DE102016209746A1

DE102016209746A1 - Method for monitoring the functionality of a working device and implement

Info

Publication number: DE102016209746A1
Application number: DE102016209746.6A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Ruhs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit eines Arbeitsgerätes, das zur Durchführung eines Arbeitsprozesses, bei dem in wenigstens einer Arbeitsphase (P₁) ein Bearbeitungselement mit Kraft beaufschlagt wird und in wenigstens einer Leerlaufphase (P₂, P₃) das Bearbeitungselement nicht mit Kraft beaufschlagt wird, verwendbar ist, wobei wenigstens eine Messgröße (F, I), die zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebs des Arbeitsgerätes verwendbar ist, während des Betriebs erfasst wird, und wobei, wenn ein Wert der wenigstens einen Messgröße (F, I) während der wenigstens einen Leerlaufphase (P₂, P₃) um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert (∆F) von einem Vergleichswert (F₂, F₃) abweicht, auf eine Funktionseinschränkung des Arbeitsgerätes geschlossen wird, sowie ein solches Arbeitsgeräte. The invention relates to a method for monitoring a functional capability of a working device, which is subjected to a processing element in at least one working phase (P ₁ ) with a force and in at least one idling phase (P ₂ , P ₃ ), the processing element not with Force is applied, wherein at least one measured variable (F, I), which is used for monitoring and / or controlling an operation of the implement, is detected during operation, and wherein, if a value of the at least one measured variable (F, I) during the at least one idle phase (P ₂ , P ₃ ) by more than a predetermined threshold value (.DELTA.F) of a comparison value (F ₂ , F ₃ ) differs, is closed to a function restriction of the implement, and such a working equipment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit eines Arbeitsgerätes, das zur Durchführung eines Arbeitsprozesses verwendbar ist, sowie ein solches Arbeitsgerät. The present invention relates to a method for monitoring a functionality of a working device, which can be used to carry out a working process, as well as such a working device.

Stand der Technik State of the art

Bei Montagearbeiten, insbesondere im industriellen Bereich, kommen Arbeitsgeräte, insbesondere mobile Arbeitsgeräte bzw. Handwerkzeuge wie Nietgeräte, Clinchgeräte, Stanzgeräte und Schraubgeräte, zum Einsatz, die einfach und flexibel handhabbar sind. Dazu können solche Arbeitsgeräte bspw. von einem Benutzer aufgenommen, benutzt und wieder zurückgelegt werden. For assembly work, especially in the industrial sector, work equipment, in particular mobile tools or hand tools such as riveting, clinching, punching and screwdriving equipment, are used, which are easy and flexible to handle. For this purpose, such implements can, for example. Received by a user, used and covered again.

Weiterhin kommen in der industriellen Fertigung, bspw. im Automobilbau, auch stationäre Arbeitsgeräte bzw. Anlagen als Schraub-, Stanz-, Clinch- oder Nietgeräte zum Einsatz. Furthermore, in industrial manufacturing, for example. In the automotive industry, and stationary equipment or systems as screw, punching, clinching or riveting tools are used.

Für eine gewisse Prozesssicherheit kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die mit dem Arbeitsgerät durchzuführenden und/oder durchgeführten Montagevorgänge, bspw. das Festdrehen einer Schraube oder das Setzen eines Niets bei jedem Arbeitsprozess bzw. Montagevorgang möglichst gleich sind. For a certain degree of process reliability, it may be advantageous if the assembly operations to be carried out and / or carried out with the work implement, for example the tightening of a screw or the setting of a rivet, are as similar as possible during each work process or assembly process.

Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit anzugeben, Funktionseinschränkungen bei Arbeitsgeräten zu erkennen. It is therefore desirable to provide a way to detect functional limitations in implements.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit eines Arbeitsgerätes sowie ein solches Arbeitsgerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a method for monitoring a functional capability of a working device and such a working device with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit eines Arbeitsgerätes, das zur Durchführung eines Arbeitsprozesses, bei dem in wenigstens einer Arbeitsphase ein Bearbeitungselement, z.B. ein Werkstück oder ein Verbindungsmittel wie ein Niet oder eine Schraube, mit Kraft beaufschlagt wird und in wenigstens einer Leerlaufphase das Bearbeitungselement nicht mit Kraft beaufschlagt wird, verwendbar ist. Hierbei wird wenigstens eine Messgröße, die zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebs des Arbeitsgerätes verwendbar ist, während des Betriebs erfasst, und es wird, wenn ein Wert der wenigstens einen Messgröße während der wenigstens eine Leerlaufphase um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert von einem Vergleichswert abweicht, auf eine Funktionseinschränkung des Arbeitsgerätes geschlossen. A method according to the invention serves to monitor a functioning of a working device which, for carrying out a working process, in which in at least one working phase a machining element, e.g. a workpiece or a connecting means such as a rivet or a screw, is acted upon by force and in at least one idle phase, the processing element is not acted upon by force, is usable. In this case, at least one measured variable that can be used for monitoring and / or controlling an operation of the implement is detected during operation, and it is, if a value of at least one measured variable during the at least one idle phase by more than a predefinable threshold of a comparison value deviates, closed to a functional restriction of the implement.

Bei solchen Arbeitsgeräten werden in der Regel verschiedene Messgrößen während des Betriebs erfasst und zur Steuerung des Betriebs verwendet, um einen gewünschten Betrieb zu erreichen. So kann bspw. bei Nietgeräten eine Kraft, die auf einen Niet oder dessen Dorn als Bearbeitungselement ausgeübt wird, erfasst und so gewählt werden, dass zum einen der Niet sicher in zu verbindende Materialien eingebracht wird, und dass zum anderen aber nicht unnötig viel Kraft aufgewendet wird, was auch zu Beschädigungen führen könnte. In such implements, typically, various measures are collected during operation and used to control operation to achieve desired operation. Thus, for example, in riveting a force that is exerted on a rivet or its mandrel as a processing element, detected and selected so that on the one hand, the rivet is securely introduced into materials to be joined, and that on the other hand but not unnecessarily spent a lot of power which could also lead to damage.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es nun, durch Abgleich eines Werts der wenigstens einen Messgröße mit einem Vergleichswert in der wenigstens einen Leerlaufphase eine Funktionseinschränkung zu erkennen oder zumindest auf eine solche zu schließen. Bei der wenigstens einen Leerlaufphase handelt es sich um solche Phasen, in denen keine Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraftdurch das Arbeitsgerät erfolgt. Während bspw. während eines Anziehens eines Dorns eines Niets, was einer Arbeitsphase entspricht, die den Dorn beaufschlagende Kraft ansteigt und insbesondere auch von der Art des Niets bzw. Dorns abhängt, sollte der Wert der Kraft (oder auch anderer Messgrößen) während Leerlaufphasen ohne solche Beaufschlagung in etwa konstant und/oder sehr einfach vorherbestimmbar sein. Indem nun genau in wenigstens eine solchen Leerlaufphase ein Abgleich vorgenommen wird, kann sehr einfach und sicher auf eine Funktionseinschränkung wie bspw. eine Schwergängigkeit geschlossen werden. Der Schwellwert kann dabei je nach Wunsch und/oder Arbeitsgerät gewählt werden, so dass bspw. sehr schnell auf eine Funktionseinschränkung geschlossen wird, oder aber auch eine gewisse Toleranz berücksichtigt wird. Nachdem auf eine Funktionseinschränkung geschlossen wurde, kann dies bspw. auf geeignete Weise, bspw. graphisch und/oder akustisch im Sinne eines Warnhinweises mitgeteilt werden. Denkbar ist auch eine Abschaltung des Arbeitsgerätes, um weitere Schäden zu verhindern. Auch ist es dabei denkbar, zwei unterschiedliche Schwellwerte für einerseits lediglich einen Warnhinweis und andererseits eine Abschaltung zu verwenden. Auf diese Weise können nicht nur eine optimierte Überwachung und Qualität des Arbeitsgerätes erreicht, sondern auch die Prozesssicherheit und damit die mit dem Arbeitsgerät erreichte Qualität des Arbeitsprozesses erhöht werden. The proposed method now makes it possible to detect or at least to infer a function restriction by balancing a value of the at least one measured variable with a comparison value in the at least one idling phase. The at least one idling phase involves those phases in which no force is applied to the processing element by the implement. For example, while during a tightening of a mandrel of a rivet, which corresponds to a working phase, the mandrel impinging force increases and in particular also depends on the type of rivet, the value of the force (or other measurands) during idle periods should be zero Applying be approximately constant and / or very easily predictable. By now exactly in at least one such idle phase a balance is made, can be closed very easily and safely to a functional limitation such as. A stiffness. The threshold value can be selected as desired and / or working device, so that, for example, very quickly to a functional restriction is closed, or even a certain tolerance is taken into account. Once a functional restriction has been concluded, this can be communicated, for example, in a suitable manner, for example graphically and / or acoustically in the sense of a warning. It is also conceivable a shutdown of the implement to prevent further damage. It is also conceivable to use two different threshold values for a warning only on the one hand and a shutdown on the other hand. In this way, not only an optimized monitoring and quality of the implement can be achieved, but also the process reliability and thus the quality of the work process achieved with the implement can be increased.

Vorzugsweise umfasst die wenigstens eine Leerlaufphase eine Testlaufphase und/oder eine Rückholphase einer beweglichen Komponente des Arbeitsgerätes, die zur Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraft verwendet wird, nach Beaufschlagung des Bearbeitungselements und/oder eine Endphase nach der Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraft mittels der beweglichen Komponente vor einer Umkehr einer Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente und/oder eine Anfangsphase vor der Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraft mittels der beweglichen Komponente. Preferably, the at least one idle phase comprises a test run phase and / or a return phase of a movable component of the implement, which is used to apply force to the processing element, after loading the processing element and / or an end phase after the loading of the machining element with force by means of the movable component before a reversal of a direction of movement of the movable component and / or an initial phase before the application of force to the machining element by means of the movable component.

Bei einer solchen Testlaufphase kann es sich bspw. um einen Testlauf ohne Bearbeitungselement handeln. Bei einer Rückholphase kann es sich bspw. im Falle eines Nietgeräts um die Rückholung bzw. Rückführung eines Stempels (der hier einer beweglichen Komponente entspricht) oder im Fall eines Blindnietgeräts um die Rückführung eines Zugstabs handeln, nachdem ein Nietvorgang abgeschlossen ist. Ebenso gibt es nach dem Ende der Beaufschlagung und vor der Rückholphase (also vor einer Bewegungsumkehr der beweglichen Komponente) bspw. bei einem Blindnietgerät eine Phase (hier als Endphase bezeichnet), in der die Kraft im Wesentlichen konstant ist, da der Zugstab, nachdem der Dorn des Blindniets abgetrennt ist, noch geringfügig weiterbewegt wird. Auch eine Anfangsphase, während die bewegliche Komponente, z.B. ein Stempel, schon bewegt wird, aber das Bearbeitungselement noch nicht erreicht hat, ist eine geeignete Leerlaufphase. Such a test run phase may, for example, be a test run without a processing element. In the case of a riveting device, a return phase can be, for example, the retrieval or return of a punch (which here corresponds to a movable component) or, in the case of a blind riveting tool, the return of a pull rod after a riveting operation has been completed. Likewise, after the end of the application and before the return phase (ie before a reversal of motion of the movable component), for example, in a blind riveter, there is a phase (referred to herein as end phase) in which the force is substantially constant, since the tension rod, after the Mandrel of the blind rivet is separated, is still slightly further moved. Also an initial phase while the movable component, e.g. a stamp that has already been moved, but has not yet reached the processing element, is a suitable idling phase.

Bei diesen Leerlaufphasen sind die Messgrößen im Wesentlichen konstant, d.h. es tritt in der Regel nur ein gewisses Rauschen auf, sodass hier ein besonders einfacher Abgleich und damit auch eine besonders sichere und genaue Erkennung einer Funktionseinschränkung möglich ist. At these idling phases, the measured quantities are substantially constant, i. There is usually only a certain amount of noise, so that a particularly simple adjustment and thus a particularly secure and accurate detection of a functional restriction is possible.

Vorteilhafterweise umfasst die wenigstens eine Messgröße eine auf die bewegliche Komponente des Arbeitsgerätes, die zur Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraft verwendet wird, ausgeübte Kraft und/oder ein auf die bewegliche Komponente ausgeübtes Drehmoment und/oder eine lineare oder Rotationsgeschwindigkeit der beweglichen Komponente. Während bei einem Nietgerät die bewegliche Komponente bspw. ein Stempel, über den der Niet mit Kraft beaufschlagt wird, oder ein Zugstab, über den der Dorn des Niets mit Kraft beaufschlagt wird, sein kann, so kann bei einem Schraubgerät die bewegliche Komponente bspw. ein Montagekopf bzw. Spannfutter sein, in den bzw. das ein Bit oder ähnliches zur Kopplung mit einer Schraube eingesetzt werden kann. Während eines Arbeitsprozesses, d.h. einer Beaufschlagung des Bearbeitungselements mit Kraft, wird bei einer solchen beweglichen Komponente bspw. die Kraft bzw. das Drehmoment erfasst und überwacht, um den Arbeitsprozess, also bspw. das Eindrücken eines Niets, das Anziehen eines Dorns eines Niets oder das Festdrehen einer Schraube, wie gewünscht zu erreichen. Während einer oder mehrerer der genannten Leerlaufphasen wird die bewegliche Komponente jedoch mit einer (zumindest im Wesentlichen) konstanten Kraft linear bzw. einem (zumindest im Wesentlichen) konstanten Drehmoment rotatorisch bewegt. Hier kann also sehr einfach ein Abgleich zu Erkennung einer Funktionseinschränkung vorgenommen werden. Advantageously, the at least one measured variable comprises a force exerted on the movable component of the working device, which is used to apply force to the machining element, and / or a torque exerted on the movable component and / or a linear or rotational speed of the movable component. While in a riveting tool, the movable component, for example, a punch over which the rivet is acted upon with force, or a tension rod, via which the mandrel of the rivet is acted upon with force may be, so in a screwdriver, the movable component, for example, a Mounting head or chuck, in or a bit or the like can be used for coupling with a screw. During a work process, i. In such a movable component, for example, the force or the torque is detected and monitored to the working process, ie, for example, the impressions of a rivet, the tightening of a mandrel of a rivet or the tightening of a screw, such as desired to reach. During one or more of said idling phases, however, the movable component is moved in a rotational manner with a (at least substantially) constant force linearly or with an (at least substantially) constant torque. Here, therefore, it is very easy to perform a comparison to detect a functional restriction.

Es ist von Vorteil, wenn die wenigstens eine Messgröße einen in einem Motor des Arbeitsgerätes fließenden Strom und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit des Motors umfasst. Mittels eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, werden bei Arbeitsgeräten die Kraft bzw. das Drehmoment erzeugt, das dann bspw. über geeignete Getriebe in eine gewünschte Bewegung, also bspw. eine lineare Bewegung oder ein Rotation des Montagekopfes mit einer bestimmten Geschwindigkeit umgesetzt wird. Diese an bzw. in einem Motor erfassbaren Messgrößen stellen damit weitere Messgrößen dar, anhand welcher eine Funktionseinschränkung erkannt werden kann. Aufgrund des in der Regel direkten Abhängigkeitsverhältnisses zwischen den Messgrößen des Motors und denjenigen der beweglichen Komponente sind auch hier die genannten Leerlaufphasen besonders gut geeignet zur Erkennung einer Funktionseinschränkung. It is advantageous if the at least one measured variable comprises a current flowing in a motor of the working device and / or a rotational speed of the motor. By means of a motor, in particular an electric motor, the power or the torque is generated at work equipment, which is then implemented, for example. By suitable transmission in a desired movement, so for example. A linear movement or rotation of the mounting head with a certain speed. These measured variables which can be detected on or in an engine thus represent further measured variables, by means of which a functional restriction can be recognized. Due to the usually direct dependency ratio between the measured variables of the motor and those of the movable component, the idling phases mentioned here are also particularly well suited for detecting a functional restriction.

Vorzugsweise wird der Vergleichswert aus einem für die wenigstens eine Leerlaufphase charakteristischen Verlauf der wenigstens einen Messgröße ermittelt. Ein solcher charakteristischer Verlauf kann bspw. anhand von Test- bzw. Prüfstandsmessungen ermittelt werden, der dann an geeigneter Stelle hinterlegt werden kann. Auf diese Weise kann der Vergleichswert sehr einfach und schnell erhalten werden. Preferably, the comparison value is determined from a characteristic of the at least one idle phase characteristic of the at least one measured variable. Such a characteristic profile can be determined, for example, on the basis of test or test bench measurements, which can then be stored at a suitable location. In this way, the comparison value can be obtained very easily and quickly.

Vorteilhafterweise wird wenigstens eine weitere Messgröße, die in einem Abhängigkeitsverhältnis zu der wenigstens einen Messgröße steht, erfasst, wobei anhand eines Vergleichs der wenigstens einen Messgröße mit der wenigstens einen weiteren Messgröße auf eine Funktionseinschränkung bei einer Ermittlung der wenigstens einen Messgröße, insbesondere eines der Ermittlung zugrundeliegenden Vorgangs und/oder eines verwendeten Sensors, geschlossen wird. Die weitere Messgröße hängt dabei also von der Messgröße ab. So steht bspw. der Strom im Motor in einem Abhängigkeitsverhältnis mit dem Drehmoment eines von dem Motor angetriebenen Montagekopfes (bei einem Schraubgerät) oder einer linearen Kraft auf einen Stempel oder Zugstab (bei einem Nietgerät). Die Rotationsgeschwindigkeit des Motors steht bspw. in einem Abhängigkeitsverhältnis mit einer Rotationsgeschwindigkeit des von dem Motor angetriebenen Montagekopfes (bei einem Schraubgerät) oder mit einer linearen Geschwindigkeit des Stempels oder Zugstabes (bei einem Nietgerät). Ein Drehwinkel des Motors steht bspw. in einem Abhängigkeitsverhältnis mit einer Winkelstellung des von dem Motor angetriebenen Montagekopfes (bei einem Schraubgerät) oder mit einer linearen Position des Stempels oder Zugstabes (bei einem Nietgerät). Das Abhängigkeitsverhältnis wird hier bspw. durch eine Getriebeübersetzung bestimmt. Durch einen Abgleich zweier solcher in einem Abhängigkeitsverhältnis zueinander stehender Messgrößen kann also die eine Messgröße überprüft werden. Dabei kann ein Fehler in einer Messgröße sowohl aus einem fehlerhaften Sensor als auch einem fehlerhaften Signal resultieren. Auf diese Weise können nicht nur eine Überwachung und Qualität des Arbeitsgerätes verbessert, sondern auch die Prozesssicherheit und damit die mit dem Arbeitsgerät erreichte Qualität des Arbeitsprozesses weiter erhöht werden. Nachdem auf diese Weise auf eine Funktionseinschränkung geschlossen wurde, können, auf gleiche Weise wie eingangs bereits erwähnt, ein Warnhinweis und/oder eine Abschaltung erfolgen. Advantageously, at least one further measured variable, which is in a dependency ratio to the at least one measured variable, is detected, wherein based on a comparison of the at least one measured variable with the at least one further measured variable to a functional restriction in a determination of the at least one measured variable, in particular one of the underlying detection Operation and / or a sensor used, is closed. The further measured variable thus depends on the measured variable. For example, the current in the motor is in a dependency relationship with the torque of a motor-driven mounting head (in a screwdriver) or a linear force on a punch or pull rod (in a riveting tool). The rotational speed of the motor is, for example, in a dependency ratio with a rotational speed of the motor-driven mounting head (at a screwdriver) or with a linear speed of the punch or tie rod (in a riveting tool). A rotation angle of the motor is, for example, in a dependency relationship with an angular position of the motor-driven mounting head (in a screwdriver) or with a linear position of the punch or tension rod (in a riveting tool). The dependency ratio is determined here, for example, by a gear ratio. By comparing two such measured variables which are in a relationship of dependency on one another, it is thus possible to check the one measured variable. In this case, an error in a measured variable can result from both a faulty sensor and a faulty signal. In this way, not only a monitoring and quality of the implement can be improved, but also the process reliability and thus the quality of the work process achieved with the implement can be further increased. Once it has been concluded in this way to a functional restriction, can be done in the same way as already mentioned, a warning and / or a shutdown.

Es ist von Vorteil, wenn als Arbeitsgerät ein Nietgerät, ein Stanzgerät, ein Clinchgerät oder ein Schraubgerät, insbesondere jeweils als mobiles Arbeitsgerät, verwendet wird. Bei einem Nietgerät kann insbesondere zwischen Stanz- und Blindnietgeräten unterschieden werden. Bei diesen Arten von Arbeitsgeräten handelt es sich um häufig in der industriellen Montage verwendete Arbeitsgeräte, sodass hier eine besonders hohe Qualität wünschenswert ist. Insbesondere bei mobilen Arbeitsgeräten ist diese Art der Erkennung einer Funktionseinschränkung besonders vorteilhaft, da keine zusätzlichen Komponenten nötig sind, die das Gewicht des Arbeitsgerätes erhöhen würden. It is advantageous if a riveting device, a punching device, a clinching device or a screwing device, in particular as a mobile working device, is used as the working device. In a riveting device can be distinguished in particular between punching and blind riveting. These types of implements are commonly used in industrial assembly equipment, so that a particularly high quality is desirable here. Particularly in the case of mobile working devices, this type of recognition of a functional restriction is particularly advantageous since no additional components are required which would increase the weight of the working device.

Ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät, insbesondere ein mobiles Arbeitsgerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An inventive working device, in particular a mobile working device, is, in particular programmatically, adapted to carry out a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Figurenbeschreibung figure description

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät in einer bevorzugten Ausführungsform, hier als Nietgerät. 1 shows an inventive implement in a preferred embodiment, here as a riveting tool.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, hier als Schraubgerät. 2 shows an inventive implement in another preferred embodiment, here as a screwdriver.

3 zeigt ein einen Kraft- und einen Stromverlauf beim Betrieb eines Nietgerätes. Detaillierte Beschreibung der Zeichnung 3 shows a force and a current profile during operation of a riveting tool. Detailed description of the drawing

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 100 in einer bevorzugten Ausführungsform, hier beispielhaft in Form eines mobilen Blindnietgeräts, insbesondere eines Mittelgriffnietgeräts, dargestellt. In 1 is an inventive implement 100 in a preferred embodiment, shown here by way of example in the form of a mobile blind riveting device, in particular a Mittelgriffnietgeräts.

Das Nietgerät 100 weist ein Gehäuse 140, einen Montagekopf 120, einen Akku 150 sowie eine Betätigungstaste 145 zum Betätigen der Nietfunktion des Nietgeräts 100 auf. Weiterhin ist eine Zugstange 130 als bewegliche Komponente vorgesehen, die von dem Montagekopf 120 bis zu einem Getriebe 131 reicht. Über das Getriebe 131 ist die Zugstange 130 mit einem Elektromotor 132 gekoppelt, über den auf die Zugstange 130 eine Kraft ausübbar ist, sodass die Zugstange 130 linear hin und her bewegt werden kann. An dem im Montagekopf 120 gelegenen Ende ist die Zugstange 130 derart ausgebildet, dass ein Dorn eines Blindniets als Bearbeitungselement aufgenommen und mit Kraft beaufschlagt werden kann. The riveting tool 100 has a housing 140 , a mounting head 120 , a battery 150 and an operation button 145 for actuating the riveting function of the riveting tool 100 on. Furthermore, a drawbar 130 provided as a movable component by the mounting head 120 up to a gearbox 131 enough. About the transmission 131 is the drawbar 130 with an electric motor 132 coupled, over the on the drawbar 130 a force is exercisable, so the drawbar 130 can be moved back and forth linearly. At the in the mounting head 120 located end is the drawbar 130 designed such that a mandrel of a blind rivet can be added as a processing element and acted upon with force.

Weiterhin ist eine Steuer- bzw. Recheneinheit 180 vorgesehen, auf der bspw. ein Anwendungsprogramm hinterlegt ist und das die nötige Elektronik zum Betrieb des Nietgeräts 100 aufweist. Bei dem Nietgerät 100 kann es sich insbesondere um ein sog. messendes Nietgerät handeln, d.h. es können bspw. Kräfte, die auf die Zugstange und damit auf den Dorn bzw. den Niet wirken, vorgegeben und überwacht, überprüft und/oder mitgeloggt werden. Furthermore, a control or computing unit 180 provided on the example. An application program is deposited and that the necessary electronics for the operation of riveting 100 having. In the riveting device 100 In particular, it may be a so-called measuring riveting tool, ie, for example, forces acting on the pull rod and thus on the mandrel or rivet may be predetermined and monitored, checked and / or logged.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät 200 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, hier beispielhaft in Form eines mobilen Schraubgeräts, insbesondere eines Mittelgriffschraubers, dargestellt. Es versteht sich, dass ein mobiles Schraubgerät auch andere Formen aufweisen kann, insbesondere bspw. die Form eines Winkelschraubers, für welchen die folgenden Ausführungen entsprechend gelten. In 2 is an inventive implement 200 in a further preferred embodiment, shown here by way of example in the form of a mobile screwing device, in particular a center grip screwdriver. It is understood that a mobile screwdriver can also have other shapes, in particular, for example, the shape of a Angular screwdriver, for which the following explanations apply accordingly.

Der Mittelgriffschrauber 200 weist ein Gehäuse 240, einen Montagekopf 220, einen Akku 250 sowie eine Betätigungstaste 245 zum Betätigen der Schraubfunktion des Mittelgriffschraubers 200 auf. Weiterhin ist eine Welle 230 vorgesehen, die mit dem Montagekopf 220 verbunden ist und die vom Montagekopf 220 bis zu einem Getriebe 231 reicht. Der Montagekopf 220 kann hierbei als bewegliche Komponente angesehen werden. Über das Getriebe 231 ist die Welle 230 mit einem Elektromotor 232 gekoppelt, über den auf die Welle 230 und damit auf den Montagekopf 220 ein Drehmoment ausübbar ist, sodass der Montagekopf 220 rotiert werden kann. In dem Montagekopf 220 kann – je nach Ausbildung des Montagekopfes – bspw. ein Bit oder direkt eine Schraube als Bearbeitungselement eingesetzt werden. The center grip wrench 200 has a housing 240 , a mounting head 220 , a battery 250 and an operation button 245 for actuating the screw function of the center grip wrench 200 on. Furthermore, there is a wave 230 provided with the mounting head 220 is connected and that of the mounting head 220 up to a gearbox 231 enough. The mounting head 220 can be considered as a mobile component. About the transmission 231 is the wave 230 with an electric motor 232 coupled, over the on the shaft 230 and thus on the mounting head 220 a torque is exercisable, so that the mounting head 220 can be rotated. In the mounting head 220 can - depending on the design of the mounting head - for example, a bit or directly a screw can be used as a processing element.

Weiterhin ist eine Steuer- bzw. Recheneinheit 280 vorgesehen, auf der bspw. ein Anwendungsprogramm hinterlegt ist und das die nötige Elektronik zum Betrieb des Mittelgriffschraubers 200 aufweist. Bei dem Mittelgriffschrauber 200 kann es sich insbesondere um einen sog. messenden Schrauber handeln, d.h. es können bspw. Drehmomente bzw. Anzugsdrehmomente vorgegeben und überwacht, überprüft und/oder mitgeloggt werden. Furthermore, a control or computing unit 280 provided on the example. An application program is deposited and that the necessary electronics for the operation of the Mittelgriffschraubers 200 having. In the center handle wrench 200 In particular, it can be a so-called measuring screwdriver, ie, for example, torques or tightening torques can be predetermined and monitored, checked and / or logged.

In 3 sind am Beispiel eines Blindnietgeräts, bspw. dem in 1 gezeigten Nietgerät 100, ein Verlauf einer Kraft F, die auf eine Zugstange während eines Betrieb des Nietgerätes ausgeübt wird als Messgröße, sowie eines Stroms I, der hierbei in dem Motor des Nietgeräts fließt, ebenfalls als Messgröße, jeweils über dem Weg bzw. der Position x dargestellt. Die Ermittlung der Messgrößen kann bspw. mittels üblicher Sensoren bzw. Messmethoden vorgenommen werden. In 3 are the example of a blind rivet, for example. The in 1 riveter shown 100 , A course of a force F, which is exerted on a pull rod during operation of the riveting device as a measured variable, and a current I, which in this case flows in the motor of the riveting, also as a measured variable, respectively over the path or the position x. The determination of the measured variables can be carried out, for example, by means of customary sensors or measuring methods.

Nach einer kurzen Phase positiver Kraft F, in der die Zugstange den Dorn noch nicht gegriffen hat, beginnt eine Anziehphase P₁, in der die Kraft F zunächst stark ansteigt bis zu einem maximalen Wert, bei dem der Niet in seine Endform verformt ist und sich der Dorn von dem Niet bzw. Nietkopf löst. Bei der Anziehphase P₁ handelt es sich damit um eine Arbeitsphase. Aufgrund der dann fehlenden Gegenkraft fällt die Kraft F unmittelbar nach der Anzugsphase P₁ stark ab. Nach einer kurzen Einpendelphase beginnt die Endphase P₂, in der sich die Zugstange unter der Einwirkung der Kraft F noch geringfügig weiterbewegt, bspw. bis zu einem Anschlag. In der Endphase P₂ ist der Wert der Kraft F daher auch im Wesentlichen konstant. Bei der Endphase P₂ handelt es sich damit um eine Leerlaufphase. After a short period of positive force F, in which the pull rod has not yet gripped the mandrel, a tightening phase P ₁ begins, in which the force F first rises sharply to a maximum value at which the rivet is deformed into its final shape and the mandrel releases from the rivet or rivet head. In the tightening phase P ₁ is thus a working phase. Due to the then lack of drag, the force F decreases immediately after the suit phase P ₁ strong. After a short Einpendelphase begins the final phase P ₂ , in which the pull rod under the action of the force F still slightly further, for example. Up to a stop. Therefore, in the final phase P ₂ , the value of the force F is also substantially constant. In the final phase P ₂ is thus an idle phase.

Anschließend wird die Bewegungsrichtung der Zugstange (und damit auch die Drehrichtung des Motors) umgekehrt, sodass die Zugstange unter Einwirkung einer negativen Kraft F wieder in die Ausgangsposition verfährt. Diese Rückhol- bzw. Rückführphase P₃ ist hier vor der Anzugsphase P₁ dargestellt. Bzgl. des Wegs x der Zugstange schließt sich jedoch an die Rückholphase P₃ eine weitere Anzugsphase P₁ an. Auch in der Rückholphase P₃ ist der Wert der Kraft F im Wesentlichen konstant, da die Zugstange ohne Gegenkraft eines Niets (ausgenommen sind hier eventuelle Gegenkräfte aufgrund von Lagern oder anderer Reibungskräfte) bewegt wird. Bei der Endphase P₃ handelt es sich damit ebenfalls um eine Leerlaufphase. Subsequently, the direction of movement of the drawbar (and thus also the direction of rotation of the motor) is reversed, so that the pull rod moves under the action of a negative force F back to the starting position. This return or return phase P ₃ is shown here before the tightening phase P ₁ . Concerning. However, the path x of the pull rod joins the return phase P ₃ another tightening phase P ₁ . Also in the return phase P ₃ , the value of the force F is substantially constant, since the pull rod is moved without counterforce of a rivet (except here any counter forces due to bearings or other frictional forces). In the final phase P ₃ is thus also an idle phase.

In den beiden Leerlaufphasen P₂ und P₃ liegt also ein im Wesentlichen kontanter Wert der Kraft F vor, der bei ordnungsgemäßem Zustand des Nietgeräts bspw. einem jeweiligen Vergleichswert F₂ bzw. F₃ entspricht. In diesen Leerlaufphasen lässt sich nun sehr einfach und genau eine eventuelle Abweichung, auf welche bspw. bei einer Abweichung eines Werts der Kraft F um mehr als einen Schwellwert ∆F von dem jeweiligen Vergleichswert erkannt wird, ermitteln. Dies lässt dann auf eine Funktionseinschränkung wie bspw. eine Schwergängigkeit, bspw. aufgrund Verschmutzung, schließen. In the two idle phases P ₂ and P ₃ , therefore, a substantially constant value of the force F is present, which, for example, corresponds to a respective comparison value F ₂ or F ₃ when the riveter is in a proper state. In these idle phases can now very simple and accurate a possible deviation, which is detected, for example, in a deviation of a value of the force F by more than a threshold value .DELTA.F of the respective comparison value. This then leads to a functional restriction such as, for example, a stiffness, for example due to contamination, close.

Der Verlauf des Stroms I entspricht hier, bis auf einen Proportionalitätsfaktor, im Wesentlichen dem Verlauf der Kraft F. Ein solcher Proportionalitätsfaktor kann bspw. berechnet oder anhand von Messungen ermittelt werden. Die Ermittlung einer eventuellen Funktionseinschränkung kann nun anstatt anhand der Kraft F ebenso anhand des Stroms I mit entsprechenden Vergleichs- und Schwellwerten (die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind), vorgenommen werden. The course of the current I here essentially corresponds, with the exception of a proportionality factor, to the course of the force F. Such a proportionality factor can, for example, be calculated or determined on the basis of measurements. The determination of a possible functional restriction can now be made instead of the force F as well as the current I with corresponding comparison and threshold values (which are not shown here for the sake of clarity).

Denkbar ist auch, dass anhand beider Messgrößen, d.h. der Kraft F und dem Strom I, die Erkennung vorgenommen wird und nur dann auf eine Funktionseinschränkung geschlossen wird, wenn beide Messgrößen um mehr als den jeweiligen Schwellwert von dem jeweiligen Vergleichswert abweichen. It is also conceivable that on the basis of both measured variables, i. E. the force F and the current I, the detection is performed and is only closed to a function restriction, if both measured variables differ by more than the respective threshold value of the respective comparison value.

Weiterhin ist es möglich, dass der Strom I im Sinne einer weiteren Messgröße verwendet wird, indem ein Wert des Stroms I mit einem entsprechenden Wert der Kraft F, d.h. unter Berücksichtigung des Proportionalitätsfaktors, verglichen wird. Auf diese Weise kann erkannt werden, ob bspw. ein für die Erfassung der Kraft verwendeter Sensor defekt ist, was ebenfalls einer Funktionseinschränkung des Nietgeräts entspricht. Auch hier kann ein geeigneter Schwellwert verwendet werden, d.h. es wird bspw. nur dann auf eine Funktionseinschränkung anhand des Vergleichs der Kraft F mit dem Strom I geschlossen, wenn die einander entsprechenden Werte um mehr als den Schwellwert voneinander abweichen. Furthermore, it is possible for the current I to be used in the sense of a further measurand, by a value of the current I having a corresponding value of the force F, i. taking into account the proportionality factor, is compared. In this way it can be detected whether, for example, a sensor used for detecting the force is defective, which also corresponds to a functional restriction of the riveting tool. Again, a suitable threshold can be used, i. For example, it is only possible to conclude a functional restriction based on the comparison of the force F with the current I if the values corresponding to one another deviate from one another by more than the threshold value.

Claims

Method for monitoring the functioning of a working device ( 100 . 200 ), which is used to carry out a working process, in which in at least one working phase (P ₁ ) a processing element is acted upon and in at least one idle phase (P ₂ , P ₃ ) the processing element is not acted upon by force, is usable, wherein at least one Measured variable (F, I) used to monitor and / or control the operation of the implement ( 100 . 200 ), is detected during operation, and wherein, if a value of the at least one measured variable (F, I) during the at least one idle phase (P ₂ , P ₃ ) by more than a predefinable threshold value (.DELTA.F) from a comparison value (F ₂ , F ₃ ) deviates to a functional restriction of the implement ( 100 . 200 ) is closed.

The method of claim 1, wherein the at least one leelaufphase (P ₂ , P ₃ ) a test run phase and / or a return phase (P ₃ ) of a movable component ( 131 . 220 ) of the working device ( 100 . 200 ), which is used to apply force to the processing element, after applying force to the processing element and / or a final phase (P ₂ ) after the force applied to the processing element by means of the movable component (P ₂ ) 131 ) before a reversal of a direction of movement of the movable component ( 131 ) and / or an initial phase before the loading of the machining element with force by means of the movable component.

A method according to claim 1 or 2, wherein the at least one measurand is one on a moveable component ( 131 ) of the working device ( 100 . 200 ), which is used to apply force to the processing element, applied force (F) and / or on the movable component ( 220 ) applied torque and / or a linear or rotational speed of the movable component ( 131 . 220 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one measurand is one in an engine ( 132 . 232 ) of the working device ( 100 . 200 ) flowing current (I) and / or a rotational speed of the motor ( 132 . 232 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the comparison value (F ₂ , F ₃ ) is determined from a characteristic of at least one idling phase (P ₂ , P ₃ ) characteristic of the at least one measured variable (F, I).

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one further measured variable (I), which is in a relationship to the at least one measured variable (F), is detected, and wherein based on a comparison of the at least one measured variable (F) with the at least one further Measured variable (I) to a function restriction in a determination of the at least one measured variable (F), in particular a determination of the underlying operation and / or a sensor used, is closed.

Method according to one of the preceding claims, wherein a riveting tool ( 100 ), a punching device, a clinching device or a screwdriving device ( 200 ), in particular in each case as a mobile working device, is used.

Working device ( 100 . 200 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Computer program that is a working device ( 100 . 200 ) to perform a method according to one of claims 1 to 7, when it is on a control unit ( 180 . 280 ) of the implement ( 100 . 200 ) is performed.

Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 9.