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Stand der Technik
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Aus der Druckschrift
DE 10 2008 004 572 A1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines Schraubvorgangs bekannt. Die Vorrichtung weist eine Erfassungseinheit auf, die zu einer Identifizierung von zumindest einem zu verschraubenden Objekt und/oder einer Schraubstelle vorgesehen ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Schraubenerkennungsvorrichtung mit zumindest einer Erfassungseinheit vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Parameter einer Schraube zu erfassen, und mit zumindest einer Recheneinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von dem wenigstens einen Parameter wenigstens eine Schrauberkenngröße zu ermitteln. Unter einer „Schraubenerkennungsvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße und/oder zumindest einen Parameter einer Schraube zu erfassen. Vorzugsweise ist die Schraubenerkennungsvorrichtung insbesondere zudem dazu vorgesehen, eine erfasste Kenngröße und/oder einen erfassten Parameter auszuwerten und/oder zu verarbeiten. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter einer „Erfassungseinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einer Erfassung zumindest eines Signals, wie insbesondere eines optischen Signals, vorgesehen ist. Vorzugsweise soll unter einer „Erfassungseinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einer flächigen Erfassung von Signalen vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist die Erfassungseinheit von einer optischen Erfassungseinheit gebildet. Dabei soll unter einer „optischen Erfassungseinheit“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einer visuellen Erfassung, insbesondere in einem Bereich zumindest eines Blickwinkels, vorgesehen ist. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter „vorgesehen“ insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Parameter einer Schraube“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße der Schraube selbst, insbesondere unabhängig einer Umgebung und/oder unabhängig von einer Relativbewegung verstanden werden. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Parameter denkbar, wie insbesondere ein Oberflächenkennwert, ein Abmaß und/oder insbesondere eine Formkontur. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Schraube“ insbesondere ein Bauteil, vorzugsweise ein Verbindungselement, verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zur Herstellung einer Verbindung eine Drehbewegung zu vollziehen. Vorzugsweise weist die Schraube zumindest einen Kopf mit einer spezifischen Kopfform auf, in den ein spezifisches Werkzeug in Umfangsrichtung formschlüssig eingreifen und/oder den ein spezifisches Werkzeug in Umfangsrichtung formschlüssig umgreifen kann. Besonders bevorzugt weist die Schraube ein Gewinde, vorzugsweise ein Außengewinde, und/oder eine Ausnehmung in der Form einer geometrischen Schraube auf. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Recheneinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Unter einer „Schrauberkenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße eines Schraubers, wie insbesondere eines Akkuschraubers und/oder eines Schraubendrehers, und/oder eines Aufsatzes eines Schraubers, wie insbesondere eines Schrauberbits, verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Kenngröße eines Mitnahmeprofils des Schraubers und/oder des Aufsatzes des Schraubers verstanden werden. Bevorzugt soll darunter insbesondere eine Form und/oder eine Dimensionierung der Mitnahmekontur verstanden werden. Besonders bevorzugt ist die Schrauberkenngröße insbesondere von einer Schrauberbitkenngröße gebildet.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schraubenerkennungsvorrichtung kann eine besonders vorteilhafte und automatische Erfassung zumindest eines Parameters einer Schraube realisiert werden. Ferner kann dadurch eine genaue Ermittlung einer Schrauberkenngröße realisiert werden, wodurch vorteilhaft ein Ausprobieren vermieden werden kann. Des Weiteren kann dadurch eine optimale Auswahl eines Schraubers und/oder eines Aufsatzes des Schraubers erzielt werden, wodurch insbesondere Beschädigungen der Schraube vermieden werden können.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, eine von der Erfassungseinheit erfasste Fläche der Schraube mit in der Recheneinheit hinterlegten Masken zu vergleichen. Vorzugsweise ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, eine von der Erfassungseinheit erfasste Fläche eines Schraubenkopfs der Schraube mit in der Recheneinheit hinterlegten Masken zu vergleichen. Unter einer „Maske“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine virtuelle Datei verstanden werden, die zumindest eine vektorielle Information aufweist. Vorzugsweise soll darunter einer virtuelle Datei verstanden werden, die zumindest eine virtuelle Kontur einer Schraube, insbesondere einer Fläche eines Schraubenkopfs der Schraube, aufweist. Besonders bevorzugt sind die virtuellen Konturen dazu vorgesehen, mit Flächen und/oder Kanten einer Aufnahme der Erfassungseinheit, insbesondere bis zu einer Übereinstimmung verglichen zu werden. Vorzugsweise sind die Masken auf einer Speichereinheit der Recheneinheit hinterlegt. Besonders bevorzugt ist jeder Maske zumindest eine Schrauberkenngröße hinterlegt. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders schnelle und genaue Erfassung zumindest eines Parameters der Schraube realisiert werden. Ferner kann bei einer Übereinstimmung der Maske mit Flächen und/oder Kanten einer Aufnahme der Erfassungseinheit direkt auf eine Schrauberkenngröße rückgeschlossen werden. Dadurch kann beispielsweise von einer Schraube auf den benötigten Schrauber und/oder auf einen Aufsatz eines Schraubers rückgeschlossen werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die in der Recheneinheit hinterlegten Masken jeweils zumindest eine Skalierungsinformation aufweisen. Unter einer „Skalierungsinformation einer Maske“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Information verstanden werden, die eine Größe einer Maske auf einer Aufnahme der Erfassungseinheit beschreibt. Dadurch kann über die Recheneinheit insbesondere eine von einem Abmaß gebildete Schrauberkenngröße ermittelt werden. Ferner kann dadurch eine besonders genaue Schraubenkenngröße ermittelt werden.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Schraubenerkennungsvorrichtung zumindest ein Beleuchtungselement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Schraube lokal zu beleuchten. Vorzugsweise ist das zumindest eine Beleuchtungselement dazu vorgesehen die Fläche der Schraube zu beleuchten. Unter einem „Beleuchtungselement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zu einer Erzeugung eines Kunstlichts vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist das Beleuchtungselement von einer Leuchtdiode gebildet. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Beleuchtungselemente denkbar. Dadurch kann insbesondere eine voreilhafte Ausleuchtung von für die Erkennung wichtiger Teilbereiche der Schraube ermöglicht werden. Ferner kann dadurch ein vorteilhafter Kontrast der Aufnahmen der Erfassungseinheit realisiert werden, wodurch eine Auswertung der Recheneinheit vereinfacht werden kann.
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Zudem wird ein Handwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Schraubenerkennungsvorrichtung vorgeschlagen. Unter einem „Handwerkzeug“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Werkzeug, vorteilhaft jedoch ein Schraubendreher und/oder eine Handwerkzeugmaschine, verstanden werden. Dabei soll unter einer Handwerkzeugmaschine insbesondere eine werkstückbearbeitende Maschine, vorteilhaft jedoch eine Bohrmaschine, ein Schrauber und/oder ein Multifunktionswerkzeug, verstanden werden. Dadurch kann insbesondere ein Handwerkzeug bereitgestellt werden, mit dem direkt eine Schrauberkenngröße ermittelt werden kann.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Handwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Schraubenerkennungsvorrichtung und mit einem Aufsatz in einer schematischen Darstellung,
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2 einen Teilausschnitt des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs mit der erfindungsgemäßen Schraubenerkennungsvorrichtung und einen Teilausschnitt einer Schraube in einer schematischen Darstellung und
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3 die Schraube in einer alternativen schematischen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Handwerkzeug 22 mit einer erfindungsgemäßen Schraubenerkennungsvorrichtung 10 und mit einem Aufsatz 24. Das Handwerkzeug 22 ist von einem Schraubendreher gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Handwerkzeug 22 von einem Akkuschrauber gebildet ist. Das Handwerkzeug 22 weist eine Griffeinheit 26 und eine Klingeneinheit 28 auf. Die Griffeinheit 26 und die Klingeneinheit 28 sind einstückig ausgebildet. An einem von der Griffeinheit 26 abgewandten Ende der Klingeneinheit 28 ist ein Aufsatzaufnahmebereich 30 angeordnet. Der Aufsatzaufnahmebereich 30 ist einstückig mit der Klingeneinheit 28 ausgebildet. In dem Aufsatzaufnahmebereich 30 ist der Aufsatz 24 angeordnet. Der Aufsatz 24 ist von einem Schrauberbit gebildet. Der Aufsatz 24 ist lösbar in dem Aufsatzaufnahmebereich 30 gehalten. Auf einem von der Klingeneinheit 28 abgewandten Ende der Griffeinheit 26 ist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 ist einstückig mit der Griffeinheit 26 ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Schraubenerkennungsvorrichtung von der Griffeinheit 26 getrennt ausgebildet ist.
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Die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 weist eine Erfassungseinheit 12 auf, die dazu vorgesehen ist, Parameter einer Schraube 14 zu erfassen. Ferner weist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 eine Recheneinheit 16 auf, die dazu vorgesehen ist, abhängig von den Parametern Schrauberkenngrößen zu ermitteln. Die Erfassungseinheit 12 und die Recheneinheit 16 sind in einem Gehäuse 32 der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Erfassungseinheit 12 ist von einer Kamera gebildet. Ferner ist die Erfassungseinheit 12 in einem von der Griffeinheit 26 abgewandten Bereich der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 angeordnet und ragt in einer von der Griffeinheit 26 abgewandten Richtung durch eine Öffnung 34 aus dem Gehäuse 32. Die Erfassungseinheit 12 ist über eine Datenleitung mit der Recheneinheit 16 verbunden. Die Recheneinheit 16 weist ein nicht weiter sichtbares Speicherelement und ein nicht weiter sichtbares Prozessorelement auf.
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Ferner weist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 ein Schalterelement 36 auf. Das Schalterelement 36 ist zu einer Aktivierung und zu einer Deaktivierung der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 vorgesehen. Des Weiteren weist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 eine nicht weiter sichtbare Energiespeicheraufnahmeeinheit auf. Die Energiespeicheraufnahmeeinheit ist zu einer Aufnahme eines Energiespeicherelements vorgesehen. Zudem weist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 eine Ausgabeeinheit 38 auf. Die Ausgabeeinheit 28 ist von einem Display gebildet. Die Ausgabeeinheit 38 ist auf dem Gehäuse 32 der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Ausgabeeinheit 38 ist über eine Datenleitung mit der Recheneinheit 16 verbunden. Die Ausgabeeinheit 38 ist dazu vorgesehen, eine von der Recheneinheit 16 ermittelte Schrauberkenngröße auszugeben.
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Die Recheneinheit 16 ist dazu vorgesehen, eine von der Erfassungseinheit 12 erfasste Fläche 18 der Schraube 14 mit in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken zu vergleichen. Die in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken sind auf dem nicht weiter sichtbaren Speicherelement der Recheneinheit 16 abgespeichert. Die Masken sind von Datensätzen gebildet, die jeweils eine Kontur einer Fläche einer Schraube wiedergeben. Die Erfassungseinheit 12 macht in einem Erfassungsbetrieb dauerhaft Aufnahmen. Die Recheneinheit 16 wertet die Aufnahmen der Erfassungseinheit 12 aus. Wird von der Erfassungseinheit 12 die Fläche 18 der Schraube 14 aufgenommen, wird diese von der Recheneinheit 16 ausgewertet. Dabei wird die Fläche 18 mit den in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken verglichen, bis eine Übereinstimmung gefunden werden konnten. Dabei wird eine Übereinstimmung der Form der Maske mit einer Form der Fläche 18 überprüft (2).
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Die in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken weisen jeweils Skalierungsinformationen auf. Die in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken weisen vollständig auf der Recheneinheit 16 hinterlegte Abmaße auf. Bei einem Vergleich der Fläche 18 der Schraube 14 mit den in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken, wird neben der Form zudem eine Größenübereinstimmung überprüft. Zu den in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken sind jeweils Schrauberkenngrößen hinterlegt. Die Schrauberkenngrößen sind von spezifischen Schrauberbitkenngrößen gebildet, und zwar von einer Bitform und einer Bitgröße (2).
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Ferner weist die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 zwei Beleuchtungselemente 20, 20‘ auf, die dazu vorgesehen sind, die Schraube 14 lokal zu beleuchten. Die Beleuchtungselemente 20, 20‘ sind dazu vorgesehen, die Fläche 18 der Schraube 14 zu beleuchten. Ferner sind die Beleuchtungselemente 20, 20‘ dazu vorgesehen, andere Bereiche 40 der Schraube 14 weitestgehend unbeleuchtet zu lassen. Die Beleuchtungselemente 20, 20‘ sind jeweils von einer Leuchtdiode gebildet. Die Beleuchtungselemente 20, 20‘ sind jeweils an Fortsätzen 42, 42‘ des Gehäuses 32 der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Fortsätze 42, 42‘ ragen in einem von der Griffeinheit 26 des Handwerkzeugs 22 abgewandten Bereich der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 aus einem Rest des Gehäuses 32 der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 (3).
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In einem Betrieb der Schraubenerkennungsvorrichtung 10 wird in einem ersten Schritt die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 über das Schalterelement 36 durch einen Bediener aktiviert. Anschließend muss die Schraubenerkennungsvorrichtung 10 von einem Bediener in der Form über die zu erkennende Schraube 14 bewegt werden, dass die Öffnung 34 in dem Gehäuse 32 der Schraubenerkennungsvorrichtung 10, durch welche die Erfassungseinheit 12 ragt, über der Schraube 14 angeordnet ist (2). Die Klingeneinheit 28 des Handwerkzeugs 22 ist dabei von der Schraube 14 abgewandt. In dieser Stellung wird die Fläche 18 von den Beleuchtungselementen 20, 20‘ beleuchtet und der Bereich 40 bleibt verhältnismäßig dunkel. Dabei macht die Erfassungseinheit 12 eine Aufnahme der Schraube 14, wie sie in der 3 zu sehen ist. Von der Recheneinheit 16 wird die Fläche 18 erkannt und die Recheneinheit 16 speichert eine Standaufnahme ab. Anschließend vergleicht die Recheneinheit 16 die auf der Standaufnahme identifizierte Fläche 18 mit den in der Recheneinheit 16 hinterlegten Masken. Wird eine Übereinstimmung gefunden, werden die zu der übereinstimmenden Maske hinterlegten Schrauberkenngrößen abgefragt. In einem nächsten Schritt werden die Schrauberkenngrößen auf der Ausgabeeinheit 38 ausgegeben. Die Schrauberkenngrößen werden in Form einer Bitform und einer Bitgröße ausgegeben. Ein Bediener kann nun entsprechend der Anzeige auf der Ausgabeeinheit 38 seinen Aufsatz 24 wählen und in den Aufsatzaufnahmebereich 30 einsetzten. Im Falle eines Aufsatzmagazins innerhalb des Handwerkzeugs 22 wäre es zudem denkbar, dass das Handwerkzeug 22 einen passenden Aufsatz automatisch ausgibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008004572 A1 [0001]
