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Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät, umfassend einen Elektromotor zu dessen Antrieb, insbesondere ein Werkzeug durch Durchführung von Arbeiten an einem Werkstück oder zur Bearbeitung eines Werkstückes wie Schraubgeräte oder Bohrgeräte.
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Die üblichen Arbeitsgeräte dieser Art haben sich grundsätzlich bewährt. Bei Arbeiten im industriellen Bereich, insbesondere beim Einsatz in der Automobilbranche, in der Flugzeugindustrie und in der Raumfahrtindustrie oder im Servicebereich kommen in der Regel teure und hochkomplexe Arbeitsgeräte zum Einsatz, welche auch in der Lage sind ganze Arbeitsprozesse selbsttätig durchzuführen. Der Bediener muss das Arbeitsgerät lediglich in die korrekte Position bringen und dort halten, bis der Arbeitsprozess erledigt ist. Um einschlägige Vorschriften und Normen einzuhalten müssen die Arbeitsprozesse prozesssicher durchgeführt werden. An den Bediener dieser Arbeitswerkzeuge werden dementsprechend hohe Ansprüche gestellt. Bedienfehler wirken sich unmittelbar auf die Qualität der durchgeführten Arbeiten aus und bringen hohe Kostenrisiken mit sich. Bei einem Wechsel des zu bearbeitenden Werkstückes oder Änderungen der durchzuführenden Arbeiten an einem Werkstück muss der Werker gegebenenfalls neu instruiert werden. Hiermit ist ein Einarbeitungsaufwand verbunden. Bei Fragen des Werkers oder bei auftretenden Fehlern während des Programmablaufs wird der Arbeitsablauf unterbrochen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät, ein Verfahren und eine Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Arbeitsgerät gemäß der Merkmalskombinationen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Das erfindungsgemäße Arbeitsgerät ist tragbar und kann somit ohne den Einsatz zusätzlicher Hilfsmittel leicht transportiert werden. Es ist außerdem dafür ausgebildet, dass es während seines Betriebs von einem Benutzer ohne zusätzliche Hilfsmittel in der Hand gehalten werden kann. Vorzugsweise umfasst das Arbeitsgerät einen Akku, um die Energieversorgung während des Betriebs sicher zu stellen. Denkbar ist jedoch auch, dass das Arbeitsgerät mittels einer Kabelverbindung mit Energie versorgt wird.
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Das Arbeitsgerät umfasst ein Bilderfassungsmittel, vorzugsweise einen Bilderfassungssensor, wie beispielsweise einen CCD-Sensor, mittels dessen die erfasste Bildinformation in computerlesbare Bilddaten umwandelbar ist. Das Bilderfassungsmittel ist vorzugsweise in das Gehäuse des Arbeitsgerätes integriert. Alternativ kann das Arbeitsgerät auch eine Anordnung umfassen, mittels der ein zuvor genanntes Bilderfassungsmittel mit dem Werkzeug elektrisch und/oder mechanisch verbunden werden kann. Beispielsweis könnte das Bilderfassungsmittel in einem solchen Falle in einem separaten Gehäuse angeordnet sein, welches vorzugsweise am Gehäuse des Arbeitsgerätes mechanisch angeordnet oder eingebracht werden kann, zum Beispiel in einer dafür vorgesehenen Aussparung am Gehäuse des Arbeitsgerätes. Dies hätte den Vorteil, dass das Bilderfassungsmittel leicht nachrüstbar ist und als Zusatzoption für das Arbeitsgerät angeboten werden kann. In der Aussparung wäre dann auch ein elektrischer Anschluss, beispielsweise ein Steckverbinder vorzusehen, so dass die Bilddaten von einem nachgerüsteten Bilderfassungsmittel in das Gehäuse des Arbeitsgerätes übertragbar sind. In jedem Falle muss eine elektrische Verbindung vorgesehen werden, welche sicherstellt, dass die Bilddaten von einem externen oder integrierten Bilderfassungsmittel übertragen werden können. Hierbei kann es sich sowohl um eine kabelgebundene Verbindung oder um eine Funkverbindung handeln.
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Somit ist die Grundlage geschaffen, um die Umgebung des Arbeitsgerätes elektronisch zu erfassen und darauf basierend die Bedienung des Arbeitsgerätes weiter zu automatisieren, so dass die Bedienung des Arbeitsgerätes vereinfacht werden kann.
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Vorteilhafte Aus- oder Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung.
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Es ist bevorzugt, dass das Arbeitsgerät ausgebildet ist, um eine Anbindung an eine Steuerung zu realisieren, wobei die Steuerung vorzugsweise vom Arbeitsgerät umfasst ist und geeignet ist, in sich geschlossene Arbeitsabläufe vollautomatisch zu steuern. Neben der Anwahl von Funktionen des Arbeitsgerätes stellt die Steuerung in sich geschlossene Programmabläufe bereit, mittels derer ganze Arbeitsabläufe vollständig automatisiert werden können. Der Umfang der Programmabläufe ist entweder bereits vorgegeben oder der Bediener kann neue Programmabläufe hinzufügen beziehungsweise vorhandene Programmabläufe durch neue Programmabläufe ersetzen. Die Steuerung könnte prinzipiell auch außerhalb des Arbeitsgeräte angeordnet sein. In einem solchen Falle wäre eine Verbindung zwischen dem Arbeitsgerät und der Steuerung vorzusehen. Diese Verbindung könnte kabelgebunden oder funkbasiert realisiert werden. Im letzteren Falle wäre im Arbeitsgerät dann ein Funkmodul (WLAN, Bluetooth, Mobilfunkmodule: LTE, UMTS etc.) vorzusehen. Die Existenz einer solchen Steuerung vereinfacht die zuvor beschriebene Automatisierung des Betriebs des Arbeitsgerätes, deshalb ist die Steuerung derart realisiert, dass diese die übergeordnete Kontrolle über alle Funktionen des Arbeitsgerätes hat.
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Es ist auch bevorzugt, dass das Arbeitgerät ausgebildet ist, um eine Anbindung des Bilderfassungsmittels an ein Bildverarbeitungsmittel zu realisieren, wobei das Bildverarbeitungsmittel vorzugsweise vom Arbeitsgerät umfasst ist. Hinzu kommt ein externer oder in das Arbeitsgerät integrierter Datenspeicher, mittels dessen die vom Bilderfassungsmittel erfassten Bilddaten in digitaler Form abspeicherbar sind. Das Bildverarbeitungsmittel dient auch dazu, die erfasste Bildinformation zu anaylsieren und mit Referenz-Bildinformationen zu vergleichen. Die Referenz-Bildinformationen sind ebenfalls im Bilddatenspeicher abgelegt. Das Bildverarbeitungsmittel ist derart ausgebildet, dass das Ergebnis der Analyse an die Steuerung weitergegeben oder von der Steuerung abgefragt werden kann, so dass die Steuerung vom Analyseergebnis abhängige Aktionen auslösen kann. Konkret könnte es sich bei dem erfassten Bild um das Bild eines Werkstückes handeln, welches mittels des Arbeitsgerätes zu bearbeiten ist oder an welchem mittels des Arbeitsgeräten Arbeiten auszuführen sind. Das Bildverarbeitungsmittel analysiert das Bild des erfassten Werkstückes und vergleicht es mit Bildern eines Referenz-Werkstückes, welches beispielsweise die im Bilddatenspeicher oder in einer gegebenenfalls übergeordneten Datenbank abgelegt ist. Ergibt die Analyse, dass die Bilder übereinstimmen, so kann vollautomatisch mittels der Steuerung unter Berücksichtigung des Analyseergebnisses ein zu dem Werkstück passender Programmablauf oder eine geeignete Arbeitsgerätefunktion ausgeführt werden, ohne dass der Bediener detaillierte Kenntnisse über die zum Werkstück passenden Programmabläufe/Funktionen haben muss. Unter dem Begriff Funktionen werden vom Benutzer am Arbeitsgerät vornehmbare Einstellungen verstanden, während unter dem Begriff Programmabläufe vom Benutzer auswählbare und in sich abgeschlossene Arbeitsabläufe verstanden werden. Vorzugsweise ist die Bildverarbeitung mittels der Steuerung realisiert, d. h. in die Firmware für die Bildverarbeitung Teil der Firmware der Steuerung, ablaufend auf demselben Prozessor. So werden Einarbeitungsphasen der Bediener reduziert und beim Wechsel einer auszuführenden Arbeitsaufgabe kann ein möglichst reibungsloser Übergang ermöglicht werden kann.
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Es ist weiter bevorzugt, dass das ein Bildanzeigemittel beispielsweise in Form eines Diaplays mit integrierter oder separater Ansteuerlogik umfasst ist, an dem auch das mittels des Bildverarbeitungsmittels erfasste Bild darstellbar ist. Zusätzlich kann das Bildanzeigemittel derart ausgebildet sein, dass mindestens eine zusätzliche Bildinformation gleichzeitig und überlagert zu dem dem erfassten Bild darstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Bediener das Werkstück am Bildanzeigemittel visuell wahrnehmen kann und dass Zusatzinformationen für den Bediener unmittelbar am Abbild des Werkstückes visualisiert werden können. Mittels des Bildanzeigemittels können auch während der Durchführung der Arbeitsaufgabe auftretende Fehler visualisiert werden, z. B. ein während der Arbeitsaufgabe erfasster aufgabenspezifischer Parameter entspricht nicht der Spezifkation (z. B. das spezifikationsgemäß geforderte Drehmoment für eine Schraube an einer bestimmten Werkstückstelle).
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Während eines mittels des Arbeitsgerätes durchgeführten Arbeitsablaufes treten geräteinterne mechanische oder elektrische Veränderungen auf, welche mittels entsprechender Kenngrößen erfassbar sind. Beispielsweise kann es sich hierbei um auf die Mechanik des Arbeitsgerätes einwirkende Kräfte handeln, welche mittels Kraftsensoren wie Dehnungsmessstreifen, elektrisch erfassbar sind oder es kann sich um elektrische Kenngrößen, wie beispielsweise der im Elektromotor auftretende Strom und dergleichen handeln. Bevorzugt ist zumindest ein Messmittel umfasst, welches derartige Kenngrößen während des Betriebs des Arbeitsgerätes erfassen und an die Steuerung weiterleiten kann. Dies dient dazu, die Abläufe weiter zu automatisieren und beispielsweise während eines Programmablaufes auftretende Veränderungen am oder im Gerät mit in die Gerätesteuerung einzubinden, um beispielsweise einen Soll-/Istvergleich durchzuführen.
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Bevorzugt umfasst das Arbeitsgerät einen mittels des Elektromotors antreibbaren Abtrieb, vorzugsweise mit einer Koppelstelle für eine Vorrichtung, so dass mittels des Arbeitsgerätes die Durchführbarkeit von Arbeiten an einem Werkstück wie Schraubarbeiten, Crimparbeiten, Nietarbeiten, Nagelarbeiten, Stanzarbeiten, Schweißarbeiten oder vergleichbare Fügearbeiten realisiert. Zur Durchführung von Schraubarbeiten wird beispielsweise eine Vorrichtung in Form einer Nuss oder ein Schrauberbit unter Verwendung der Koppelstelle mit dem Abtrieb verbunden. Zur Durchführung von Nietarbeiten oder Stanzarbeiten wird beispielsweise ein Futter zur Aufnahme von Nieten vorgesehen. Für die weiter genannten Arbeiten wären geeignete bekannte Vorrichtungen auszuwählen und mit dem Abtrieb zu verkoppeln. Bei der Anwendung Schweißen ist das Bilderfassungsmittel dazu ausgebildet, um die von der Schweißzange auszuführenden Schweißarbeiten optisch zu erfassen und die Bilddaten an eine Schweißsteuerung weiterzuleiten. Der Elektromotor dient in diesem Falle zur Positionierung der Schweißzangenarme/Schweißelektroden.
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Alternativ kann ein mittels des Elektromotors antreibbarer Abtrieb vorgesehen werden, welcher zur Aufnahme eines Werkzeuges derart ausgebildet ist, dass mittels des Arbeitsgerätes die Durchführbarkeit von Arbeiten zur Bearbeitung eines Werkstückes wie Bohrarbeiten, Fräsarbeiten, Schleifarbeiten und dergleichen realisiert ist. Bei Bohrarbeiten käme ein Bohrfutter zum Einsatz. Für die weiter genannten Arbeiten wären geeignete bekannte Vorrichtungen auszuwählen und mit dem Abtrieb zu verbinden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines zuvor genannten Arbeitsgerätes umfasst die Schritte der Erfassung der unmittelbaren Umgebung des Arbeitsgerätes und die Umwandlung der erfassten Bildinformation in computerlesbare Bilddaten, wobei mittels eines vorgesehenen Bildverarbeitungsmittels die Bilddaten analysiert werden und wobei das Analyseergebnis bei der Steuerung des Arbeitsgerätes berücksichtigt wird.
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Weitere optionale Schritte bestehen darin, dass das Analyseergebnis bei der Auswahl eines für das Arbeitsgerät vorgesehenen Programms zur Abarbeitung eines vollständig und in sich geschlossenen Arbeitsablaufes berücksichtigt wird oder dass das Umgebungsbild an einem vom Arbeitsgerät umfassten Bildanzeigemittel, vorzugsweise zusätzlich mit für das Umgebungsbild relevanten Zusatzinformationen, für einen Bediener sichtbar dargestellt wird. Zusätzlich können die Zusatzinformationen von einer übergeordneten Einrichtung stammen, welche mit dem Arbeitsgerät in Kommunikationsverbindung steht, wobei vorzugsweise auch Bilddaten vom Arbeitsgerät an die übergeordnete Einrichtung übertragen werden.
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Ergänzt man die Hardware des Arbeitsgerätes mit einem Mikrofon oder mit einem Mikrofoneingang und/oder mit einem Lautsprecher oder einem Lautsprecherausgang, so könnte der Bediener mit einer Person kommunizieren, welche an der übergeordneten Einrichtung anwesend ist. Diese Person könnte gleichzeitig das von der Kamera übermittelte Bild an einem Bildschirm der Einrichtung sehen und den Bediener des Arbeitsgerätes mittels eingeblendeter Informationen am Display des Arbeitsgerätes und/oder mittels Sprachinstruktionen instruieren. Die Übertragung von Toninformationen zwischen Werker und Arbeitsgerät könnte beispielsweise auch mittels einer Bluetooth-Sprechgarnitur erfolgen, welche der Bediener an seinem Körper trägt. In diesem Fall wird das Arbeitsgerät noch mit einem Bluetoothmodul ausgestattet.
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Weiter umfasst die Erfindung eine Anordnung mit einem Roboter oder mit einer Maschine und mit einem Arbeitsgerät wie oben beschrieben. Die Analyseergebnisse des Bildverarbeitungsmittels könnten somit auch bei der Maschinensteuerung oder der Robotersteuerung berücksichtigt werden. Die oben offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Beispiele sind nicht abschließend zu sehen. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee wäre prinzipiell auch bei Arbeitsgeräten denkbar, welche außerhalb industrieller Anwendungen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Arbeitsgeräte für Handwerker oder Endverbraucher.
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Nachfolgend werden im Rahmen der nachfolgend genannten Figuren Anwendungsbeispiele für die Erfindung erläutert, dabei zeigt 1 ein Gerät zur Durchführung von Schraubaufgaben und 2 ein Gerät zur Durchführung von Einpressarbeiten sowie 3 eine Schweißzange.
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Das Gerät gemäß 1 dient zur Durchführung von Schraubaufgaben – als Handschrauber oder als stationäre Schraubspindel ausgebildet – und umfasst ein Gehäuse 110. Das Gehäuse 110 wiederum umfasst mindestens einen Abtrieb 111, ein Getriebe 113 und einen Motor 114 und vorzugsweise noch einen Drehmomentaufnehmer 112 und einen Rotorlagegeber 115. Der Abtrieb 111 ist mittels des Motors 114 und unter Verwendung des Getriebes 113 antreibbar. Von dem Gehäuse 110 des Schraubers ist ein integriertes Schraubprozesssteuermittel 116 zur Durchführung eines in sich vollständig abgeschlossenen Schraubprozesses umfasst. Der Schrauber ist zumindest zeitweise autark und unabhängig von einer übergeordneten Schraubprozesssteuerung 131 betreibbar, mittels der internen Steuermittels 116. Der Schrauber kann mit der übergeordneten Schraubprozesssteuerung 131 oder auch mit anderen Einrichtungen 131, 126 per Funk 129 (z. B. Access-Point/Router) kommunizieren sowie Daten mit diesen Einrichtungen 131, 126 austauschen (Schraubprogramm, Ergebnisdaten und dergleichen). Das Schraubprozesssteuermittel 116 umfasst als Komponenten mindestens einen Mikroprozessor 117 mit Speicher 117a oder eine Speicheraufnahmevorrichtung 117b und vorzugsweise zusätzlich ein Messmodul 118 und einen Servoverstärker 119. Der Eingang des Messmoduls 118 ist mit dem Ausgang des Drehmomentaufnehmers 112 verbunden 123. Der Servoverstärker 119 ist mit dem Rotorlagegeber 115, mittels einer Verbindung 122 und mit dem Messmodul 118 mittels einer weiteren, separaten Verbindung 127 verbunden. Die Verbindung 127 ist ein Datenbus, welcher eine Querkommunikation zwischen den Komponenten 117, 118, 119, 120 ermöglicht. Der Motor 114 kann unter Berücksichtigung der Rotorlage und der Ausgangsdaten des Drehmomentaufnehmers 112 mittels eines vom Mikroprozessor 117 ausführbaren Schraubprogramms gesteuert werden. Der Mikroprozessor 117 liest das Schraubprogramm aus dem Speicher 117a oder aus einer in die Speicheraufnahmevorrichtung 117b eingefügten Flash-Speicherkarte aus. Eingabe-/Ausgabeeinheiten 120 als weitere umfasste Komponenten realisieren eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (z. B. zwischen Schrauber und Bediener durch Tastatur und Display) und/oder eine Maschine-Maschine-Schnittstelle (z. B. zwischen Schrauber und PC durch Datenschnittstellen) vorzugsweise mit Visualisierung von für den Schraubprozess relevanten Daten (z. B. mittels eines Farbdisplays 124) für den Bediener. Nahe am Abtrieb 111 oder unmittelbar am Abtrieb 111 ist das Bilderfassungsmittel 132 angeordnet oder eine Anordnung 133 zur mechanischen beziehungsweise elektrischen Anbindung eines zuvor genannten Bilderfassungsmittels 132 vorgesehen. Das Schraubprozesssteuermittel 116 übernimmt gleichzeitig die Funktion der Bildverarbeitung/Bildanalyse 130.
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Die auf der Erfindung basierenden Funk-Akkuschrauber der Anmelderin umfassen alle nötigen Details zur Realisierung von sicherheitskritischen Verschraubungen wie Ergebnis-Speicherung, Ergebnisausgabe und Ergebnisdokumentation. Ein integrierter Sender 121 überträgt die Verschraubungsdaten per Funk an eine Empfangsstation 128, 131 beispielsweise unter Einbindung eines Access-Points. Bei einem auftretenden kurzzeitigen Funkschatten puffert die integrierte Elektronik die Daten im Schrauber und gibt sie weiter, sobald wieder eine Funkverbindung 129 besteht. Das gewährleistet eine 100%-Dokumentation aller Vorgänge und sorgt für eine hohe Verfügbarkeit und trägt entscheidend zur Prozesssicherheit bei.
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Die komplett integrierte Steuerungs- und Leistungselektronik hebt die Aufteilung auf mehrere, über Leistungs- und Kommunikationskabel verbundene, Komponenten quasi auf. Zur Parametrierung und Werkerinformation an den Schraubern steht ein Farbdisplay 124 zur Verfügung. Eine integrierte lichtstarke LED sorgt auch bei wechselnden Lichtverhältnissen stets für eine optimale Ausleuchtung der Schraubstelle. Aus der farblichen Hinterlegung der Displayanzeige (z. B. rot/grün) kann man auf das Ergebnis der gerade von der Spindel hergestellten Schraubverbindung schließen. Mit der Erfindung werden Drehmomente bis 50 Nm erreicht und Lithium-Ionen-Akkus sorgen für einen sicheren Betrieb. Am Display 124 können auch die vom Bilderfassungsmittel 132, 133 generierten Bildinformationen und die von dem Schraubprozesssteuermittel 116 oder einer übergeordneten Einrichtung 128, 131 zur Verfügung gestellten Zusatzbildinformationen eingeblendet werden. Audiovorrichtungen (Mikrofoneingang, Lautsprecherausgang beziehungsweise Mikrofon oder Lautsprecher) 126 und/oder ein Bluetoothmodul 125 zur Audiodatenübertragung stellen die akustische Anbindung des Bedieners des Arbeitsgerätes an eine übergeordnete Einrichtung 128, 131 sicher.
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Das Gerät gemäß 2 dient zur Durchführung von Einpressarbeiten und ist als Nietsetzgerät konzipiert, welches zum Setzen von aus einer Niethülse und einem abreißbaren Nietdorn bestehenden Blindnieten oder Blindmuttern dient. Es handelt sich um ein Akkugerät für den Handbetrieb. Vorgesehen ist ein Gerätekopf 210 mit Mundstück zum Halten des Nietdorns. Entlang derselben Achse 213 sind angrenzend zueinander der Gerätekopf 210 und/oder ein Kraftsensor mit Nietdorndurchführung 209 und/oder eine Trapez- oder Kugelumlaufspindel 207 mit Nietdorndurchführung und/oder vorzugsweise ein Nietdornbehälter 212 angeordnet. Der während der Montage vom Mundstück gehaltene Nietdorn kann somit nach dessen Abriss durch die zuvor genannten Komponenten 210, 209, 207 hindurch bis zum Nietdornbehälter 212 geführt werden. Die Trapez- oder Kugelumlaufspindel 207 wird mittels eines Elektromotors 205, vorzugsweise in Verbindung mit einem Getriebe 206, ggf. mit Versatz, angetrieben. An der Trapez- oder Kugelumlaufspindel 207 ist ein Wegesensor 208 angeordnet, welcher den von der Trapez- oder Kugelumlaufspindel 207 zurückgelegten Weg direkt oder indirekt, mittels des von der Trapez- oder Kugelumlaufspindel 207 zurückgelegten Drehwinkels, erfassen kann. Alternativ könnte der Wegesensor 208 auch am Motor 205 angeordnet sein. Bezugszeichen 211 kennzeichnet eine Steuerelektronik mit Kommunikationsmodul und Display, welche zumindest teilweise auch vom Gehäuse umfasst sein kann. Der Nietdornbehälter 212 kann auch zumindest teilweise nur vom Gehäuse umfasst sein. Elektrisch versorgt wird die gesamte zuvor genannte Anordnung mittels eines Akkus 201, dazu ist ein Kabelbaum 203 vorgesehen. Zum Ein- und Ausschalten dient der Startschalter 204. Bezugszeichen 202 kennzeichnet die Schnittstelle mit Leistungselektronik zur Ansteuerung des Motors 205. Zumindest die Komponenten 202, 203, 205, 206, 207, 208, 209 sind vollständig vom Gehäuse des Nietsetzgerät umschlossen, vorzugsweise auch noch die Komponente 211. Die Steuerelektronik 211 ist mit einem Datenspeicher ausgestattet und derart mit den Sensoren 208, 209 verbunden, dass diese die von den Sensoren während eines Setzvorgangs kontinuierlich gelieferte Datenmenge im Datenspeicher speichern und/oder auswerten kann. Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Nietsetzgerät ein Funkmodul 214, vorzugsweise ein WLAN-Modul und/oder Mobilfunk-Modul (GSM/G3/G4), zur drahtlosen Übertragung von Prozessdaten oder abgespeicherten Daten an eine übergeordnete Steuerung 215. Beide Module könnten auch alternierend beispielsweise abhängig von der Signalqualität und der Anbindung an Datennetze aktiviert werden. Unter Prozessdaten werden kontinuierliche Datenströme verstanden, welche während des Setzvorganges von Blindnieten oder Blindnietmuttern mittels der Kraft- und Wegsensorik erzeugt werden und damit für einen spezifischen Setzvorganges charakteristischen Daten darstellen, welche unter anderem eine Qualitätsanalyse zulasssen (Kraft-Weg-Daten). Eine solche Qualitätsanalyse kann unter Heranziehung von Referenzdatensätzen (Kraft-Weg-Daten) entweder mittels der internen Steuerelektronik 211 und/oder mittels einer übergeordneten Einrichtung 215 durchgeführt werden. Dasselbe gilt für die Bildverarbeitung und die damit verbundenen Bilddaten. Im Display der integrierten Geräte-Steuerelektronik 211 können somit neben einer reinen OK/NOK – Information (NOK = Nicht OK) an den Benutzer auch Kraft-Weg-Kurven oder darauf bezogene Analyseergebnisse angezeigt werden. Eine übergeordneten Einrichtung 215 bedient sich hierzu eines externen Displays. Derartige Analysen erlauben es dann die Kraft-Weg-Diagramme einer jeden einzelnen Nietverbindung, welche innerhalb einer Fertigungslinie realisiert wurde, zu bewerten. Vom Gerätekopf 210 ist das Bilderfassungsmittel 216 umfasst oder eine Anordnung 217 zur mechanischen beziehungsweise elektrischen Anbindung eines zuvor genannten Bilderfassungsmittels 206 an das Nietsetzgerät vorgesehen. Die Steuerelektronik 211 übernimmt gleichzeitig die Funktion der Bildverarbeitung/Bildanalyse, alternativ wird dies von der übergeordneten Einrichtung 215 erledigt, welche mittels Funk mit dem Nietsetzgerät kommuniziert.
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Das Gerät gemäß 3 ist ein Schweißroboter 301 und dient zur Durchführung einer Schweißverbindung mittels einer Schweißzange 302. Das Bilderfassungsmittel 303 oder eine entsprechende Aufnahmevorrichtung für ein derartiges Bilderfassungsmittel 303 ist in die Schweißzange 302 integriert, welche am schwenkbaren Arm des Roboters gelenkig gelagert ist und alle Bewegung des Armes mitmacht. Die Schweißsteuerung (nicht gezeigt) umfasst das Bildverarbeitungsmittel. Bei den oben gezeigten Anwendungen wird erfindungsgemäß nahe an demjenigen Teil des Arbeitsgerätes, welches im Betrieb einem Werkstück zugewandt ist, eine CCD-Kamera angeordnet, mittels welcher die zu erledigende Arbeitsaufgabe elektronisch erfassbar ist. Die Bildverarbeitungssoftware berechnet Kameraposition und/oder Kamerarichtung, so dass das Werkstück 1:1 virtuell elektronisch abbildbar ist. Eine Bildverarbeitung umfasst auch eine Bilderkennung, welche das Bild einer Arbeitsaufgabe zuordnet und veranlasst, dass das passende Ablaufprogramm für die zu erledigende Arbeitsaufgabe automatisch von der Steuerung geladen und ausgeführt wird. Falls das Ablaufprogramm auf der Steuerung nicht vorhanden ist, könnte es jetzt auch beispielsweise von einer übergeordneten Einrichtung 215, 31, 16 zunächst geladen und dann zur Ausführung bereitgestellt werden. Die Erfindung würde auch bei einem Arbeitsgerät mit zentraler Steuerung 215, 31, 26 fuktionieren. Hier müssten jedoch Maßnahmen vorgesehen werden, damit die Bildinformation an die zentrale Steuerung übertragen wird. Mittels WLAN oder kabelgebundener Lösungen wäre dies machbar. Die oben beschrienen Ideen eignen sich prinzipiell für alle Werkzeuge, mittels derer komplexe Arbeiten von einem Bediener durchzuführen sind und welche an eine Steuerung angebunden sind, speziell für Arbeiten, welche unter hohem Zeitdruck und bei hohen Qualitätsaforderungen durchzuführen sind, beispielsweise im Automobilbau oder im Flugzeugbau mittels Schraubgeräten, Schweißgeräten, Nietgeräten, Stanzgeräten, Bohrgeräten und dergleichen. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
