Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug, das insbesondere zumindest zeitweise handgeführt ist, und ein Verfahren zum ergonomischen Bearbeiten und/oder Behandeln mindestens eines Bauteils mit einem, insbesondere zeitweise, handgeführten Werkzeug.The present invention relates to a tool which, in particular, is at least temporarily hand-operated, and a method for ergonomically machining and / or treating at least one component with a, in particular temporarily, hand-operated tool.
Bei der Verwendung eines Werkzeugs durch einen Werker oder Bearbeiter oder Benutzer muss der Benutzer eine gewisse Kraft aufbringen, um die mit dem Werkzeug durchzuführende Aufgabe wunschgemäß erfüllen zu können. Die Größe der Kraft ist dabei abhängig von der Position des Werkzeugs relativ zum Benutzer oder der Position des Benutzers am zu bearbeitenden Werkstück. Hierbei sind außerdem anatomische Gegebenheiten des Benutzers mit ausschlaggebend, inwieweit die gewünschte Qualität der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug und damit die gestellte Aufgabe erfüllt werden kann oder nicht. Gegebenenfalls ist auch eine vorbestimmte Zeit vorgegeben, in welcher die Aufgabe zu erfüllen ist.When a tool is used by a worker or processor or user, the user has to apply a certain amount of force in order to be able to fulfill the task to be carried out with the tool as desired. The size of the force is dependent on the position of the tool relative to the user or the position of the user on the workpiece to be machined. Here, the anatomical conditions of the user are also decisive as to the extent to which the desired quality of the machining of the workpiece with the tool and thus the task set can or cannot be fulfilled. If necessary, a predetermined time is also given in which the task is to be performed.
Zur Berücksichtigung der anatomischen Gegebenheiten des Benutzers ist es vorteilhaft, die Größe, Gewicht und Form des Werkzeugs, an die Art der durchzuführenden Aufgabe anzupassen. Beispielsweise kann die Länge eines Handgriffs, usw. des Werkzeugs geändert werden.To take into account the anatomical features of the user, it is advantageous to adapt the size, weight and shape of the tool to the type of task to be performed. For example, the length of a handle, etc. of the tool can be changed.
Derartige Neukonfigurationen des Werkzeugs führen jedoch je nach Aufgabe und Benutzer schnell an physikalische Grenzen, da sonst entweder das Werkzeug zwar von einem Benutzer handhabbar ist, jedoch zu klein oder zu leicht ist, um die gestellte Aufgabe mit der gewünschten Qualität und/oder in der vorgegebenen Zeit zu lösen. Zudem erfordert ein Anpassen von Größe, Gewicht und Form des Werkzeugs an die jeweilige Aufgabe oder den jeweiligen Benutzer eine erhebliche Variantenvielfalt von Werkzeugen. Dies verursacht in der Herstellung hohe Kosten und erhöht den Ressourcenverbrauch. Noch dazu entstehen für einen Anwender hohe Kosten durch Beschaffung und Vorhaltung von vielen verschiedenen Werkzeugen.However, such reconfigurations of the tool quickly lead to physical limits, depending on the task and user, since otherwise the tool is either manageable by a user, but too small or too light to perform the task with the desired quality and / or in the specified Time to resolve. In addition, adapting the size, weight and shape of the tool to the respective task or the respective user requires a considerable variety of tools. This causes high production costs and increases the consumption of resources. In addition, high costs arise for a user due to the procurement and provision of many different tools.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug und ein Verfahren zum ergonomischen Bearbeiten und/oder Behandeln mindestens eines Bauteils mit einem Werkzeug bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen ein Werkzeug und ein Verfahren zum ergonomischen Bearbeiten und/oder Behandeln mindestens eines Bauteils mit einem Werkzeug bereitgestellt werden, welche ermöglichen, dass der Benutzer mindestens ein Bauteil mit der gewünschten Qualität und geringstmöglicher Ermüdung für den Benutzer bearbeiten kann.It is therefore the object of the present invention to provide a tool and a method for ergonomically machining and / or treating at least one component with a tool, with which the aforementioned problems can be solved. In particular, a tool and a method for ergonomically processing and / or treating at least one component with a tool are to be provided which enable the user to process at least one component with the desired quality and the least possible fatigue for the user.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Das Werkzeug hat mindestens ein Werkzeugelement zum Behandeln mindestens eines Bauteils, mindestens einer Eingabeeinrichtung zur Eingabe einer Benutzereinstellung durch einen Benutzer des Werkzeugs für mindestens einen mit dem Werkzeugelement auszuführenden und voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf, wobei die eingegebene Benutzereinstellung eine Änderung der Ergonometrie beim Arbeiten mit dem Werkzeug bewirkt, ohne die Qualität des Ergebnisses des voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs zu ändern, und einer Ansteuereinheit, die ausgestaltet ist zum Ansteuern des Werkzeugelements mit dem für den Benutzer mit der Eingabeeinrichtung gemäß der Benutzereinstellung benutzerspezifisch geänderten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf, wenn sich der Benutzer an dem Werkzeug zum Ausführen des benutzerspezifisch geänderten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs identifiziert hat.This object is achieved by a tool according to claim 1. The tool has at least one tool element for handling at least one component, at least one input device for inputting a user setting by a user of the tool for at least one processing and / or treatment sequence to be performed and preset with the tool element, the entered user setting changing the ergonomics while working effected with the tool, without changing the quality of the result of the preset processing and / or treatment sequence, and a control unit which is designed to control the tool element with the processing and / or user-specific changed for the user with the input device according to the user setting Treatment sequence when the user has identified himself on the tool for executing the user-specific modified processing and / or treatment sequence.
Das Werkzeug ist derart ausgestaltet, dass Bearbeitungsvorgänge mit dem Werkzeug durch jeden Benutzer individuell für den Benutzer ergonomisch anpassbar sind. Hierbei wird auch bei der Änderung der Einstellungen jedoch die Qualität des Bearbeitungsvorgangs nicht beeinträchtigt. Somit ist es mit dem Werkzeug nicht erforderlich, die Größe und/oder Form des Werkzeugs an jede einzelne Aufgabe oder den Benutzer selbst anzupassen, um ein schnelles Ermüden des Benutzers des Werkzeugs vermeiden zu können. Dadurch ist keine große Variantenvielfalt von Werkzeugen erforderlich, um mit Hilfe eines Werkzeugs eine große Anzahl von verschiedenen Aufgaben mit der gewünschten Qualität zu erfüllen. Im Ergebnis können Kosten bei der Herstellung von Werkzeugen eingespart und der Ressourcenverbrauch reduziert werden. Zudem benötigt der Anwender für die verschiedenen Aufgaben weniger verschiedene Werkzeuge. Das spart auch auf Anwenderseite für die Beschaffung und Vorhaltung von Werkzeugen Kosten und senkt den Platzbedarf.The tool is designed in such a way that machining operations with the tool can be ergonomically adapted individually for the user by each user. However, even if the settings are changed, the quality of the editing process is not impaired. It is therefore not necessary with the tool to adapt the size and / or shape of the tool to each individual task or to the user himself, in order to be able to avoid the user of the tool becoming tired quickly. As a result, there is no need for a large number of tool variants in order to use one tool to perform a large number of different tasks with the desired quality. As a result, costs in the manufacture of tools can be saved and the consumption of resources can be reduced. In addition, the user needs fewer different tools for the various tasks. On the user side, this also saves costs for the procurement and stocking of tools and reduces space requirements.
Das Werkzeug ermöglicht, dass ein Benutzer die eingegebenen Daten abspeichern und je nach Bedarf wieder abrufen kann. Somit kann der Benutzer am Werkzeug je nach derzeit vorhandener körperlicher Verfassung, wie beispielsweise Müdigkeit, Fitness usw., die vom einzelnen Benutzer derzeit für den Bearbeitungsvorgang als ergonomisch empfundenen Daten abrufen und je nach Bedarf ändern Dies gestaltet die Arbeit des Benutzers mit dem Werkzeug sehr komfortabel und letztlich effektiv.The tool enables a user to save the entered data and retrieve it as required. Thus, depending on the current physical condition, such as fatigue, fitness, etc., the user on the tool can call up the data currently perceived as ergonomic by the individual user for the machining process and change it as required.This makes the user's work with the tool very comfortable and ultimately effective.
Somit ist die Ergonomie beim Arbeiten auch unabhängig davon realisierbar, welcher Benutzer die Aufgabe ausführt. Noch dazu ist die Bearbeitung mit dem Werkzeug für jeden einzelnen Benutzer unabhängig davon ergonomisch gestaltbar, ob mit dem Werkzeug verschiedene Aufgaben zu lösen sind oder mehrere Bearbeitungen mit dem Werkzeug möglichst schnell nacheinander durchzuführen sind. Solche Anforderungen sind insbesondere bei der industriellen Bearbeitung von Gegenständen in einer industriellen Anlage vorteilhaft, in welcher oftmals jeweils die gleichen Bearbeitungen nacheinander durchzuführen sind, jedoch auch das Werkzeug für verschiedene Bearbeitungszwecke einsetzbar und in der Regel auch von verschiedenen Benutzern verwendbar sein soll.This means that ergonomics can also be achieved when working regardless of which user is performing the task. In addition, the processing with the tool can be ergonomically designed for each individual user, regardless of whether with the Tool different tasks are to be solved or several machining operations are to be carried out with the tool as quickly as possible one after the other. Such requirements are particularly advantageous in the industrial processing of objects in an industrial plant, in which the same processing often has to be carried out one after the other, but the tool should also be usable for different processing purposes and, as a rule, should also be usable by different users.
Dies trägt dazu bei, Fehler bei der Bearbeitung des Bauteils mit dem Werkzeug und damit Qualitätsmängel zu minimieren. Dies führt insbesondere bei einer industriellen Anlage zu weniger Ausschuss bei der Herstellung von Gegenständen aus den Bauteilen.This helps to minimize errors when processing the component with the tool and thus quality defects. In the case of an industrial plant in particular, this leads to fewer rejects in the manufacture of objects from the components.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Werkzeugs sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further refinements of the tool are given in the dependent claims.
Denkbar ist, dass das Werkzeug mindestens eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von mindestens einer physikalischen Größe bei einer Bearbeitung des mindestens einen Bauteils mit dem Werkzeug, und eine Auswerteeinheit aufweist, die ausgestaltet ist, für eine für den Bearbeitungsvorgang zu regelnde physikalische Größe eine Stellgröße für eine Ansteuerung des Werkzeugs mit der Ansteuereinheit zu bestimmen und auszugeben, wobei die Auswerteeinheit ausgestaltet ist, die Stellgröße unter Berücksichtigung des benutzerspezifisch geänderten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs und eines aus der Stellgröße beim Bearbeitungsvorgang resultierenden Ist-Werts für die physikalische Größe zu bestimmen.It is conceivable that the tool has at least one detection device for detecting at least one physical variable during machining of the at least one component with the tool, and an evaluation unit which is designed to provide a control variable for a physical variable to be regulated for the machining process of the tool with the control unit and output, wherein the evaluation unit is designed to determine the manipulated variable taking into account the user-specific modified processing and / or treatment sequence and an actual value for the physical variable resulting from the manipulated variable during the processing process.
In einer Ausgestaltung ist die mindestens eine Eingabeeinrichtung ausgestaltet, die zeitliche Länge eines in einer Speichereinheit (162) des Werkzeugs gespeicherten voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs zu ändern. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Eingabeeinrichtung ausgestaltet sein, den Maximalwert einer physikalischen Größe des gespeicherten voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs zu ändern.In one embodiment, the at least one input device is designed to change the length of time of a preset processing and / or treatment sequence stored in a memory unit (162) of the tool. Additionally or alternatively, the at least one input device can be designed to change the maximum value of a physical variable of the stored, preset processing and / or treatment sequence.
Möglicherweise weist die mindestens eine Eingabeeinrichtung mindestens einen Schalter auf, mit welchem die zeitliche Länge eines voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs inkrementell oder prozentual änderbar ist.The at least one input device may have at least one switch with which the time length of a preset processing and / or treatment sequence can be changed incrementally or in percentage terms.
Das Werkzeug kann außerdem eine Anzeigeeinrichtung aufweisen zur Anzeige von Eingaben mit der Eingabeeinrichtung und/oder zum Eingeben von Eingaben als Teil der Eingabeeinrichtung und/oder zur Anzeige mindestens eines Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs mit oder ohne Änderung durch die Benutzereinstellung. Hierbei sind/ist die Eingabeeinrichtung und/oder die Anzeigeeinrichtung möglicherweise zur Eingabe einer Benutzer-Identifikation und/oder der Benutzereinstellung ausgestaltet, und die Auswerteeinheit ist zur Zuordnung der Benutzereinstellung zu der Benutzer-Identifikation ausgestaltet.The tool can also have a display device for displaying inputs with the input device and / or for entering inputs as part of the input device and / or for displaying at least one processing and / or treatment sequence with or without a change by the user setting. Here, the input device and / or the display device are / is possibly designed to input a user identification and / or the user setting, and the evaluation unit is designed to assign the user setting to the user identification.
In einer speziellen Ausgestaltung hat die mindestens eine Erfassungseinrichtung einen Kraftsensor und/oder einen Drehzahlmesser.In a special embodiment, the at least one detection device has a force sensor and / or a tachometer.
Denkbar ist, dass das Werkzeug zudem eine Speichereinheit aufweist, in welcher eine Datenbank gespeichert ist, in der Daten in Bezug auf einen Benutzer und/oder eine Bearbeitungsstelle und/oder einen vorbestimmten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf für mindestens zwei Bearbeitungsstellen einander zugeordnet sind. It is conceivable that the tool also has a storage unit in which a database is stored in which data relating to a user and / or a processing point and / or a predetermined processing and / or treatment sequence for at least two processing points are assigned to one another.
Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinheit zur Ermittlung und Ausgabe ihres Auswerteergebnisses in Echtzeit ausgestaltet sein.Additionally or alternatively, the evaluation unit can be designed to determine and output its evaluation results in real time.
Es ist möglich, dass das Werkzeug ein Schraubwerkzeug und/oder ein Bohrwerkzeug und/oder ein Fräswerkzeug ist. Gemäß einer anderen Ausführungsvariante ist das Werkzeug ein Schweißwerkzeug. Das Werkzeug kann außerdem ein Nietwerkzeug oder ein Toxwerkzeug oder ein Stanzwerkzeug sein. Gemäß einer anderen Ausführungsvariante ist das Werkzeug ein Transportwerkzeug.It is possible that the tool is a screwing tool and / or a drilling tool and / or a milling tool. According to another embodiment variant, the tool is a welding tool. The tool can also be a riveting tool or a tox tool or a punching tool. According to another embodiment variant, the tool is a transport tool.
Das zuvor beschriebene Werkzeug kann Teil einer industriellen Anlage zur Behandlung mindestens eines Bauteils sein. Die Anlage kann zudem eine Steuervorrichtung zur Kommunikation mit einer Steuereinrichtung des mindestens einen Werkzeugs aufweisen, wobei die Steuervorrichtung dem Werkzeug den Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf zum Bearbeiten und/oder Behandeln des mindestens einen Bauteils vorgibt.The tool described above can be part of an industrial installation for treating at least one component. The system can also have a control device for communication with a control device of the at least one tool, the control device providing the tool with the machining and / or treatment sequence for machining and / or treating the at least one component.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum ergonomischen Bearbeiten und/oder Behandeln mindestens eines Bauteils mit einem Werkzeug nach Anspruch 10 gelöst. Das Werkzeug hat ein Werkzeugelement zum Bearbeiten und/oder Behandeln des mindestens einen Bauteils. Das Verfahren hat die Schritte: Eingeben, mit mindestens einer Eingabeeinrichtung, einer Benutzer-Identifikation, die einer Benutzereinstellung zugeordnet ist, die durch einen Benutzer des Werkzeugs für mindestens einen mit dem Werkzeugelement auszuführenden und voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf eingegeben wurden, wobei die eingegebene Benutzereinstellung eine Änderung der Ergonometrie beim Arbeiten mit dem Werkzeug bewirkt, ohne die Qualität des Ergebnisses des voreingestellten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs zu ändern, und Ansteuern, einer Ansteuereinheit, des Werkzeugelements mit dem für den Benutzer mit der Eingabeeinrichtung gemäß der Benutzereinstellung benutzerspezifisch geänderten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf zum Ausführen des benutzerspezifisch geänderten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs.The object is also achieved by a method for ergonomically machining and / or treating at least one component with a tool according to claim 10. The tool has a tool element for processing and / or treating the at least one component. The method has the following steps: inputting, with at least one input device, a user identification that is assigned to a user setting that was entered by a user of the tool for at least one processing and / or treatment sequence to be carried out and preset with the tool element, the entered user setting causes a change in ergonomics when working with the tool without the To change the quality of the result of the preset processing and / or treatment sequence, and control, a control unit, the tool element with the user-specific modified processing and / or treatment sequence for the user with the input device according to the user setting to carry out the user-specific modified processing and / or treatment process.
Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Werkzeug genannt sind.The method achieves the same advantages as mentioned above with regard to the tool.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer industriellen Anlage mit einem System mit einem Werkzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 ein Zeitverlaufsdiagramm des Betrags M des Vektors des Drehmoments für eine Schraubkurve im Normalbetrieb des Werkzeugs von 1 im Vergleich zu einer Schraubkurve, die vom Benutzer im gesamten zeitlichen Verlauf im Hinblick auf ergonomische Aspekte angepasst wurde;
- 3 ein Zeitverlaufsdiagramm des Betrags M des Vektors des Drehmoments für eine Schraubkurve im Normalbetrieb des Werkzeugs von 1 im Vergleich zu einer Schraubkurve, die vom Benutzer in Teilen des zeitlichen Verlaufs im Hinblick auf ergonomische Aspekte angepasst wurde;
- 4 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Funktion des Werkzeugs von 1 bei einem Betrieb des Werkzeugs;
- 5 eine schematische Ansicht einer industriellen Anlage mit einem System mit einem Werkzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 6 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Funktion des Werkzeugs von 5 bei einem Betrieb des Werkzeugs.
The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings and using exemplary embodiments. Show it: - 1 a schematic view of an industrial plant with a system with a tool according to a first embodiment;
- 2 a timing diagram of the amount M of the vector of the torque for a screwing curve in normal operation of the tool from 1 in comparison to a screwing curve that was adjusted by the user over the entire course of time with regard to ergonomic aspects;
- 3 a timing diagram of the amount M of the vector of the torque for a screwing curve in normal operation of the tool from 1 in comparison to a screwing curve that was adapted by the user in parts of the time course with regard to ergonomic aspects;
- 4th a block diagram to illustrate the function of the tool of 1 during operation of the tool;
- 5 a schematic view of an industrial plant with a system with a tool according to a second embodiment; and
- 6th a block diagram to illustrate the function of the tool of 5 during operation of the tool.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols, unless otherwise specified.
1 zeigt schematisch eine industrielle Anlage 1, bei der in Bezug auf ein System 4 mit Hilfe einer Transporteinrichtung 5 mindestens zwei Bauteile 6, 7 nacheinander und/oder aneinander transportiert werden. Die Transporteinrichtung 5 ist beispielsweise als Transportband ausgestaltet. Es ist/sind selbstverständlich eine oder mehrere andere Transporteinrichtung(en) 5 einsetzbar, die zum Transportieren der zu bearbeitenden Bauteile 6, 7 für deren Bearbeitung und/oder Behandlung geeignet sind. Eine Bearbeitung umfasst hierbei eine Veränderung der Form und/oder Größe und/oder Farbe usw. des mindestens einen Bauteils 6, 7. Eine Behandlung umfasst beispielsweise ein Transportieren, insbesondere Heben, Drehen usw., des mindestens einen Bauteils 6, 7. Beispielsweise ist ein Behandeln ein Aufnehmen eines der Bauteile 6, 7 mit einem Haken oder Magnet, usw. 1 shows schematically an industrial plant 1 , when in terms of a system 4th with the help of a transport device 5 at least two components 6th , 7th are transported one after the other and / or together. The transport device 5 is designed for example as a conveyor belt. It is / are of course one or more other transport equipment (s) 5 can be used for transporting the components to be processed 6th , 7th are suitable for their processing and / or treatment. Processing here comprises a change in the shape and / or size and / or color etc. of the at least one component 6th , 7th . Treatment includes, for example, transporting, in particular lifting, rotating, etc., of the at least one component 6th , 7th . For example, treating is picking up one of the components 6th , 7th with a hook or magnet, etc.
Die industrielle Anlage 1 hat mindestens ein Werkzeug 10 und mindestens eine übergeordnete Steuervorrichtung 20, die von einem Benutzer 30 genutzt oder bedient werden können. Zwischen dem Werkzeug 10 und der übergeordneten Steuervorrichtung 20 können Daten 40 zur Steuerung des Werkzeugs 10 durch die übergeordnete Steuervorrichtung 20 ausgetauscht werden. Mit dem Werkzeug 10 ist mindestens eines der Bauteile 6, 7 an einer Bearbeitungsstelle 50 zu bearbeiten. Die Bearbeitungsstelle 50 ist insbesondere eine Schraubstelle oder eine Bohrstelle oder Frässtelle oder Nietstelle, usw.The industrial plant 1 has at least one tool 10 and at least one higher-level control device 20th made by a user 30th can be used or operated. Between the tool 10 and the higher-level control device 20th can data 40 to control the tool 10 by the higher-level control device 20th be replaced. With the tool 10 is at least one of the components 6th , 7th at a processing point 50 to edit. The processing point 50 is in particular a screwing point or a drilling point or milling point or riveting point, etc.
Das Werkzeug 10 und die Steuervorrichtung 20 bilden das System 4.The tool 10 and the control device 20th make up the system 4th .
Die Daten 40 können beispielsweise ein Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf sein, der von dem Werkzeug 10 abzuarbeiten ist. Alternativ kann die Steuervorrichtung 20 mittels der Daten 40 das Werkzeug 10 je nach Betriebszustand der Anlage 1 freigeben oder sperren. In beiden genannten Anwendungsarten ist das Werkzeug 10 ein gesteuertes Werkzeug, insbesondere ein gesteuertes Schraubtechnik-Werkzeug. Der Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf kann von der übergeordneten Steuervorrichtung 20 als Daten 40 an die Steuereinrichtung 16 gesendet werden oder von der Steuereinrichtung 16 bei der Steuervorrichtung 20 abgeholt werden.The data 40 can be, for example, a processing and / or treatment sequence that of the tool 10 is to be processed. Alternatively, the control device 20th using the data 40 the tool 10 depending on the operating status of the system 1 enable or disable. In both types of application mentioned, the tool is 10 a controlled tool, in particular a controlled screwdriving tool. The processing and / or treatment sequence can be controlled by the higher-level control device 20th as data 40 to the control device 16 are sent or from the control device 16 at the control device 20th be collected.
Die industrielle Anlage 1 ist beispielsweise eine Fertigungsanlage für Gegenstände, wie Fahrzeuge, Möbel, Elektrogeräte, usw.. Alternativ oder zusätzlich kann die industrielle Anlage 1 eine Anlage zur Wartung oder Demontage usw. von Gegenständen sein. Das Werkzeug 10 ist in 1 ein Schraub- und/oder Bohrwerkzeug. Bei Bedarf ist das Werkzeug 10 jedoch zum Fräsen verwendbar.The industrial plant 1 is, for example, a production system for objects such as vehicles, furniture, electrical appliances, etc. Alternatively or additionally, the industrial system 1 be a facility for the maintenance or dismantling etc. of objects. The tool 10 is in 1 a screw and / or drilling tool. If necessary, the tool is 10 but can be used for milling.
Das Werkzeug 10 dient zum Bearbeiten oder Behandeln von mindestens einem der Bauteile 6, 7. Hierbei kann entweder nur jeweils eine Bearbeitung oder Behandlung an mindestens einem der Bauteile 6, 7 durchgeführt werden. Alternativ ist ein von dem Werkzeug 10 abzuarbeitender Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf vorgesehen, der mindestens zwei Behandlungen des mindestens einen Bauteils 6, 7 mit dem Werkzeug 10 umfasst. Alternativ umfasst der abzuarbeitende Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf eine oder verschiedene Bearbeitung(en) und/oder Behandlung(en), die an mehreren Bauteilen 6, 7 nacheinander auszuführen sind. Beispielsweise kann mit dem Werkzeug 10 an der Bearbeitungsstelle 50 ein Loch in mindestens eines der Bauteile 6, 7 gebohrt werden. Es ist jedoch denkbar, dass das erste und zweite Bauteil 6, 7 unter Verwendung des Werkzeugs 10 verbunden oder voneinander gelöst werden, indem mit dem Werkzeug 10 an der Bearbeitungsstelle 50 ein Befestigungselement 8, das hier als Schraube ausgebildet ist, in das erste und zweite Bauteil 6, 7 geschraubt oder aus mindestens einem der Bauteile 6, 7 geschraubt wird. Das erste und zweite Bauteil 6, 7 sind möglicherweise Bauteile eines zu fertigenden oder zu bearbeitenden Gegenstands. Wie zuvor beschrieben, können aber nur zwei Ränder ein und desselben Bauteils 6 mit mindestens einem Befestigungselement 8, wie einer Schraube, miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden.The tool 10 is used to edit or treat at least one of the components 6th , 7th . Either only one processing or treatment can be performed on at least one of the components 6th , 7th be performed. Alternatively, one is from the tool 10 Processing and / or treatment sequence to be processed provided, the at least two treatments of the at least one component 6th , 7th with the tool 10 includes. Alternatively, the processing and / or treatment sequence to be processed includes one or different processing (s) and / or treatment (s) that are performed on several components 6th , 7th are to be carried out one after the other. For example, with the tool 10 at the processing point 50 a hole in at least one of the components 6th , 7th be drilled. However, it is conceivable that the first and second components 6th , 7th using the tool 10 can be connected or disconnected by using the tool 10 at the processing point 50 a fastener 8th , which is designed here as a screw, into the first and second component 6th , 7th screwed or from at least one of the components 6th , 7th is screwed. The first and second component 6th , 7th are possibly components of an object to be manufactured or processed. As described above, however, only two edges of one and the same component can be used 6th with at least one fastening element 8th such as a screw, connected or disconnected from each other.
Das Werkzeug 10 ist bei dem Beispiel von 1 ein Handwerkzeug, das beim Bearbeiten oder Behandeln von mindestens einem der Bauteile 6, 7 in der Hand des Benutzers 30 gehalten werden kann. Es ist jedoch möglich, dass das Werkzeug 10 zumindest zeitweise an einer Halterung befestigt ist und von der Halterung gehalten wird. In diesem Fall kann das Werkzeug 10 von dem Benutzer 30 im Raum bewegt werden. In beiden genannten Fällen ist das Werkzeug 10 ein handgeführtes Werkzeug.The tool 10 is in the example of 1 a hand tool that is used when machining or handling at least one of the components 6th , 7th in the hand of the user 30th can be held. However, it is possible that the tool 10 is at least temporarily attached to a bracket and is held by the bracket. In this case the tool can 10 from the user 30th be moved in space. In both cases mentioned, the tool is 10 a handheld tool.
Das Werkzeug 10 hat ein Werkzeugelement 13, eine Antriebseinheit 14, eine Erfassungseinrichtung 15, eine Steuereinrichtung 16, eine Anzeigeeinrichtung 17, eine Eingabeeinrichtung 170, eine Energieversorgungseinheit 18, und einen Handgriff 19. Die Energieversorgungseinheit 18 ist bei dem Werkzeug 10 von 1 als Beispiel als Batterie, insbesondere als wiederaufladbare Batterie, ausgeführt, so dass das Werkzeug 10 ein kabelloses Werkzeug ist.The tool 10 has a tool element 13th , a drive unit 14th , a detection device 15th , a control device 16 , a display device 17th , an input device 170 , a power supply unit 18th , and a handle 19th . The power supply unit 18th is with the tool 10 of 1 As an example, designed as a battery, in particular as a rechargeable battery, so that the tool 10 is a cordless tool.
Die übergeordnete Steuervorrichtung 20 hat eine Steuereinheit 21, eine Auswerteeinheit 22 und eine Schnittstelle 23 zur Kommunikation zwischen dem Werkzeug 10 und der Steuereinrichtung 20. Die Schnittstelle 23 ist drahtgebunden oder drahtlos ausführbar. Die übergeordnete Steuervorrichtung 20 kann mehr als ein Werkzeug 10, insbesondere eine Vielzahl von Werkzeugen 10 steuern, auch wenn in 1 nur ein Werkzeug 10 gezeigt ist.The higher-level control device 20th has a control unit 21st , an evaluation unit 22nd and an interface 23 for communication between the tool 10 and the control device 20th . the interface 23 can be wired or wireless. The higher-level control device 20th can be more than a tool 10 , especially a variety of tools 10 control, even if in 1 just a tool 10 is shown.
Das Werkzeugelement 13 ist bei dem Beispiel von 1 ein Schraubelement, mit dem als Befestigungselement 8 eine Schraube angezogen wird.The tool element 13th is in the example of 1 a screw element with which as a fastening element 8th a screw is tightened.
Mit der Erfassungseinrichtung 15 sind physikalische Größen erfassbar, die beim Bearbeiten des mindestens einen Bauteils 6, 7 mit dem Werkzeug 10 relevant sind, wie ein Betrag M des Vektors des Drehmoments bei einem Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug 10, ein Drehwinkel des Werkzeugelements 13, usw. Je nach Bedarf sind mit der Erfassungseinrichtung 15 zusätzlich oder alternativ andere physikalische Größen in Bezug auf einen Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug 10 erfassbar, wie beispielsweise einen Anpressdruck auf das Befestigungselement 8, ein Ist-Drehmoment der Schraube als Befestigungselement 8, ein Anzugs-Drehmoment der Schraube als Befestigungselement 8, eine Drehzahl des Antriebs 14, usw. Insbesondere kann die Erfassungseinrichtung 15 einen Kraftsensor und/oder einen Druckmesser und/oder einen Drehzahlmesser und/oder einen Beschleunigungssensor, und/oder einen Gyrosensor aufweisen.With the detection device 15th physical quantities can be recorded when machining the at least one component 6th , 7th with the tool 10 are relevant, such as an amount M of the vector of the torque during a machining process with the tool 10 , an angle of rotation of the tool element 13th , etc. Depending on your needs are with the detection device 15th additionally or alternatively, other physical variables in relation to a machining process with the tool 10 detectable, such as a contact pressure on the fastening element 8th , an actual torque of the screw as a fastener 8th , a tightening torque of the screw as a fastening element 8th , a speed of the drive 14th , etc. In particular, the detection device 15th have a force sensor and / or a pressure gauge and / or a tachometer and / or an acceleration sensor and / or a gyro sensor.
Die Steuereinrichtung 16 hat eine Auswerteeinheit 161, eine Speichereinheit 162 und eine Ansteuereinheit 163. Die Auswerteeinheit 161 ist ausgestaltet, Erfassungsergebnisse der Erfassungseinrichtung 15 auszuwerten, wie nachfolgend noch genauer beschrieben. In der Speichereinheit 162 werden die Erfassungsergebnisse der Erfassungseinrichtung 15 und/oder die Auswerteergebnisse der Auswerteeinheit 161 gespeichert. Außerdem sind in der Speichereinheit 162 Daten 40 speicherbar, wie beispielsweis mindestens ein Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf, der von dem Werkzeug 10 zur Bearbeitung oder Behandlung des mindestens einen Bauteils 6, 7 abzuarbeiten ist. Hierfür ist in der Speichereinheit 162 beispielsweise eine Datenbank 1620 vorgesehen, in welcher die zuvor genannten Erfassungsergebnisse und/oder Auswerteergebnisse und/oder die Daten 40 einander zugeordnet werden können. Die Auswerteeinheit 161 kann zumindest teilweise durch Software ausgeführt sein. Die Software läuft auf Hardware der Steuereinrichtung 16. The control device 16 has an evaluation unit 161 , a storage unit 162 and a control unit 163 . The evaluation unit 161 is designed, acquisition results of the acquisition device 15th as described in more detail below. In the storage unit 162 the detection results of the detection device 15th and / or the evaluation results of the evaluation unit 161 saved. Also are in the storage unit 162 Data 40 can be stored, for example at least one processing and / or treatment sequence from the tool 10 for processing or treating the at least one component 6th , 7th is to be processed. This is in the storage unit 162 for example a database 1620 provided in which the aforementioned acquisition results and / or evaluation results and / or the data 40 can be assigned to each other. The evaluation unit 161 can be implemented at least in part by software. The software runs on the hardware of the control device 16 .
Mit der Anzeigeeinrichtung 17 und/oder der Eingabeeinrichtung 170 kann der Benutzer 30 das Werkzeug 10 für seine Bedürfnisse entsprechend konfigurieren. Hierfür ist die Eingabeeinrichtung 170 beispielsweise als mindestens ein Schalter ausgestaltet,der insbesondere als Tast - oder Drehschalter ausgestaltet ist. Optional ist zusätzlich oder alternativ an der Anzeigeeinrichtung 17 mindestens ein digitaler Schalter vorhanden, mit welchem der Benutzer 30 das Werkzeug 10 für seine Bedürfnisse entsprechend konfigurieren kann. Die Ausgangskonfiguration und/oder die vom Benutzer 30 vorgenommene Konfiguration kann mittels der Anzeigeeinrichtung 17 für den Benutzer 30 wahrnehmbar angezeigt werden. Beispielsweise ist mittels der Anzeigeeinrichtung 17 für den Benutzer 30 mindestens ein zeitlicher Verlauf einer physikalischen Größe darstellbar, wie in 2 und/oder 3 als Beispiel für den Betrag M des Vektors eines Drehmoments dargestellt ist.With the display device 17th and / or the input device 170 can the user 30th the tool 10 configure according to his needs. The input device is for this 170 for example designed as at least one switch which is designed in particular as a pushbutton or rotary switch. Optional is additionally or alternatively on the display device 17th at least one digital switch available, with which the user 30th the tool 10 can configure according to his needs. The initial configuration and / or that of the user 30th The configuration made can be made using the display device 17th for the user 30th perceptibly displayed. For example, by means of the display device 17th for the user 30th at least one time course of a physical variable can be represented, as in 2 and or 3 is shown as an example of the amount M of the vector of a torque.
2 zeigt für einen Betrag M des Vektors eines Drehmoments über der Zeit t zwei Schraubabläufe M1, M2, die als Bearbeitungsablauf mit dem Werkzeug 10 durchführbar sind. Beide Schraubabläufe M1, M2 haben eine erste zeitliche Phase I, in welcher das Werkzeug 10 die Schraube als Befestigungselement 8 findet, eine zweite zeitliche Phase II, in welcher die Schraube in das mindestens eine Bauteil 6, 7 eingeschraubt wird, eine dritte zeitliche Phase III, in welcher die Schraube in dem mindestens einen Bauteil 6, 7 festgeschraubt wird, eine vierte zeitliche Phase IV, in welcher ein Endanzug der Schraube in das mindestens eine Bauteil 6, 7 erfolgt, und eine fünfte zeitliche Phase, zu deren Beginn das End-Zieldrehmoment ME erreicht ist. In 2 sind die Phasen I bis V nur für den Schraubablauf M1 angegeben. 2 shows two screwing processes for an amount M of the vector of a torque over time t M1 , M2 that as a machining sequence with the tool 10 are feasible. Both screwing processes M1 , M2 have a first temporal phase I in which the tool 10 the screw as a fastener 8th takes place, a second temporal phase II, in which the screw in the at least one component 6th , 7th is screwed in, a third temporal phase III, in which the screw in the at least one component 6th , 7th is screwed tight, a fourth temporal phase IV, in which a final tightening of the screw in the at least one component 6th , 7th takes place, and a fifth time phase, at the beginning of which the final target torque M E is reached. In 2 Phases I to V are only for the tightening process M1 specified.
Der Schraubablauf M1 ist nach einer Zeitdauer abgeschlossen, die auch als Schraubzeit T1 bezeichnet werden kann. Der Schraubablauf M2 ist nach einer Zeitdauer abgeschlossen, die auch als Schraubzeit T2 bezeichnet werden kann und größer als die Schraubzeit T1 ist. Bei dem Schraubablauf M2 sind alle Phasen I bis V des Schraubablaufs M1 insgesamt zeitlich verlängert. Bei beiden Schraubabläufen M1, M2 kann das End-Zieldrehmoment ME unabhängig von Verlängerungen oder Verkürzungen der entsprechenden Schraubzeit T1, T2 erreicht werden. Bei beiden Schraubabläufen M1, M2 wird dasselbe maximale Delta-Drehmoment MM erreicht.The screwing process M1 is completed after a period of time, also known as the screwing time T1 can be designated. The screwing process M2 is completed after a period of time, also known as the screwing time T2 can be designated and greater than the screwing time T1 is. In the screwing process M2 are all phases I to V of the tightening process M1 overall extended in time. In both screwing processes M1 , M2 can set the final target torque M E independently of any lengthening or shortening of the corresponding screwing time T1 , T2 can be achieved. In both screwing processes M1 , M2 the same maximum delta torque M M is achieved.
3 zeigt im Vergleich zu dem Schraubverlauf M1 von 2 einen anderen Schraubablauf M3 mit dem Betrag M des Vektors eines Drehmoments über der Zeit t. Der Schraubverlauf M3 kann alternativ zu den Abläufen M1, M2 als Bearbeitungsablauf mit dem Werkzeug 10 ausgeführt werden. 3 shows in comparison to the screwing process M1 of 2 another screwing sequence M3 with the amount M of the vector of a torque over time t. The screwing process M3 can be an alternative to the processes M1 , M2 as a machining sequence with the tool 10 are executed.
Der Schraubablauf M3 ist nach einer Zeitdauer abgeschlossen, die auch als Schraubzeit T3 bezeichnet werden kann und größer als die Schraubzeit T1 jedoch kleiner als die Schraubzeit T2 von 2 ist. Bei dem Schraubablauf M3 sind nur die Phasen III und IV, also das Festschrauben und der Endanzug, des Schraubablaufs M1 zeitlich verlängert. Auch bei den beiden Schraubabläufen M1, M3 kann das End-Zieldrehmoment ME unabhängig von Verlängerungen oder Verkürzungen der entsprechenden Schraubzeit T1, T3 erreicht werden. Auch bei den beiden Schraubabläufen M1, M3 wird dasselbe maximale Delta-Drehmoment MM erreicht.The screwing process M3 is completed after a period of time, also known as the screwing time T3 can be designated and greater than the screwing time T1 but less than the screwing time T2 of 2 is. In the screwing process M3 are only phases III and IV, i.e. tightening and final tightening, of the screwing process M1 extended in time. Even with the two screwing processes M1 , M3 can set the final target torque M E independently of any lengthening or shortening of the corresponding screwing time T1 , T3 can be achieved. Even with the two screwing processes M1 , M3 the same maximum delta torque M M is achieved.
Wie aus den Verläufen von 2 und 3 ablesbar, erfährt der Benutzer 30 neben der Kraft zum Halten des Werkzeugs 10 beim Schrauben am Ende des Schraubablaufs bzw. Schraubvorgangs eine Reaktionskraft durch das Anziehen der Schraube an dem mindestens einen Bauteil 6, 7. Die Reaktionskraft wirkt dem Drehmoment entgegen, welches das Werkzeugelement 13 auf die Schraube als Befestigungselement 8 ausübt.As from the gradients of 2 and 3 readable, the user learns 30th besides the power to hold the tool 10 when screwing at the end of the screwing sequence or screwing process, a reaction force due to the tightening of the screw on the at least one component 6th , 7th . The reaction force counteracts the torque generated by the tool element 13th on the screw as a fastener 8th exercises.
Die auszuübende Reaktionskraft verursacht bei dem Benutzer 30 eine Komfortbeeinträchtigung und letztlich eine Ermüdung. Das Maß der Ermüdung des Benutzers 30 hängt in weiten Teilen von den folgenden Parametern ab, nämlich
- - Werkzeugmerkmale, wie Werkzeuglänge, -gewicht, -griff, usw.
- - Werkzeugparameter, wie gewünschtes Drehmomentprofil, Schraubverbindungsstärke, usw.
- - Anthropometrie des Benutzers 30, wie Geschlecht, Größe, Greifkraft, usw.
- - räumliche Position des Benutzers 30 bei der Verwendung des Werkzeugs 10, wie Arbeiten über Kopf, Arbeiten im Liegen, Arbeiten im Sitzen, Arbeiten im Stehen, Arbeiten von oberhalb des Bauteils 6, 7, usw.
The reaction force to be exerted causes the user 30th impairment of comfort and ultimately fatigue. The level of user fatigue 30th depends in large part on the following parameters, namely - - Tool characteristics, such as tool length, weight, handle, etc.
- - Tool parameters, such as desired torque profile, screw connection strength, etc.
- - anthropometry of the user 30th such as gender, height, grip strength, etc.
- - spatial position of the user 30th when using the tool 10 such as working overhead, working lying down, working while sitting, working while standing, working from above the component 6th , 7th , etc.
Bei dem Schraubablauf M1, der in dem Werkzeug 10 voreingestellt ist, erfährt der Benutzer 30 weniger Komfort als bei dem Schraubablauf M2 von 2. Grund dafür ist, dass die Reaktionen des Werkzeugs 10 über der Zeit t bei dem Schraubablauf M1 abrupter sind als bei dem Schraubablauf M2 oder M3. Umgekehrt erfährt der Benutzer bei dem Schraubablauf M3, der im Vergleich zu den Schraubabläufen M1, M2 insgesamt zeitlich verlängert ist, mehr Komfort als bei den Schraubabläufen M1, M2, da die Reaktion des Werkzeugs 10 im Vergleich zu jedem der Schraubabläufe M1, M2 verlangsamt wird. Jedoch wird durch die zeitliche Verlängerung des Schraubablaufs M2 oder des Schraubablaufs M3 im Vergleich zu dem Schraubablauf M1 die Qualität des Bearbeitungsvorgangs und somit die Qualität der mit dem Werkzeug 10 hergestellten Schraubverbindung nicht beeinflusst.In the screwing process M1 that is in the tool 10 is preset, the user learns 30th less convenience than with the screwing process M2 of 2 . The reason is that the reactions of the tool 10 over time t in the screwing process M1 are more abrupt than in the screwing process M2 or M3 . Conversely, the user learns during the screwing process M3 compared to the screwing processes M1 , M2 overall is longer, more convenience than with the screwing processes M1 , M2 as the reaction of the tool 10 compared to each of the screwdriving sequences M1 , M2 is slowed down. However, as the screwing process is extended over time M2 or the screwing process M3 compared to the screwing process M1 the quality of the machining process and therefore the quality of using the tool 10 produced screw connection is not affected.
Alternativ oder zusätzlich zur Änderung der Schraubzeit T1, T2, T3 kann ein maximales Delta-Drehmoment MM benutzerspezifisch angepasst werden. Die Reduzierung des maximalen Delta-Drehmoments MM um einen vorbestimmten Betrag Y hat einen ähnlichen ergonomischen Effekt auf den Benutzer 30 wie die Schraubzeit-Verlängerung um einen vorbestimmten Betrag X. Dagegen hat die Erhöhung des erlaubten maximalen Delta-Drehmoments MM um einen vorbestimmten Betrag Y einen ähnlichen Effekt wie eine Schraubzeit-Verkürzung um einen vorbestimmten Betrag X. Somit erfährt der Benutzer 30 weniger Komfort bei einem größeren maximalen Delta-Drehmoment MM, da die Reaktionen des Werkzeugs 10 über der Zeit t abrupter sind. Jedoch wird durch die Änderung des maximalen Delta-Drehmoments MM die Qualität des Bearbeitungsvorgangs und somit die Qualität der mit dem Werkzeug 10 hergestellten Schraubverbindung nicht beeinflusst.Alternatively or in addition to changing the screwdriving time T1 , T2 , T3 a maximum delta torque M M can be adapted to suit the user. The reduction of the maximum delta torque M M by a predetermined amount Y has a similar ergonomic effect on the user 30th like the screwing time extension by a predetermined amount X. On the other hand, the Increasing the permitted maximum delta torque M M by a predetermined amount Y has a similar effect as shortening the screwing time by a predetermined amount X. The user thus experiences 30th less comfort with a larger maximum delta torque M M , since the reactions of the tool 10 are more abrupt over time t. However, by changing the maximum delta torque M M, the quality of the machining process and thus the quality of the tool 10 produced screw connection is not affected.
Um das Werkzeug 10 benutzerspezifisch einzustellen und dann mit dem Werkzeug 10 zu arbeiten, findet eine Interaktion von Werkzeug 10 und Benutzer 30 mit der Datenbank 1620 statt.To the tool 10 user-specific and then with the tool 10 to work finds an interaction of tools 10 and users 30th with the database 1620 instead of.
Gemäß 4 gibt der Benutzer 30 hierfür in einer Einstellphase oder Konfigurationsphase TK seine Identifikation 41 am Werkzeug 10 ein, wie beispielsweise einen Namen, ein Passwort, biometrische Daten, insbesondere einen Fingerabdruck, usw. Für die Eingabe kann der Benutzer 30 beispielsweise die Eingabeeinrichtung 170 und/oder die Anzeigeeinrichtung 17 verwenden.According to 4th gives the user 30th for this purpose, its identification in a setting phase or configuration phase T K 41 on the tool 10 a, such as a name, a password, biometric data, in particular a fingerprint, etc. The user can enter 30th for example the input device 170 and / or the display device 17th use.
Anschließend gibt der Benutzer 30 von ihm gewünschte Benutzereinstellungen 42 ein. Wie zuvor bereits beschrieben, gibt der Benutzer 30 gezielt hierfür Daten ein, durch welche insbesondere die Schraubzeit T1 des voreingestellten Schraubablaufs M1 verlängert, beispielsweise auf eine der Schraubzeiten T2, T3, oder um einen vorbestimmten Betrag X auf eine nicht dargestellte kürzere Schraubzeit verkürzt wird. Allgemeiner kann die Verlängerung der Schraubzeit T1 über die gesamte Schraubzeit angewendet werden, wie in 2 als Beispiel gezeigt. Alternativ kann die Verlängerung der Schraubzeit T1 nur lokal wie z.B. beim Festschrauben (Phase III) und/oder beim Endanzug (Phase IV) oder für Zeiträume geändert werden, in welchen das Delta-Drehmoment MM höher ist als ein Betrag M des Delta-Drehmoments MM. Zusätzlich oder alternativ kann der Benutzer 30 das voreingestellte maximale Delta-Drehmoment MM in einem festen inkrementellen oder kumulativen Betrag um Y% erhöhen oder verringern.Then the user gives 30th user settings he wants 42 a. As previously described, the user gives 30th specifically for this purpose data, through which in particular the screwing time T1 of the preset screwing sequence M1 extended, for example to one of the screwing times T2 , T3 , or is shortened by a predetermined amount X to a shorter screwing time, not shown. More generally, the extension of the screwing time T1 can be used over the entire screwing time, as in 2 shown as an example. Alternatively, the screwing time can be extended T1 can only be changed locally, for example when tightening (phase III) and / or during final tightening (phase IV) or for periods in which the delta torque M M is higher than an amount M of the delta torque M M. Additionally or alternatively, the user can 30th increase or decrease the preset maximum delta torque M M in a fixed incremental or cumulative amount by Y%.
Ganz allgemein werden die Benutzereinstellungen 42 in der Datenbank 1620 der Benutzer-Identifikation 41 zugeordnet gespeichert oder sind per Abfragen in der Datenbank 1620 der Benutzer-Identifikation 41 zuordenbar und ausgebbar. Auf diese Weise wird die Datenbank 1620 erzeugt.The user settings are very general 42 in the database 1620 the user identification 41 assigned or are stored in the database via queries 1620 the user identification 41 assignable and outputtable. That way the database 1620 generated.
Optional kann die Datenbank 1620 um Werkzeugvarianten und/oder Solldrehmomentvarianten ergänzt werden. Jeder dieser Werte liefert weitere Freiheitsgrade, welche die Datenbank 1620 weiter verbessern können.Optionally, the database 1620 can be supplemented by tool variants and / or target torque variants. Each of these values provides additional degrees of freedom that the database 1620 can improve further.
Nach der zuvor beschriebenen Einstellphase oder Konfigurationsphase TK kann das Werkzeug 10 von dem Benutzer 30 in einer Bearbeitungsphase TB zum Bearbeiten und/oder Behandeln des mindestens einen Bauteils 6, 7 verwendet werden.After the adjustment phase or configuration phase T K described above, the tool 10 from the user 30th in a processing phase T B for processing and / or treating the at least one component 6th , 7th be used.
Daher werden gemäß 4 die Benutzereinstellungen 42 benutzerspezifisch für ein ergonomieoptimiertes Arbeiten des Benutzers 30 von der Auswerteeinheit 161 herangezogen, wenn der Benutzer 30 das Werkzeug 10 zum Bearbeiten und/oder Behandeln des mindestens einen Bauteils 6, 7 verwendet. Die Ergebnisse der Auswerteeinheit 161 werden bei dem Werkzeug 10 als Stelldrehmoment 47 der Ansteuereinheit 163 zugeführt.Therefore, according to 4th the user settings 42 user-specific for ergonomically optimized work by the user 30th from the evaluation unit 161 consulted when the user 30th the tool 10 for processing and / or treating the at least one component 6th , 7th used. The results of the evaluation unit 161 be at the tool 10 as a setting torque 47 the control unit 163 fed.
Hierfür gibt der Benutzer 30 vor dem Bearbeiten an dem Werkzeug 10 seine Benutzer-Identifikation 41 ein, so dass dem Berechnungsmodul 1612 die entsprechenden Benutzereinstellungen 42 zugeführt werden und beim Bearbeiten des Bauteils 6, 7 mit dem Werkzeug 10 verwendbar sind. Insbesondere werden die Benutzereinstellungen 42 des Benutzers 30 bei jeder Bearbeitung einer Bearbeitungsstelle 50 mit dem Werkzeug 10 verwendet.For this the user gives 30th before machining on the tool 10 his user identification 41 a so that the calculation module 1612 the corresponding user settings 42 are fed and when processing the component 6th , 7th with the tool 10 are usable. In particular, the user settings 42 of the user 30th each time a processing point is processed 50 with the tool 10 used.
Zudem wird der Auswerteeinheit 161 insbesondere ein Ist-Drehmoment als mindestens ein Ist-Wert einer physikalischen Größe 151 des Bearbeitungsvorgangs zugeführt. Das Auswerteeinheit 161 ermittelt aus den genannten Eingangswerten eine Stellgröße 47, insbesondere ein Stell-Drehmoment zum Schrauben, mit welchem der Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug 10, insbesondere der Schraubvorgang, ausgeführt werden soll.In addition, the evaluation unit 161 in particular an actual torque as at least one actual value of a physical variable 151 of the machining process supplied. The evaluation unit 161 determines a manipulated variable from the input values mentioned 47 , in particular a setting torque for screwing, with which the machining process with the tool 10 , in particular the screwing process, is to be carried out.
Dadurch kann mit dem Werkzeug 10 ein ergonomieoptimiertes Bearbeiten mindestens eines Bauteils 6, 7 ausgeführt werden. Die zuvor beschriebene Vorgehensweise ist für alle anderen zu regelnden Größen des Bearbeitungsvorgangs einsetzbar.This allows with the tool 10 ergonomically optimized machining of at least one component 6th , 7th are executed. The procedure described above can be used for all other variables to be regulated in the machining process.
Optional ermittelt oder bestimmt die Auswerteeinheit 161 jeweils dynamisch die am besten geeignete angepasste Bearbeitungsstrategie, um für den jeweiligen Benutzer 30 bestenfalls optimales ergonomisches Arbeiten mit dem Werkzeug 10 zu realisieren. Die Bearbeitungsstrategie ist bei dem Werkzeug 10 eine Schraubstrategie.The evaluation unit optionally determines or determines 161 in each case dynamically the most suitable adapted machining strategy in order for the respective user 30th at best optimal ergonomic working with the tool 10 to realize. The machining strategy is with the tool 10 a tightening strategy.
Infolge dessen kann die Ansteuereinheit 163 das Werkzeug 10 für den derzeit tätigen Benutzer 30 derart ansteuern, dass für den Benutzer 30 ein ergonomisch optimierter Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug 10 durchführbar ist.As a result, the control unit 163 the tool 10 for the current user 30th control so that for the user 30th an ergonomically optimized machining process with the tool 10 is feasible.
Somit ermöglicht das Werkzeug 10, dass jeder Benutzer 30 jederzeit die Anpassung der vorgegebenen Bearbeitungsparameter, die insbesondere Schraub-Prozess-Parameter für einen Schrauber oder sonstige Parameter für andere Werkzeuge sind, im Werkzeug 10 zu speichern und anschließend abzurufen, um das Komfortgefühl während des Arbeitens mit dem Werkzeug 10 zu erhöhen. Dadurch ist es mit dem Werkzeug 10 möglich, dass der Benutzer 30 selbst die Bearbeitungs-Prozess-Parameter, Bearbeitungszeit, insbesondere Schraubzeit T1, T2, T3, oder Maximalwerte, wie ein maximales Delta-Drehmoment MM, jederzeit nach seiner persönlichen Komfortempfindung ändert, speichert oder abruft. Somit sind bei dem Werkzeug 10 die genannten Einstellungen nicht mehr nur einmalig von der Arbeitsvorbereitung eingestellt, so dass anschließend alle Benutzer 30 dieselben Einstellungen unabhängig von der persönlichen Komforts-Empfindung des einzelnen Benutzers 30 verwenden müssen.Thus the tool enables 10 that every user 30th the adaptation of the specified machining parameters, in particular the screwing process parameters for a screwdriver, at any time or other parameters for other tools are in the tool 10 to save and then retrieve in order to increase the feeling of comfort while working with the tool 10 to increase. This makes it with the tool 10 possible for the user 30th even the machining process parameters, machining time, especially screwing time T1 , T2 , T3 , or maximum values, such as a maximum delta torque M M , changes, stores or retrieves at any time according to his personal comfort feeling. Thus are with the tool 10 the above-mentioned settings are no longer set only once by work preparation, so that all users can then 30th the same settings regardless of the personal comfort perception of the individual user 30th need to use.
Zu den Benutzereinstellungen 42 ist es möglich, dass die Auswerteeinheit 161 für die derzeit zu bearbeitende Bearbeitungsstelle 50 die dazu passende(n) Prozessparameter automatisch für das Bearbeiten und/oder Behandeln bereitstellt.To the user settings 42 it is possible that the evaluation unit 161 for the processing point currently to be processed 50 automatically provides the matching process parameter (s) for processing and / or handling.
Die Erfassungseinrichtung 15 und die Steuereinrichtung 16 sind derart ausgestaltet, dass die Auswertung für die nächste Bearbeitungsstelle 50 des Bauteils 6, 7 in Echtzeit ausgeführt wird. Gemäß der inzwischen durch DIN ISO/IEC 2382 abgelösten Norm DIN 44300 (Informationsverarbeitung), Teil 9 (Verarbeitungsabläufe) wird unter Echtzeit der Betrieb eines Rechensystems verstanden, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen. Demzufolge sind die Erfassungseinrichtung 15 und die Steuereinrichtung 16 derart ausgestaltet, dass durch deren Hardware und Software keine Verzögerungen verursacht werden und auftreten, welche die Einhaltung dieser Bedingungen verhindern. Demzufolge wird die Verarbeitung der Daten 40, 41, 42, 47 und der Erfassungsergebnisse bzw. Ist-Werte einer physikalischen Größe 151 des Bearbeitungsvorgangs garantiert schnell genug für die Abarbeitung des Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs des mindestens einen Bauteils 6, 7 ausgeführt, so dass durch die Verarbeitung der Daten 40, 41, 42, 47 und der Werte einer physikalischen Größe 151 keine Verzögerung bei der Abarbeitung des Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs des mindestens einen Bauteils 6, 7 stattfindet.The detection device 15th and the control device 16 are designed so that the evaluation for the next processing point 50 of the component 6th , 7th executed in real time. According to the meanwhile by DIN ISO / IEC 2382 detached DIN 44300 standard (Information processing), part 9 (Processing processes) Real-time is understood to mean the operation of a computing system in which programs for processing the data that arise are always ready for operation, in such a way that the processing results are available within a predetermined time period. Depending on the application, the data can be distributed at random or at predetermined times. Accordingly, the detection devices 15th and the control device 16 designed in such a way that their hardware and software do not cause or occur delays that prevent compliance with these conditions. As a result, the processing of the data 40 , 41 , 42 , 47 and the detection results or actual values of a physical variable 151 the machining process is guaranteed to be fast enough for the processing of the machining and / or treatment sequence of the at least one component 6th , 7th executed so that by processing the data 40 , 41 , 42 , 47 and the values of a physical quantity 151 no delay in processing the processing and / or treatment sequence for the at least one component 6th , 7th takes place.
Somit kann die Auswerteeinheit 161 und/oder die Auswerteeinheit 22 zumindest teilweise eine Auswertung von Erfassungsergebnissen der Erfassungseinrichtung 15 des Werkzeugs 10 in Hinblick auf den Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf ausführen. Optional sind hierbei die Steuervorrichtungen 16, 20 und/oder die Auswerteeinheiten 161, 22 in der Lage, das Werkzeug 10 für eine Bearbeitung und Behandlung zu sperren, wenn eine Auswertung einer der Auswerteeinheiten 161, 22 ergibt, dass der Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablauf mit dem Werkzeug 10 nicht eingehalten wird.Thus the evaluation unit can 161 and / or the evaluation unit 22nd at least partially an evaluation of the detection results of the detection device 15th of the tool 10 with regard to the processing and / or treatment process. The control devices are optional here 16 , 20th and / or the evaluation units 161 , 22nd able to use the tool 10 to block for processing and treatment when an evaluation of one of the evaluation units 161 , 22nd shows that the machining and / or treatment sequence with the tool 10 is not observed.
Das Werkzeug 10 bildet somit ein intelligentes Handwerkzeug und/oder handgeführtes Werkzeug, das dem Benutzer 30 die Arbeit mit dem Werkzeug 10 erleichtert. Zudem kann die Abarbeitung eines vorbestimmten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs erleichtert werden. Das Werkzeug 10 oder das System 4 realisiert somit eine ergonomieoptimierte Werkerführung oder Benutzerführung mithilfe von Intelligenz und Elektronik, ausgeführt durch die Systemkomponenten 15, 16 und gegebenenfalls 20.The tool 10 thus forms an intelligent hand tool and / or hand-held tool that the user 30th working with the tool 10 facilitated. In addition, the processing of a predetermined processing and / or treatment sequence can be facilitated. The tool 10 or the system 4th thus realizes ergonomically optimized operator guidance or user guidance with the help of intelligence and electronics, implemented by the system components 15th , 16 and optionally 20.
Wird auf die für das Werkzeug 10 externe Auswerteeinheit 22 verzichtet, kann mit dem Werkzeug 10 eine in sich autarke Werkerführung realisiert werden. Es findet also keine Auswerteunterstützung durch die Steuervorrichtung 20 statt.Will be on the for the tool 10 external evaluation unit 22nd dispensed, can with the tool 10 a self-sufficient worker guidance can be realized. There is therefore no evaluation support from the control device 20th instead of.
5 zeigt eine industrielle Anlage 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hier kommt im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ein Winkelkopfschraubwerkzeug 10A zum Einsatz. Das Werkzeug 10A ist bis auf seine in 5 gezeigte Geometrie auf die gleiche Weise aufgebaut, wie in Bezug auf das Werkzeug 10 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. 5 shows an industrial plant 2 according to a second embodiment. In contrast to the first exemplary embodiment, an angle head screwing tool is used here 10A for use. The tool 10A is up to its in 5 The geometry shown is built in the same way as with respect to the tool 10 of the first embodiment.
Gemäß 5 kann bei dem Werkzeug 10A zusätzlich oder alternativ bei der Steuervorrichtung 20 eine Speichereinheit 24 vorgesehen sein, in der eine Datenbank 240 gespeichert wird. Die Datenbank 240 kann identisch zu der Datenbank 1620 sein. Alternativ kann eine der Datenbanken 240, 1620 nur einen Teil der anderen Datenbank 240, 1620 aufweisen. Zudem kann die Auswerteeinheit 22 optional zumindest einen Teil der Auswertung der Auswerteeinheit 161 ausführen. Die entsprechenden Daten 40, 42 werden hierfür zwischen dem Werkzeug 10 und der Steuervorrichtung 20 ausgetauscht.According to 5 can with the tool 10A additionally or alternatively with the control device 20th a storage unit 24 be provided in a database 240 is saved. Database 240 can be identical to the database 1620 be. Alternatively, one of the databases 240 , 1620 only part of the other database 240 , 1620 exhibit. In addition, the evaluation unit 22nd optionally at least part of the evaluation of the evaluation unit 161 To run. The corresponding data 40 , 42 are for this between the tool 10 and the control device 20th exchanged.
Bei dem Werkzeug 10A können zusätzlich die genannten Benutzereinstellungen 42 auf Wunsch des Benutzers 30 abhängig von einzelnen Bearbeitungsstellen 50 eingegeben werden. Dadurch kann beispielsweise bei Schraubstellen, die immer zu abrupten Reaktionen am Arm oder Körper des Benutzers 30 führen, die voreingestellte Schraubzeit T1 verlängert und somit ergonomisch optimiert werden. Derartige Benutzereinstellungen 42 sind zugeordnet zu der jeweiligen Bearbeitungsstelle 50 speicherbar und daher später bei Bedarf abrufbar oder änderbar.With the tool 10A can also use the user settings mentioned 42 at the request of the user 30th depending on individual processing points 50 can be entered. This can lead to abrupt reactions on the arm or body of the user, for example at screw points 30th lead, the preset screwing time T1 extended and thus ergonomically optimized. Such user settings 42 are assigned to the respective processing point 50 storable and can therefore be called up or changed later if required.
Dadurch ist eine noch bessere Anpassung des Werkzeugs 10 in Bezug auf die Ergonomie für den jeweiligen Benutzer 30 möglich. Insbesondere wird die Abarbeitung eines vorbestimmten Bearbeitungs- und/oder Behandlungsablaufs noch besser erleichtert.This means that the tool can be adapted even better 10 in terms of ergonomics for each user 30th possible. In particular, the processing of a predetermined processing and / or treatment sequence is even better facilitated.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Anlagen 1, 2, des Systems 4, der Werkzeuge 10, 10A, der Erfassungseinrichtung 15, der Steuereinrichtung 16, der Steuervorrichtung 20 und des Verfahrens zum ergonomischen Bearbeiten und/oder Behandeln des mindestens einem Bauteils 6, 7 können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All configurations of the systems described above 1 , 2 , the system 4th , the tools 10 , 10A , the acquisition device 15th , the control device 16 , the control device 20th and the method for ergonomically processing and / or treating the at least one component 6th , 7th can be used individually or in all possible combinations. In particular, all of the features and / or functions of the exemplary embodiments described above can be combined as desired. In addition, the following modifications in particular are conceivable.
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.The parts shown in the figures are shown schematically and may differ in the exact configuration from the forms shown in the figures, as long as their functions described above are guaranteed.
Anstelle der beschriebenen Schraub-, Bohr- oder Fräswerkzeuge 10, 10A kann die zuvor beschriebene Erfindung auch bei einem beliebigen anderen, insbesondere zeitweise, handgeführten, Werkzeug zum Einsatz kommen, wie beispielsweise bei einem Nietwerkzeug oder Schweißwerkzeug oder Schneidwerkzeug oder Toxwerkzeug oder Stanzwerkzeug. Insbesondere können die Einrichtungen 15, 16 bei einem beliebigen Fügewerkzeug zum Einsatz kommen.Instead of the screwing, drilling or milling tools described 10 , 10A The invention described above can also be used with any other, in particular temporarily hand-held, tool, such as a riveting tool or welding tool or cutting tool or Tox tool or punching tool. In particular, the facilities 15th , 16 can be used with any joining tool.
In der industriellen Anlage 1, 2 sind je nach Anwendungsfall beliebige Werkstoffe in beliebiger Kombination für die Bauteile 6, 7 einsetzbar, wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Leder, Glas, Papier, usw.. Zudem kann in einer derartigen Anlage 1, 2 ein Arbeitsverfahren ausgeführt werden, wie Transportieren, also Behandeln, der Bauteile 6, 7 zu dem Werkzeug 10, 10A, in der industriellen Anlage 1, 2 und/oder weg von dem Werkzeug 10, 10A und/oder Stapeln der Bauteile 6, 7 usw.In the industrial plant 1 , 2 Depending on the application, any materials in any combination for the components 6th , 7th can be used, such as metal, plastic, leather, glass, paper, etc. In addition, in such a system 1 , 2 a work process can be carried out, such as transporting, i.e. treating, the components 6th , 7th to the tool 10 , 10A , in the industrial plant 1 , 2 and / or away from the tool 10 , 10A and / or stacking the components 6th , 7th etc.
Die Werkzeuge 10, 10A können alternativ oder zusätzlich Werkzeuge 10, 10A mit Aufhängung sein, die von dem Benutzer 30 manövrierbar ist, um insbesondere eine horizontale Lage des Werkzeugs 10, 10A im Raum je nach Bedarf definiert variieren zu können. Die Aufhängung kann das jeweilige Werkzeug 10, 10A zusätzlich oder alternativ vertikal oder in der Höhe verstellbar machen. Ganz allgemein kann die Lage des Werkzeugs 10, 10A im Raum variierbar sein.The tools 10 , 10A can alternatively or additionally use tools 10 , 10A with suspension provided by the user 30th is maneuverable, in particular to a horizontal position of the tool 10 , 10A to be able to vary the space in a defined manner as required. The suspension can be the respective tool 10 , 10A additionally or alternatively make it vertically or vertically adjustable. In general, the position of the tool 10 , 10A be variable in space.
Die Anzahl der Erfassungseinrichtungen 15, ist je nach Anwendungsfall beliebig wählbar.The number of detectors 15th , can be selected as required depending on the application.
Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, dass das Werkzeug 10, 10A für den Handbetrieb mit Batterie, insbesondere wiederaufladbarer Batterie, ausgestaltet ist. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch ein drahtgebundener Anschluss an ein Stromversorgungsnetz möglich. In diesem Fall ist das Werkzeug 10, 10A ein kabelgebundenes Werkzeug.As previously described, it is possible that the tool 10 , 10A is designed for manual operation with a battery, in particular a rechargeable battery. Alternatively or additionally, however, a wired connection to a power supply network is possible. In this case the tool is 10 , 10A a wired tool.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
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DIN ISO/IEC 2382 [0061]DIN ISO / IEC 2382 [0061]
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Norm DIN 44300 [0061]Standard DIN 44300 [0061]
