного инструмента.Alternatively, the external unit may comprise a mobile radio terminal. This ensures wireless transmission over long distances, for example to the manufacturer of the installation tool.

В целесообразном варианте выполнения изобретения установочный инструмент имеет устройство для выключения инструмента для установки заклепки и/или указатель причины погрешности, реагирующий на сигнал, создаваемый в случае неправильного процесса установки заклепки. Таким образом, можно совсем не выполнять процесс установки, если с самого начала указывается ошибка. Если инструмент установлен не под прямым углом, то он вообще не включается. То же происходит, когда в инструменте нет заклепки. Даже в случае клепки вслепую, когда заклепка захватывает лишь подлежащую закреплению часть, возможно прерывание процесса установки при указании причины погрешности. Сигнал может создавать также внешний блок, например подключенный компьютер.In an advantageous embodiment of the invention, the installation tool has a device for turning off the tool for installing the rivet and / or an indicator of the cause of the error, which responds to a signal generated in case of an incorrect rivet installation process. Thus, you can not perform the installation process at all if an error is indicated from the very beginning. If the tool is not installed at a right angle, then it does not turn on at all. The same thing happens when there is no rivet in the tool. Even in the case of blind riveting, when the rivet captures only the part to be fixed, it is possible to interrupt the installation process when indicating the cause of the error. The signal can also create an external unit, such as a connected computer.

Согласно модификации изобретения установочный инструмент может содержать также устройство для соединения с местной сетью связи, за счет чего обеспечивается быстрая передача и дальнейшая обработка данных. В рамках следующих друг за другом стадий монтажа, например, на поточной линии быстрое сообщение об ошибке является особенно предпочтительным, чтобы не задерживать надолго монтажный процесс.According to a modification of the invention, the installation tool may also include a device for connecting to a local communication network, thereby ensuring fast transmission and further data processing. In consecutive installation steps, for example, on a production line, a quick error message is especially preferred so as not to delay the installation process for a long time.

Натяжное устройство установочного инструмента может работать от электрического привода, в частности аккумулятора, электрогидравлического, гидравлического или гидропневматического привода. Можно создавать также полностью бескабельный инструмент с аккумулятором и беспроводной передачей данных.The tensioning device of the installation tool can be operated by an electric drive, in particular a battery, electro-hydraulic, hydraulic or hydropneumatic drive. You can also create a completely cordless tool with a battery and wireless data transfer.

Согласно модификации изобретения выполненный с кабелем установочный инструмент имеет линию для подачи сжатого воздуха или электрического тока и по меньшей мере одну другую линию для передачи измеренных величин, при этом другая линия образует с первой линией ветвь с соединительным разъемом. Так что для снабжения энергией и для обмена данными нет необходимости в подключении двух линий. Возможно создание комбинированного разъема, например, с линией подачи сжатого воздуха и смежными линиями для передачи данных.According to a modification of the invention, the installation tool made with the cable has a line for supplying compressed air or electric current and at least one other line for transmitting the measured values, while the other line forms a branch with a connecting connector with the first line. So for the supply of energy and for the exchange of data there is no need to connect two lines. It is possible to create a combined connector, for example, with a compressed air supply line and adjacent data lines.

Согласно модификации изобретения установочный инструмент после включения выполняет цикл тестирования. Таким образом, можно уже перед применением исключить ошибки, связанные с самим инструментом. Например, для контролирования механического состояния инструмента можно после включения автоматически выполнить движение натяжного устройства вперед и назад. При тяжелом ходе натяжного устройства инструмент показывает погрешность.According to a modification of the invention, the installation tool, after switching on, performs a test cycle. Thus, it is already possible to eliminate errors associated with the tool itself before use. For example, to control the mechanical state of the tool, after switching on, it is possible to automatically move the tensioner forward and backward. In case of a hard travel of the tensioning device, the tool shows an error.

Задача данного изобретения дополнительно решена с помощью способа контролирования процессов установки, в частности установки заклепок, согласно признакам пункта 28 формулы изобретения. В соответствии с этим подлежащую установке часть вставляют в установочный инструмент, предпочтительно установочный инструмент по любому из предшествующих пунктов, затем к подлежащей установке части прикладывают силу растяжения с помощью натяжного устройства. Возникающие в процессе установки величины измеряют. Измеренные величины сравнивают с хранящимися в памяти величинами. Наконец, на основе этого сравнения определяют причину для отклонения измеренной и хранимой величины из множества находящихся в памяти причин.The objective of the invention is additionally solved using a method of controlling the installation processes, in particular the installation of rivets, according to the characteristics of paragraph 28 of the claims. Accordingly, the part to be installed is inserted into the installation tool, preferably the installation tool according to any one of the preceding paragraphs, then a tensile force is applied to the part to be installed using a tensioner. The values arising during installation are measured. The measured values are compared with the values stored in the memory. Finally, on the basis of this comparison, a reason is determined for the deviation of the measured and stored value from the plurality of reasons in memory.

Кроме того, изобретение согласно признакам пункта 38 формулы изобретения относится к головке для установочного инструмента, содержащей средства для измерения возникающих в процессе установки величин, устройство для сравнения измеряемых величин с хранящимися в памяти величинами, а также устройство для определения причины отклонения измеренной и хранящейся в памяти величины из множества хранящихся в памяти причин. Эта головка выполняет задачу изобретения, так же как установочный инструмент. С помощью головки можно снабдить существующий установочный инструмент функциями, согласно изобретению.In addition, the invention according to the characteristics of paragraph 38 of the claims relates to a head for an installation tool comprising means for measuring values arising during installation, a device for comparing measured values with values stored in memory, and a device for determining the cause of deviation of the measured and stored in memory values from a variety of reasons stored in memory. This head performs the task of the invention, as well as the installation tool. Using the head, the existing installation tool can be equipped with the functions according to the invention.

Дополнительно к этому изобретение относится к установочному инструменту с пьезоэлектрическим датчиком и к способу установки подлежащих установке частей, предпочтительно заклепок, в частности к устройству и способу для установки заклепок с измерением напряжения растяжения, а также к головке для установочного инструмента.In addition, the invention relates to a mounting tool with a piezoelectric sensor and to a method for installing parts to be installed, preferably rivets, in particular to a device and method for mounting rivets with tensile stress measurement, as well as to a head for a mounting tool.

Заклепочные соединения применяют в промышленном производстве для соединения деталей самым различным образом. При этом, в частности, в автомобильной и самолетостроительной промышленности для обеспечения безопасности ставятся высокие требования к устойчивости и долговременной стойкости узлов. При этом устойчивость заклепочного соединения зависит решающим образом от хода процесса клепки. Если, например, штифт заклепки для клепки вслепую обрывается слишком рано, то существует опасность для прочности и стойкости заклепочного соединения, или оно является, по меньшей мере, не оптимальным. То же относится к случаю, когда заклепка для клепки вслепую не вставлена прямо в отверстие в металлических листах, или же отверстие не оптимально соответствует заклепке. Последнее возникает, например, при некруглых отверстиях или отверстиях с неправильным диаметром.Rivet joints are used in industrial production for joining parts in a variety of ways. At the same time, in particular, in the automotive and aircraft industry, to ensure safety, high demands are placed on the stability and long-term stability of the nodes. In this case, the stability of the rivet joint depends crucially on the course of the riveting process. If, for example, the blind rivet pin blindly breaks off too early, there is a danger to the strength and durability of the rivet joint, or it is at least not optimal. The same applies when the blind rivet is not inserted directly into the hole in the metal sheets, or the hole does not fit the rivet optimally. The latter occurs, for example, with non-circular holes or holes with the wrong diameter.

Известные инструменты для установки заклепок предусматривают применение заклепок с предварительно установленными параметрами, как, например, подлежащей приложению силы растяжения. При оптимальных условиях процесс установки заклепки с применением такого инструмента может также приводить к оптимальному результату, однако при этом не распознаются отклонения от заданных параметров, которые влияют на прочность соединения. Это имеет особое значение, поскольку дефектное заклепочное соединение при внешнем осмотре может оставлять впечатление правильно установленной заклепки для клепки вслепую или гайки-пистона. Такие дефектные соединения имеют отрицательные последствия для качества изготовленных узлов, а в связанных с безопасностью областях, как, например, в самолетостроении, могут иметь фатальные последствия.Known tools for installing rivets include the use of rivets with preset parameters, such as, for example, the tensile force to be applied. Under optimal conditions, the installation process of a rivet using such a tool can also lead to an optimal result, however, deviations from the specified parameters that affect the strength of the joint are not recognized. This is of particular importance, since a defective rivet connection during external inspection may give the impression of a correctly installed blind rivet or blind nut. Such defective joints have negative consequences for the quality of the components manufactured, and in safety-related areas, such as aircraft manufacturing, can have fatal consequences.

Из ЕР 0454890 известен инструмент для установки заклепок, который снабжен устройством для измерения силы, которое обеспечивает работу инструмента для установки заклепки с заданной силой растяжения. Устройство измерения силы имеет тензометрическую полоску. Недостатком такой тензометрической полоски является то, что для нее необходимо снабжение электрическим напряжением и что тензометрическая полоска не сама преобразует силу растяжения в сигнал электрического напряжения.A tool for installing rivets is known from EP 0454890, which is equipped with a force measuring device that enables the tool to install rivets with a given tensile force. The force measuring device has a strain gauge strip. The disadvantage of such a strain gauge strip is that it needs to be supplied with electrical voltage and that the strain gauge strip does not itself convert the tensile force into a voltage signal.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача обеспечения улучшенного контролирования заклепочных соединений при установке заклепок. Эта задача решается совершенно неожиданно простым образом с помощью установочного инструмента, согласно пункту 60 формулы изобретения, а также способа установки, согласно пункту 77 формулы изобретения, и головки для установочного инструмента, согласно пункту 82 формулы изобретения. Предпочтительные модификации приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.Therefore, the basis of this invention is the task of providing improved control of rivet joints when installing rivets. This problem is solved in a completely unexpectedly simple way with the installation tool, according to paragraph 60 of the claims, as well as the installation method, according to paragraph 77 of the claims, and the head for the installation tool, according to paragraph 82 of the claims. Preferred modifications are given in the respective dependent claims.

В соответствии с этим предусмотрен инструмент для обработки заклепок, в частности инструмент для установки заклепок, содержащий головку для размещения, в частности, заклепки, устройство для захвата и/или натяжения, в частности, штифта заклепки, и натяжное устройство, соединенное с устройством для захвата и/или натяжения, в частности, штифта заклепки, который дополнительно имеет по меньшей мере один пьезоэлектрический датчик для измерения напряжения растяжения натяжного устройства.Accordingly, there is provided a tool for processing rivets, in particular a tool for installing rivets, comprising a head for accommodating, in particular, rivets, a device for gripping and / or tensioning, in particular, a rivet pin, and a tensioning device connected to the device for gripping and / or tension, in particular, a rivet pin, which further has at least one piezoelectric sensor for measuring tensile stress of the tensioner.

С помощью устройства измерения напряжения растяжения натяжного устройства можно получать и оценивать величины его измерения. Было установлено, что измерение хода изменения напряжения растяжения во время цикла установки заклепки дает детальную информацию о процессе установки заклепки и, в частности, дефектных процессах установки заклепок, на основе хода изменения напряжения растяжения.Using the device for measuring the tensile stress of the tensioner, it is possible to obtain and evaluate the magnitude of its measurement. It was found that measuring the course of the change in tensile stress during the rivet installation cycle gives detailed information about the process of installing the rivet and, in particular, the defective processes for installing rivets, based on the course of the change in tensile stress.

Применяемый для измерения напряжения растяжения пьезоэлектрический датчик является недорогим, поставляет точные величины измерения и его можно размещать в небольшом пространстве. Кроме того, такой датчик поставляет сигнал электрического напряжения. Так что в отличие от обычно применяемой тензометрической полоски не требуется подвода электрического напряжения.The piezoelectric sensor used to measure tensile stress is inexpensive, provides accurate measurement values and can be placed in a small space. In addition, such a sensor delivers a voltage signal. So, unlike the commonly used strain gauge strip, no voltage supply is required.

Изобретение пригодно для всех типов инструментов для обработки заклепок и установочных инструментов, таких как, например, инструменты для установки заклепки, инструменты для установки гайки-пистона для клепки вслепую, инструменты для установки болта с запирающим кольцом и т.д.The invention is suitable for all types of tools for processing rivets and installation tools, such as, for example, tools for installing a rivet, tools for installing a nut-piston for blind riveting, tools for installing a bolt with a locking ring, etc.

Для контролирования процесса установки можно измерять дополнительные параметры. Предпочтительно можно измерять, например, моментальное положение натяжного устройства с помощью устройства для измерения положения натяжного устройства, такого как датчик пути, так что можно оценивать пары величин напряжения растяжения и пути.To control the installation process, additional parameters can be measured. Preferably, it is possible to measure, for example, the instantaneous position of the tensioner using a device for measuring the position of the tensioner, such as a path sensor, so that pairs of tensile stress and path values can be estimated.

Напряжение растяжения можно измерять простым образом опосредованно с помощью датчика давления, который измеряет, например, вызываемую натяжным устройством силу реакции на одной части инструмента для установки заклепки.The tensile stress can be measured in a simple manner indirectly using a pressure sensor that measures, for example, the reaction force caused by the tensioner on one part of the rivet tool.

В частности, для промышленного применения предпочтительными являются натяжные устройства с гидравлическим приводом, с помощью которых можно выполнять быстрые циклы установки с репродуцируемыми параметрами установки. Однако изобретение включает также натяжные устройства с электрическим, электрогидравлическим и гидропневматическим приводом. Среди электрических натяжных устройств особенно предпочтительными являются бескабельные инструменты с интегрированным аккумулятором.In particular, for industrial applications, hydraulically driven tensioners are preferred, with which it is possible to perform fast installation cycles with reproducible installation parameters. However, the invention also includes tensioning devices with electric, electro-hydraulic and hydropneumatic drives. Among electric tensioners, cordless tools with an integrated battery are particularly preferred.

Для измерения и оценки поставляемых устройством для измерения напряжения растяжения натяжного устройства сигналов электрического напряжения в установочном инструменте предпочтительно расположено соответствующее устройство. Кроме того, в установочном устройстве может быть расположен счетчик, который считает циклы установки. С помощью датчика, который на основании величин измерения напряжения растяжения показывает число выполненных циклов установки, можно контролировать, например, интервалы проведения технического обслуживания. Дополнительно к этому счетчик можно использовать для того, чтобы, в частности, при больших узлах с большим числом заклепок контролировать, были ли установлены все заклепки.In order to measure and evaluate the voltage signals supplied by the device for measuring the tensile stress of the tensioner, the corresponding device is preferably located in the installation tool. In addition, a counter can be located in the installation device, which counts the installation cycles. Using a sensor, which, based on the values of the tensile stress measurement, shows the number of completed installation cycles, it is possible to monitor, for example, the intervals for maintenance. In addition, the counter can be used in order, in particular, for large nodes with a large number of rivets to control whether all rivets have been installed.

Устройство для измерения и оценки может содержать устройство для определения даты и времени. Например, за счет определения даты можно проверять сроки гарантии и сроки технического обслуживания. Инструмент может быть выполнен, например, так, что определение даты начинается после определенного числа циклов установки заклепок, так что перед началом определения даты можно выполнять, например, пробные циклы. С помощью дополнительного определения времени можно, например, отслеживать, когда были установлены дефектные заклепки.A device for measuring and evaluating may include a device for determining the date and time. For example, by defining a date, you can check the warranty periods and maintenance periods. The tool can be executed, for example, so that the date determination starts after a certain number of rivet setting cycles, so that, for example, trial cycles can be performed before starting the date determination. Using an additional time determination, you can, for example, track when defective rivets were installed.

Величины измерения напряжения растяжения и/или показания счетчика можно также через соответствующее устройство для передачи величин измерения напряжения растяжения передавать во внешний блок. Этот блок может быть, например, компьютером для оценки данных и/или управления. Передачу сигналов можно предпочтительно осуществлять с помощью устройства для передачи инфракрасных, ультразвуковых или радиосигналов.Measurement values of tensile stress and / or meter readings can also be transmitted to an external unit through an appropriate device for transmitting measurement values of tensile stress. This unit may be, for example, a computer for data evaluation and / or control. Signal transmission can preferably be carried out using a device for transmitting infrared, ultrasonic or radio signals.

Кроме того, данные можно также передавать через сеть мобильной радиосвязи в терминал радиосвязи. За счет этого можно, например, для дистанционной диагностики при неправильной работе инструмента передавать данные непосредственно в отдел технического обслуживания или к изготовителю. За счет этого изготовитель может также проверять, выполнялись ли все необходимые интервалы технического обслуживания.In addition, data can also be transmitted via a mobile radio network to a radio terminal. Due to this, it is possible, for example, to transfer data directly to the technical service department or to the manufacturer for remote diagnostics in case of improper tool operation. In this way, the manufacturer can also check whether all the necessary maintenance intervals have been carried out.

Кроме того, устройство для захвата штифта заклепки предпочтительно содержит зажимные колодки, которые приводятся в действие с помощью зажимного патрона, соединенного с ходовым валом. При этом напряжение растяжения передается через ходовой вал.In addition, the rivet pin gripper device preferably comprises clamping blocks that are driven by a clamping chuck connected to the travel shaft. In this case, the tensile stress is transmitted through the running shaft.

Для быстрого распределения данных на несколько внешних блоков оценки установочный инструмент может быть снабжен также устройством для соединения с местной сетью связи.To quickly distribute data to several external evaluation units, the installation tool can also be equipped with a device for connecting to a local communication network.

В рамках данного изобретения предлагается также способ контролирования процессов установки, который можно выполнять, в частности, с помощью установочного инструмента согласно изобретению. Способ предусматривает ввод подлежащей установке части в предусмотренное для этого отверстие, и затем для установки подлежащей установке части приложение к подлежащей установке части, предпочтительно к штифту заклепки, силы растяжения с помощью натяжного устройства, при этом во время приложения силы растяжения получают, по меньшей мере, одну величину измерения, которая вызывается или обусловлена приложенной к штифту заклепки силы растяжения. При этом величину измерения можно получать в заданный момент времени или при заданном ходе натяжного устройства, и тем самым можно поставлять информацию о возможно не оптимально установленных заклепках.Within the framework of the present invention, there is also provided a method for monitoring installation processes, which can be performed, in particular, with the installation tool according to the invention. The method involves introducing the part to be installed into the hole provided for this, and then, to install the part to be installed, applying tensile forces to the part to be installed, preferably to the rivet pin, by means of a tensioning device, at least during which tensile forces are applied one dimension that is caused or caused by tensile forces applied to the rivet pin. Moreover, the measurement value can be obtained at a given point in time or at a given stroke of the tensioning device, and thereby it is possible to supply information about possibly not optimally installed rivets.

Предпочтительно получают многие величины измерения с равномерными промежутками времени во время приложения силы растяжения. За счет этого можно определять ход изменения во времени прилагаемой силы растяжения и получать детальную информацию о заклепочном соединении.Preferably, many measurement values are obtained at regular intervals during the application of tensile forces. Due to this, it is possible to determine the course of the change in time of the applied tensile force and obtain detailed information about the rivet joint.

Особенно предпочтительным является применение полученных с помощью пьезоэлектрического датчика давления измерительных данных. При больших возникающих силах растяжения даже очень небольшой датчик поставляет достаточно большие электрические напряжения для точных и надежных измерений.Particularly preferred is the use of measurement data obtained with a piezoelectric pressure sensor. With large tensile forces arising, even a very small sensor delivers sufficiently high electrical voltages for accurate and reliable measurements.

Наконец, изобретение относится к головке для установочного инструмента, которая содержит имеющее, по меньшей мере, один пьезоэлектрический датчик устройство для измерения создаваемого натяжным устройством напряжения растяжения. Эта головка соответствует по своим функциям решению задачи данного изобретения, согласно пункту 60 формулы изобретения, с той разницей, что в данном случае необходимое для измерения напряжения растяжения устройство вместе с пьезоэлектрическим датчиком интегрировано в головку. Таким образом, для имеющегося установочного инструмента предлагается головка с функцией согласно данному изобретению. Это имеет то преимущество, что нет необходимости в приобретении полного установочного инструмента. Головку можно выполнять с соответствующими соединениями для установочных инструментов различных изготовителей. При этом головка, согласно изобретению, имеет то преимущество, что для пьезоэлектрического датчика не требуется подачи электрического напряжения.Finally, the invention relates to a head for an installation tool, which comprises at least one piezoelectric sensor a device for measuring tensile stress generated by a tensioner. This head corresponds in its functions to solving the problem of the present invention, according to paragraph 60 of the claims, with the difference that in this case the device necessary for measuring the tensile stress together with the piezoelectric sensor is integrated into the head. Thus, a head with a function according to the invention is provided for an existing installation tool. This has the advantage that it is not necessary to purchase a complete installation tool. The head can be made with appropriate connections for installation tools of various manufacturers. Moreover, the head according to the invention has the advantage that a voltage supply is not required for the piezoelectric sensor.

Наконец, изобретение относится к заклепке. Как показало сравнение измеренных величин установочного инструмента согласно изобретению, с признаками пункта 1 формулы изобретения, таких как, например, напряжение растяжения в определенный момент времени, они зависят от единообразия процессов установки. При этом недостатки вызываются, прежде всего, заклепками, имеющими различные свойства. Если свойства различаются вследствие, например, различного материала или на основе допусков изготовления, то инструмент невозможно программировать оптимально. В этом случае приходится также увеличивать границы допусков для процесса установки, что отрицательно сказывается на оптимальном результате процесса установки. Поэтому задачей изобретения было также создание заклепки, которая имеет по существу постоянные свойства.Finally, the invention relates to a rivet. As shown by comparing the measured values of the installation tool according to the invention, with the features of paragraph 1 of the claims, such as, for example, tensile stress at a certain point in time, they depend on the uniformity of the installation processes. In this case, the disadvantages are caused primarily by rivets having various properties. If the properties differ due to, for example, a different material or based on manufacturing tolerances, then the tool cannot be optimally programmed. In this case, it is also necessary to increase the tolerance limits for the installation process, which negatively affects the optimal result of the installation process. Therefore, the object of the invention was also the creation of a rivet, which has essentially constant properties.

Эта задача решается неожиданно простым образом с помощью способа контролирования заклепки, согласно пункту 97 формулы изобретения. В соответствии с этим предусмотрено, что к заклепке прикладывается напряжение растяжения с помощью, в частности, установочного инструмента, согласно любому пункту 1-60 формулы изобретения, измеряется изменение длины заклепки и сравнивается с заданным значением. Для того чтобы не повредить заклепку, измерение выполняется в упругой области. На основании заданного значения или кривой зависимости силы от пути можно проверять, имеет ли заклепка необходимые свойства.This problem is solved in an unexpectedly simple manner using the rivet control method according to paragraph 97 of the claims. Accordingly, it is provided that tensile stress is applied to the rivet using, in particular, a setting tool, according to any claim 1-60, a change in the length of the rivet is measured and compared with a predetermined value. In order not to damage the rivet, the measurement is carried out in the elastic region. On the basis of the set value or the curve of the dependence of force on the path, you can check whether the rivet has the necessary properties.

Согласно предпочтительной модификации изобретения напряжение растяжения прикладывается к штифту заклепки для клепки вслепую.According to a preferred embodiment of the invention, tensile stress is applied to the blind rivet stud pin.

Согласно модификации изобретения заклепки, которые не находятся в заданном поле допусков, отбраковываются. Отбраковка может выполняться автоматически с помощью контрольного устройства.According to a modification of the invention, rivets that are not within a given tolerance field are rejected. Screening can be performed automatically using a monitoring device.

Согласно модификации изобретения заклепки, которые находятся в заданном поле допусков, помечаются стойким образом. Тем самым внешний вид заклепки указывает на проведенную проверку качества. За счет этого исключается возможность путаницы с не проверенными заклепками.According to a modification of the invention, rivets that are in a given tolerance field are marked in a stable manner. Thus, the appearance of the rivet indicates a quality check. This eliminates the possibility of confusion with unverified rivets.

Ниже приводится подробное описание изобретения на основе примеров выполнения и со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые или подобные детали и на которых изображено:The following is a detailed description of the invention based on exemplary embodiments and with reference to the drawings, in which the same numbers denote the same or similar parts and which depict:

фиг.1 - первый вариант выполнения изобретения;figure 1 is a first embodiment of the invention;

фиг.2 - графики зависимости напряжения растяжения от времени;figure 2 - graphs of the dependence of tensile stress on time;

фиг.3А-3D - различные варианты выполнения внешних устройств для измерения и оценки величин измерения напряжения растяжения;figa-3D - various embodiments of external devices for measuring and evaluating the magnitude of the measurement of tensile stress;

фиг.4 - разрез варианта выполнения изобретения;4 is a sectional view of an embodiment of the invention;

фиг.5 - головка установочного инструмента с датчиками, и5 is a head installation tool with sensors, and

фиг.6 - графики напряжения растяжения для различных устанавливаемых частей в зависимости от времени.6 is a graph of tensile stress for various installable parts depending on time.

В последующем описании имеется в виду преимущественно процесс установки заклепки, т.е. установка заклепки. Однако при этом описываемая установка заклепки содержит установку заклепки для клепки вслепую, гайки-пистона и, в частности, также установку болта с запирающим кольцом, даже если это не указывается в явном виде. Если для соответствующего варианта выполнения необходима другая головка, насадка, патрон или другой зажим, то специалист в данной области техники может выполнить согласование с действительными требованиями.In the following description, the installation process of the rivet, i.e. installation of a rivet. However, the described rivet installation comprises the installation of a rivet for blind riveting, a piston nut and, in particular, also installing a bolt with a locking ring, even if this is not indicated explicitly. If a different head, nozzle, chuck or other clamp is needed for the respective embodiment, then one skilled in the art can coordinate with the actual requirements.

На фиг.1 схематично показан первый вариант выполнения инструмента для установки заклепки согласно изобретению. Инструмент 1 для установки заклепки содержит головку 2 с регулировочной гайкой 22 для размещения заклепки 20, корпус 6 и рукоятку 16. С помощью приводимого в действие вручную спускового устройства 18 приводится в действие натяжное устройство внутри инструмента для установки заклепки, которое соединено с устройством для захвата стержня или штифта заклепки 20, так что штифт втягивается в инструмент. При этом устройство для захвата стержня или штифта заклепки предпочтительно содержит патрон с двумя или более зажимными колодками. Натяжное устройство опирается на головку 2 инструмента для установки заклепки, так что воздействующее на штифт заклепки напряжение растяжения преобразуется в давление, действующее между головкой и натяжным устройством. В головке 2 находится чувствительный блок 3 предпочтительно с пьезоэлектрическим датчиком, который измеряет давление, возникающее между головкой 2 и натяжным устройством при растяжении штифта заклепки. Датчик создает сигнал электрического напряжения, по существу пропорциональный напряжению растяжения. Это электрическое напряжение передается непосредственно через кабель 8 во внешнее устройство 12 для измерения и оценки величин измерения напряжения растяжения или сначала усиливается чувствительным блоком, при этом в этом случае передается усиленный сигнал.1 schematically shows a first embodiment of a tool for installing a rivet according to the invention. The rivet installation tool 1 comprises a head 2 with an adjusting nut 22 for accommodating the rivet 20, a housing 6 and a handle 16. Using a manually-operated release device 18, a tension device is actuated inside the rivet installation tool, which is connected to the rod gripping device or rivet pin 20, so that the pin is pulled into the tool. Moreover, the device for gripping the stud or pin of the rivet preferably contains a cartridge with two or more clamping pads. The tension device rests on the head 2 of the rivet installation tool, so that the tensile stress acting on the rivet pin is converted to the pressure acting between the head and the tension device. In the head 2 there is a sensing unit 3, preferably with a piezoelectric sensor, which measures the pressure arising between the head 2 and the tensioner when the rivet pin is stretched. The sensor produces a voltage signal substantially proportional to the tensile stress. This electrical voltage is transmitted directly via cable 8 to an external device 12 for measuring and evaluating tensile stress measurement values or is first amplified by a sensing unit, in which case an amplified signal is transmitted.

Кроме того, в закрепленной на рукоятке части 14 может быть расположена собственная электронная схема оценки, которая содержит, например, электронное счетное устройство с функцией даты и времени.In addition, in the portion 14 fixed to the handle, a proprietary electronic evaluation circuit may be located which comprises, for example, an electronic calculating device with a date and time function.

В качестве альтернативного решения передача во внешнее устройство оценки может выполняться не по кабельному соединению, а с помощью соответствующих устройств для передачи и приема инфракрасных, ультразвуковых и радиосигналов. В частности, может быть создан инструмент для установки заклепки с возможностью передачи сигналов через сеть мобильной радиосвязи в терминал, за счет чего между инструментом для установки заклепки и внешним блоком оценки может быть значительное расстояние.As an alternative solution, transmission to an external evaluation device may be carried out not via a cable connection, but using appropriate devices for transmitting and receiving infrared, ultrasonic and radio signals. In particular, a tool for installing a rivet can be created with the ability to transmit signals through a mobile radio communication network to a terminal, due to which there can be a significant distance between the tool for installing a rivet and an external evaluation unit.

Инструмент 1 для установки заклепки в этом варианте выполнения имеет еще датчик 4 пути, который через устройство для измерения положения натяжного устройства определяет мгновенное положение натяжного устройства и передает через кабельное соединение 10 во внешнее устройство 12. Датчик пути может быть, например, оптоэлектронным или же индуктивным датчиком пути.The rivet installation tool 1 in this embodiment also has a path sensor 4, which, through the device for measuring the position of the tensioner, determines the instantaneous position of the tensioner and transmits via cable connection 10 to the external device 12. The path sensor can be, for example, optoelectronic or inductive track sensor.

На фиг.2 показаны графики изменения напряжения растяжения в зависимости от времени в ходе циклов установки заклепки. При этом график 100 показывает типичный ход изменения напряжения растяжения при оптимальных условиях и имеет минимум напряжения растяжения. Вплоть до этого минимума создаваемая натяжным устройством инструмента для установки заклепки сила растяжения сжимает головку заклепки. После этого сила растяжения снова увеличивается, пока не разорвется штифт заклепки, и напряжение растяжения резко падает до нуля.Figure 2 shows graphs of changes in tensile stress versus time during rivet installation cycles. In this case, the graph 100 shows a typical course of change in tensile stress under optimal conditions and has a minimum tensile stress. Up to this minimum, the tensile force created by the tensioner of the tool for installing the rivet compresses the rivet head. After that, the tensile force increases again until the rivet pin breaks, and the tensile stress drops sharply to zero.

Графики 101, 102 и 103 показывают ход изменения напряжения растяжения при не оптимальных условиях. При этом график 101 показывает ход изменения напряжения растяжения при слишком большом диаметре отверстия. В этом случае минимум между двумя максимумами не так глубок, как в оптимальном случае, и проявляется в слегка более поздний момент времени. Кроме того, в случае слишком большого диаметра отверстия до разрывания штифта необходимо прикладывать более высокое напряжения растяжения, а разрыв происходит в несколько поздний момент времени.Graphs 101, 102 and 103 show the course of the change in tensile stress under not optimal conditions. In this case, graph 101 shows the course of the change in tensile stress with a too large diameter of the hole. In this case, the minimum between the two maxima is not as deep as in the optimal case, and appears at a slightly later point in time. In addition, if the hole diameter is too large, it is necessary to apply a higher tensile stress before breaking the pin, and the gap occurs at a somewhat late point in time.

График 102 показывает ход изменения напряжения растяжения при не полностью введенной в отверстие заклепке, а график 103 - при процессе клепки без материала, т.е. без установки заклепки в отверстие в стальном листе. В обоих случаях минимум напряжения растяжения, а также момент разрыва штифта находятся в более поздний момент времени по сравнению с ходом кривой при оптимальных условиях.Graph 102 shows the course of the change in tensile stress with a rivet not completely inserted into the hole, and graph 103 - during the riveting process without material, i.e. without installing rivets in the hole in the steel sheet. In both cases, the minimum tensile stress, as well as the moment the pin breaks, are at a later point in time compared to the course of the curve under optimal conditions.

На основании этих графиков понятно, что ход изменения напряжения во времени может давать подробную информацию о состоянии устанавливаемой заклепки.Based on these graphs, it is clear that the course of the voltage change in time can give detailed information about the state of the installed rivet.

На фиг.3А-3D показаны варианты выполнения внешних устройств для измерения и оценки величин измерения напряжения растяжения согласно изобретению.3A-3D show embodiments of external devices for measuring and evaluating tensile stress measurement values according to the invention.

На фиг.3А схематично показан блок 24 оценки, который через кабельное соединение 8 соединен с чувствительным блоком 3 инструмента 1 для установки заклепки. Вместо кабельного соединения 8 чувствительный блок и блок оценки могут быть соединены друг с другом через приемо-передающее устройство для инфракрасных, ультразвуковых или радиосигналов, при этом датчик оснащен соответственно передатчиком и/или приемником.3A schematically shows an evaluation unit 24, which is connected via cable connection 8 to the sensing unit 3 of a rivet tool 1. Instead of cable connection 8, the sensing unit and the evaluation unit can be connected to each other via a transceiver for infrared, ultrasonic or radio signals, while the sensor is equipped with a transmitter and / or receiver, respectively.

Блок 24 оценки содержит жидкокристаллический указатель 26 и элементы 28 управления. На жидкокристаллическом указателе отображаются текущие результаты измерений, например максимально достигаемое напряжение растяжения. Результаты измерения и оценки получают с помощью соответствующей измерительной электроники в блоке 24. С помощью элементов управления можно вводить различные функции, такие как проведение опорного измерения, пороговые величины для сообщений предупреждения или восстановление текущих измерительных величин.The evaluation unit 24 comprises a liquid crystal pointer 26 and control elements 28. The LCD displays current measurement results, such as the maximum tensile stress achieved. Measurement and evaluation results are obtained using the corresponding measuring electronics in block 24. Using the controls, you can enter various functions, such as conducting a reference measurement, threshold values for warning messages, or restoring current measurement values.

На фиг.3В показано расширение этой системы, при этом к блоку 24 оценки подключено через кабельное соединение 30 печатающее устройство 32. С помощью печатающего устройства 32 можно выдавать текущие результаты измерения и другие данные. Печатающим устройством можно управлять, например, с помощью элементов 28 управления.FIG. 3B shows an extension of this system, with a printing device 32 connected to the evaluation unit 24 via cable connection 30. Using the printing device 32, current measurement results and other data can be output. The printing device can be controlled, for example, using the controls 28.

На фиг.3С показан вариант выполнения, в котором величины измерения чувствительного блока 3 инструмента для установки заклепки можно передавать через кабельное соединение 8 в вычислительное устройство 34 в качестве блока оценки. Для этого вычислительное устройство, предпочтительно персональный компьютер, может быть снабжен подходящей платой, на которой расположена электроника для оценки передаваемых величин измерения напряжения. Например, величины измерения напряжения с равномерными интервалами переводятся в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя и затем могут обрабатываться с помощью подходящего программного обеспечения. Обработанные данные измерения и результаты оценки затем отображаются на экране 36 вычислительного устройства.FIG. 3C shows an embodiment in which the measurement values of the sensing unit 3 of the rivet tool can be transmitted via cable connection 8 to the computing device 34 as an evaluation unit. For this, a computing device, preferably a personal computer, can be equipped with a suitable board on which electronics are located to evaluate the transmitted voltage measurement values. For example, voltage measurement values at regular intervals are digitized using an analog-to-digital converter and can then be processed using suitable software. The processed measurement data and evaluation results are then displayed on the screen 36 of the computing device.

На фиг.3D показан другой вариант выполнения, в котором несколько инструментов для установки заклепки через кабельные соединения 81, 82, 83 и 84 соединены с блоком 38 оценки. На фиг.4 показан в качестве примера вариант выполнения для четырех инструментов для установки заклепки. Однако эту конструкцию можно расширить на любое количество инструментов. Конструкцию можно применять также для отдельного инструмента для установки заклепки. Каждый инструмент для установки заклепки соединяется с одним из модулей 381-384 блока 38 оценки.3D shows another embodiment in which several tools for installing rivets through cable connections 81, 82, 83 and 84 are connected to the evaluation unit 38. FIG. 4 shows, by way of example, an embodiment for four rivet mounting tools. However, this design can be extended to any number of tools. The design can also be used for a separate rivet installation tool. Each rivet mounting tool is connected to one of the modules 381-384 of the evaluation unit 38.

Блок 38 оценки в свою очередь соединен через соединение 40 с сетевым узлом 42, из которого данные могут распределяться в несколько компьютеров 341-344.The evaluation unit 38 is in turn connected through a connection 40 to a network node 42 from which data can be distributed to several computers 341-344.

На фиг.4 показан в разрезе вариант выполнения изобретения, с помощью которого можно пояснить принцип измерения напряжения растяжения. В корпусе 6 расположен гидравлический цилиндр 50. В цилиндре 50 движется гидравлический поршень 52, на котором закреплен ходовой вал, который передает создаваемое поршнем усилие на установленный на нем патрон 56. Если поршень создает направленное по стрелке усилие за счет подачи под давлением гидравлической жидкости в отрезок 51 цилиндра, то сначала сжимаются зажимные колодки 58 за счет перемещаемого назад патрона 56, пока не будет захвачен и зажат находящийся между ними штифт заклепки. Затем зажимные колодки тянут штифт заклепки далее в головку 2 инструмента для установки заклепки, пока он не оторвется от упирающейся в регулировочную гайку головки заклепки. Поршень может приводиться в действие также гидропневматически, при этом с помощью пневматического поршня, который может быть расположен, например, в показанной на фиг.1, закрепленной на рукоятке части 14, можно подавать под давлением гидравлическую жидкость в гидравлический цилиндр 50.Figure 4 shows a sectional view of an embodiment of the invention, with which you can explain the principle of measuring tensile stress. A hydraulic cylinder 50 is located in the housing 6. A hydraulic piston 52 is moved in the cylinder 50, on which a running shaft is fixed, which transfers the force generated by the piston to the cartridge 56 mounted on it. If the piston generates a directional arrow as a result of applying hydraulic fluid to the cut 51 of the cylinder, the clamping blocks 58 are first compressed by the backwardly moving chuck 56 until the rivet pin located between them is gripped and clamped. The clamping pads then pull the rivet pin further into the head 2 of the rivet installation tool until it comes off the rivet head resting on the adjusting nut. The piston can also be actuated hydropneumatically, while using a pneumatic piston, which can be located, for example, shown in figure 1, mounted on the handle of the part 14, it is possible to supply hydraulic fluid under pressure to the hydraulic cylinder 50.

За счет оказываемого патроном 56 усилия растяжения на головку 2 воздействует давление. Головка 2 закреплена на корпусе 6 так, что давление передается не непосредственно на гильзу головки 2, а через расположенную между головкой и корпусом часть 31 из пьезоэлектрического материала. Возникающее за счет этого пьезоэлектрическое напряжение затем передается с помощью электрических соединений 60 и 62 в подходящее соединительное гнездо 64. Датчик давления может быть также соединен с подходящей измерительной и оценочной электроникой, интегрированной в сам инструмент для установки заклепки.Due to the tensile force exerted by the cartridge 56, pressure is applied to the head 2. The head 2 is mounted on the housing 6 so that the pressure is not transmitted directly to the sleeve of the head 2, but through the portion 31 made of piezoelectric material located between the head and the housing. The resulting piezoelectric voltage is then transmitted via electrical connections 60 and 62 to a suitable connection socket 64. The pressure sensor can also be connected to suitable measuring and evaluation electronics integrated in the rivet mounting tool itself.

На фиг.5 показана на виде сверху головка для установочного инструмента согласно изобретению. Видна регулировочная гайка 22 головки 2. Вокруг регулировочной гайки 22 расположены три датчика 70. При установке инструмента все три датчика соприкасаются с подлежащей креплению частью лишь тогда, когда инструмент находится под прямым углом к подлежащей креплению части. Тем самым можно контролировать, делает ли ошибку пользователь. Если инструмент установлен не под прямым углом, то электроника обеспечивает блокировку инструмента, т.е. процесс установки не может быть запущен.Figure 5 shows a top view of the head for the installation tool according to the invention. The adjustment nut 22 of the head 2 is visible. Three sensors 70 are located around the adjustment nut 22. When installing the tool, all three sensors are in contact with the part to be fixed only when the tool is at right angles to the part to be fixed. Thereby, it is possible to control whether the user makes a mistake. If the tool is not installed at a right angle, then the electronics lock the tool, i.e. The installation process cannot be started.

На фиг.6 показаны 4 графика, отображающие возникающее в процессе установки напряжение растяжения в зависимости от времени, при этом по оси х показано время, а по оси y - сила. График 90 показывает ход изменения силы в зависимости от времени при установке гайки-пистона. В этом случае сила сначала сильно увеличивается в упругой области, переходит в пластическую область и остается до конца установки примерно постоянной. Графики 91, 92 и 93 показывают ход изменения силы в зависимости от времени для различных заклепок для клепки вслепую. В данном случае сила также увеличивается в области пластической деформации, пока штифт заклепки не оборвется, и сила падает до нуля. Можно видеть, что кривые силы в зависимости от времени для различных заклепок сильно различаются. Поэтому необходимо инструмент программировать для определенных процессов установки. На основании отклонений от этих кривых можно уже распознавать ряд погрешностей. Если, например, для заклепки для клепки вслепую сила нарастает в упругой области позднее, то заклепка для клепки вслепую захватила лишь подлежащую установке часть. Если отверстие слишком широкое, то кривая в пластической области нарастает более плоско. Таким образом, за счет сравнения с хранящимися в памяти причинами погрешностей можно распознавать целый ряд ошибок. Можно измерять также кривую изменения силы в зависимости от пути или же как кривую изменения силы в зависимости от времени, так и кривую изменения силы в зависимости от пути. За счет оценки проведенных процессов установки можно точно определять идеальные величины и типичные отклонения при определенных причинах погрешностей. Оценку можно выполнять за счет установки различных заданных полей 94, 95, 96. Если прямая проходит справа от поля 94, то заклепка для клепки вслепую захватывает только подлежащую креплению часть, если переход из упругой в пластическую область происходит не точно в поле 95, то просверленное отверстие слишком широкое, или если напряжение растяжения не падает в поле 96 до нуля, то применяется неправильная заклепка. Точный анализ погрешности выполняется с помощью многих таких полей, через которые должен проходить процесс установки и которые позволяют распознавать причину погрешностей. За счет размещения в ряд отдельных полей исключаются также определенные причины погрешностей при выдерживании заданных величин. Если, например, выдерживается поле 94, то исключается не захватывание противоположной детали. Таким образом, возможна однозначная привязка причин различных погрешностей.Figure 6 shows 4 graphs showing the tensile stress arising during the installation process as a function of time, while the x axis shows time and the y axis shows force. Graph 90 shows the progress of the force versus time when installing the piston nut. In this case, the force initially greatly increases in the elastic region, passes into the plastic region and remains approximately constant until the end of the installation. Charts 91, 92, and 93 show the progress of the force versus time for various blind rivets. In this case, the force also increases in the area of plastic deformation until the rivet pin breaks and the force drops to zero. It can be seen that the force curves versus time for different rivets vary greatly. Therefore, it is necessary to program the tool for certain installation processes. Based on deviations from these curves, a number of errors can already be recognized. If, for example, for blind rivets, blind force increases later in the elastic region, then blind rivets only capture the part to be installed. If the hole is too wide, the curve in the plastic region grows more flat. Thus, by comparing with the causes of errors stored in memory, a number of errors can be recognized. You can also measure the curve of the change of force depending on the path, or the curve of the change of force depending on the time, and the curve of the change of force depending on the path. By evaluating the installation processes performed, it is possible to accurately determine ideal values and typical deviations for certain causes of errors. Evaluation can be performed by setting various specified fields 94, 95, 96. If the straight line passes to the right of field 94, then the rivet for riveting blindly captures only the part to be attached, if the transition from elastic to plastic does not occur exactly in field 95, then drilled the hole is too wide, or if the tensile stress does not drop in field 96 to zero, then the wrong rivet is applied. Accurate error analysis is performed using many of these fields through which the installation process must go and which allow you to recognize the cause of the errors. Due to the placement in a number of separate fields, certain causes of errors when maintaining specified values are also excluded. If, for example, a field 94 is maintained, then not gripping the opposite part is excluded. Thus, it is possible to unambiguously link the causes of various errors.

Claims

1. A tool for installing a rivet, comprising a head for accommodating a rivet, a device for gripping a rivet pin and a tension device connected to it, characterized in that it is provided with means for measuring the magnitude of the tensile stress generated by the tension device and / or the value characterizing the position of the tension device, and / or time from the beginning of the installation process, and / or the angle of installation of the tool for installing the rivet, a device for comparing the measured values with the values stored in the memory, and a device for determining from the causes of errors stored in the memory, the causes of deviations of the measured values from the values stored in the memory, while the installation of the installation tool at the wrong angle and / or using the wrong rivet and / or using a defective rivet, and / or non-compliance with the dimensions of the hole provided for the rivet, and / or the absence of a rivet in the installation tool, and / or the absence of a rivet trapping both parts that are joined together and / or using a defective installation tool.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the means for measuring the magnitude of the tensile stress generated by the tensioner comprises a strain gauge strip.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the means for measuring the magnitude of the tensile stress generated by the tensioner comprises a piezoelectric sensor.

4. The tool according to claim 1, characterized in that the means for measuring a value characterizing the position of the tensioner comprises a capacitive sensor for measuring the position of the tensioner.

5. The tool according to claim 1, characterized in that the means for measuring the installation angle of the installation tool comprises at least three sensors located on the tool head.

6. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with means for storing and / or further processing of data.

7. The tool according to claim 6, characterized in that the means for storing and further processing the data is configured to return to its original state, in particular, during maintenance of the tool.

8. The tool according to claim 6, characterized in that the device for comparing the measured values with the values stored in the memory, and / or means for storing and further processing the data contains an integrated circuit.

9. The tool according to claim 1, characterized in that it is configured to compare measured and stored values and / or memorize and further process the data therein.

10. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with an independent energy source for a device for comparing measured values with values stored in memory, and / or means for storing and further processing data made, for example, in the form of a battery.

11. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a counter for counting the number of rivet installation cycles and / or the number of errors and / or causes of errors.

12. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for determining the date and / or time.

13. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for transmitting measured values to an external unit.

14. The tool according to item 13, wherein the device for transmitting measured values to an external unit contains a device for transmitting infrared, or ultrasonic, or radio signals.

15. The tool according to item 13, wherein the device for transmitting measured values to an external unit contains a light guide.

16. The tool according to item 13, wherein the external unit contains a computing device.

17. The tool according to item 13, wherein the external unit contains a mobile radio terminal.

18. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for turning off the tool for installing the rivet and / or an indication of the cause of the errors, responsive to the signal generated in the event of a defective rivet installation process.

19. The tool according to p. 18, characterized in that it is equipped with an external unit for generating a signal in case of a defective rivet installation process.

20. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for connecting to a local communication network.

21. The tool according to claim 1, characterized in that the tensioning device comprises a running shaft, and the device for gripping the rivet pin - clamping pads for clamping the rivet pin.

22. The tool according to claim 1, characterized in that the tensioning device is made with an electric drive, in particular in the form of a battery, or with electro-hydraulic, or hydraulic, or hydropneumatic.

23. The tool according to p. 22, characterized in that it is equipped with a line for supplying compressed air or electric current and at least one additional line for transmitting measured values, while these lines together form a branch with connection.

24. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with an internal energy source, in particular a battery.

25. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for conducting a test cycle after switching on.

26. A method of controlling the rivet installation process, including introducing the rivet to be installed in the rivet installation tool, applying a tensile force to the rivet pin using a tensioner, measuring values arising during the installation of the rivet and comparing them with values stored in the memory, characterized in that they use the tool to set the rivet according to any one of claims 1 to 25 and determine from the reasons stored in the memory the causes of the errors causing the deviation of the measured values from those stored in the memory quantities.

27. The method according to p. 26, characterized in that during the installation of the rivet measure the magnitude of the tensile stress created by the tensioner and / or the value characterizing the position of the tensioner, and / or the time after the installation process, and / or the angle of installation installation rivets.

28. The method according to p. 26, characterized in that as the reasons for the errors stored in the memory, the tool is not installed at the correct angle, and / or the use of an incorrect rivet, and / or the use of a defective rivet, and / or non-observance of the dimensions provided for the rivet hole, and / or the absence of rivets in the tool, and / or the absence of rivet gripping both parts to be joined, and / or the presence of a defect in the riveting tool.

29. The method according to p. 26, characterized in that the magnitude of the tensile stress generated by the tensioner is measured using a strain gauge strip.

30. The method according to p, characterized in that the magnitude of the tensile stress created by the tensioner is measured using a piezoelectric sensor.

31. The method according to p, characterized in that the value characterizing the position of the tensioning device is measured using a capacitive sensor.

32. The method according to p. 26, characterized in that it counts the number of installation cycles of rivets, and / or the number of errors, and / or causes of errors.

33. The method according to p, characterized in that determine the date and / or time.

34. The method according to p, characterized in that information about the measured values, and / or errors, and / or causes of errors is transmitted to the external unit.

35. The method according to p. 28, characterized in that in the case of a defective installation process, the rivets respond to the generated signal and indicate the cause of the error and / or turn off the rivet installation tool.

36. The head of the tool for installing the rivet, characterized in that it is intended to be installed in the tool for installing the rivet according to claims 1 to 25.

37. A rivet mounting tool, comprising a head for accommodating a rivet, a device for gripping a rivet pin and a tension device connected to it, characterized in that it is provided with a device for measuring tensile stress generated by the tension device, comprising at least one piezoelectric sensor.

38. The tool according to clause 37, characterized in that it is equipped with a device for measuring the position of the tensioner.

39. The tool according to clause 37, wherein the piezoelectric sensor is a pressure sensor in the device for measuring the tensile stress created by the tension device.

40. The tool according to clause 37, wherein the tensioning device is made with an electric drive, for example, in the form of a battery, or with electro-hydraulic, or hydraulic, or hydropneumatic,

41. The tool according to clause 37, characterized in that it is equipped with a device for measuring and evaluating the measured values of tensile stress.

42. The tool according to paragraph 41, wherein the device for measuring and evaluating the measured values of tensile stress contains a counter of the installation cycles of the rivets.

43. The tool according to paragraph 41, wherein the device for measuring and evaluating the measured values of tensile stress contains a device for determining the date and / or time.

44. The tool according to clause 37, characterized in that it is equipped with a device for transmitting measured tensile stress values to an external unit.

45. The tool according to item 44, wherein the device for transmitting measured values of tensile stress contains a device for transmitting infrared, ultrasonic or radio signals.

46. The tool according to item 44, wherein the external unit contains a computing device.

47. The tool according to item 44, wherein the external unit contains a mobile radio terminal.

48. The tool according to clause 37, characterized in that it is equipped with a device for turning off the tool for installing the rivet, responsive to the signal generated in the event of a defective rivet installation process.

49. The tool according to p. 48, characterized in that it is equipped with an external unit to create a signal in case of a defective rivet installation process.

50. The tool according to clause 37, characterized in that it is equipped with a device for connecting to a local communication network.

51. The tool according to clause 37, wherein the tensioning device comprises a running shaft, and the device for gripping the rivet pin - clamping pads for clamping the rivet pin.

52. The head of the tool for installing the rivet, characterized in that it is intended to be installed in the tool for installing the rivet according to paragraphs 37-51.

53. A method for controlling the properties of a blind rivet, characterized in that tensile stresses are generated in the rivet pin using a rivet installation tool according to claims 1 to 25 and a change in the length of the rivet is measured, which is compared with a predetermined value.

54. The method according to item 53, wherein the rivets not included in the specified tolerance range are rejected.

55. The method according to item 53, wherein the rivets that are not within the specified tolerance range are marked in a persistent manner.

56. Rivet for blind riveting, characterized in that it is controlled by the method according to paragraphs 53-55.