DE102021002176A1

DE102021002176A1 - Verfahren und Vorrichtung mit überwachtem Montageprozess zum Setzen von Befestigungs-, Sicherungs- oder Zierelementen an Werkstücken

Info

Publication number: DE102021002176A1
Application number: DE102021002176.2A
Authority: DE
Inventors: Ingmar Troniarsky
Original assignee: Itronic GmbH Mess Pruef und Automatisierungstechnik
Current assignee: Itronic GmbH Mess Pruef und Automatisierungstechnik
Priority date: 2021-04-24
Filing date: 2021-04-24
Publication date: 2022-10-27

Abstract

1. Verfahren und Vorrichtung mit überwachtem Montageprozess zum Setzen von Befestigungs-, Sicherungs- oder Zierelementen an Werkstücken.2.1 Bekannte Montage- und Setzwerkzeuge unterliegen Anforderungen an die Einsatzumgebung wie Platzbedarf oder anderen Bedingungen. Darüber hinaus ist eine Kabelverbindung zur elektrischen Energieversorgung und zu einer Auswerteeinheit wie PC oder SPS notwendig. Diese Vorrichtung beinhaltet die Energieversorgung, Auswerteeinheit und Anzeigeeinheit in einem Werkzeuggriff. Der Austausch der Prozessdaten, die beispielsweise die notwendige Anzahl der Setzungen und die ausgeführte Anzahl der Setzungen beinhaltet, erfolgt über einen integrierten WLAN-Adapter.2.2. Damit das Setzwerkzeug den Arbeitsstatus und das Arbeitsergebnis oder Informationen über Akku-Ladezustand visualisieren kann, ist ein LED-Anzeigeelement in den Werkzeuggriff integriert. Somit entsteht kein zusätzätzlicher Platzbedarf und der Werker kann den aktuellen Arbeitsstand und das Arbeitsergebnis direkt erkennen.2.3. Das Laden des integrierten Akkus über die modulare Ladestation erfolgt mittels integrierter Ladespulen durch induktives Laden.

Description

Im Bereich der Fertigung von Zusammenbauteilen kommen unter anderem Sicherungsringe, Befestigungsclipse, verschiedenartige Stopfen und Zierleisten jedweder Art zum Einsatz. Diese Elemente werden mithilfe eines Setzwerkzeuges auf das Bauteil gesetzt.
Der einzelne Setzvorgang muss überprüft und dem Werker eine Rückmeldung über die Qualität und Anzahl der ordnungsgemäß durchgeführten Setzvorgänge gegeben werden.
Stand der Technik sind hier mit dem Setzwerkzeug verbundene Bildschirmanzeigen auf externen Monitoren oder in das Setzwerkzeug integrierten Displays. Diese Lösungen setzen voraus, dass die Anzeigeelemente im direkten Sichtfeld des Werkers platziert sind, was bisweilen aus Platzgründen oder Umgebungsgründen nicht realisierbar ist. Darüber hinaus ist der Aktionsradius bei diesen kabelgebundenen Setzwerkzeugen, abhängig von den Gegebenheiten am Arbeitsplatz und der Zugänglichkeit des Montagepunkts, eingeschränkt, wodurch sowohl die Arbeitsleistung, als auch die Ergonomie herabgesetzt werden.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dem Werker ein kabelloses Setzwerkzeug bereitzustellen, das alle notwendigen Informationen bezüglich dem Status der Montage, des einzelnen Setzvorganges, dem Status des gesamten Montageumfangs, gegebenenfalls notwendige Handlungsanweisungen mithilfe einer integrierten Anzeigeeinrichtung offenbart und gleichzeitig im unmittelbaren Werker-Blickfeld platziert ist. Zur Energieversorgung der Auswerte- und Anzeigeeinheit wird ein Akku integriert. Das Laden des Akkus erfolgt kontaktlos über in eine zugehörige Ladestation integrierte Spulen für induktives Laden.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass dem Werker ein Werkzeug(1) bereitgestellt wird, welches ihn auf einfache und leicht verständliche Art durch den Montageprozeß führt und ihm in Echtzeit das Arbeitsergebnis zurück meldet. Das Arbeitsergebnis wird mithilfe der erreichten Eindrücktiefe, ermittelt durch einen Sensor, festgestellt. Dabei wird der zurückgelegte Weg des Stößels(9) zwischen Ausgangsposition und dem Anschlagspunkt ausgewertet. Zur Erstellung eines Profils des Montageprozesses wird zusätzlich die Geschwindigkeit des Eindrückens sensorisch erfasst und ausgewertet. Der Sensor(8) befindet sich auf der Auswerteeinheit(5) und wird durch den Stößel betätigt. Dabei ist die Anzeigeeinheit in seinem direkten Sichtfeld platziert und stellt keine besonderen Anforderungen an die Umgebungsbedingungen und Platzverhältnisse.
Die für die Auswerteeinheit erforderlichen Produktionsdaten werden über ein WLAN-Interface an das Werkzeug übertragen. Die Rückmeldung des Auftragsstatus an eine Leitstelle erfolgt auf dem gleichen Weg.
Eine beispielhafte Ausführung der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

1 zeigt den mechanischen Aufbau des Setzwerkzeugs

Das Setzwerkzeug setzt sich aus der Druckstückeinheit(6) und dem Griff(2) zusammen. Der Griff beinhaltet mindestens einen Akku(7) zur Energieversorgung, mindestens eine Induktionsspule(3) zum kabellosen Laden des Akkus, eine Auswerteeinheit(5) und mindestens eine Anzeigeeinheit(1) mit mindestens einer mehrfarbigen LED.
Vorgesehen sind 10 mehrfarbige LEDs zur Visualisierung von bis zu 10 an einem Werkstück aufeinanderfolgenden Setzprozessen in der Anzeigeeinheit, einer separaten LED(4) zur Visualisierung des Verbindungsstatus zum WLAN-Netzwerk und zur Akku-Ladezustandsanzeige sowie zur Visualisierung der dem Setzwerkzeug zugeordneten Montagelinie. Die Visualisierung der Zuordnung des Setzwerkzeuges zur jeweiligen Montagelinie erfolgt durch die einzelnen Farben der LED.
Die Einzelladestation(2) ist derart ausgeführt, dass durch seitlich ausgeführte Steckkontakte(12) mehrere Einzelladestationen elektrisch verbunden, und mit einem einzigen Versorgungsnetzteil(11) betrieben werden können(3). Somit wird das gleichzeitige Laden von mehr als einem Setzwerkzeug in einer modular erweiterbaren Ladezeile ermöglicht.

Beispielhafte Darstellungsmöglichkeiten sind:

Anzeigeelement mit 10 LEDs
LED-Nr.	Farbe	Art der Visualisierung	Status
1 - 10	weiß	leuchtend	Setzvorgang ausstehend
1 -10	grün	leuchtend	Setzvorgang i. O.
1 -10	rot	leuchtend	Setzvorgang n. i. O.
1 -10	grün	leuchtend	Akku-Ladezustand während des Ladevorgangs

Einzel-LED
LED-Nr.	Farbe	Art der Visualisierung	Status
11	rot	blitzend	geringe Akku-Restspannung
11	rot, grün, weiß, blau	langsam blinkend	WLAN verbunden
11	rot, grün, weiß, blau	schnell blinkend	WLAN nicht verbunden
11	Der LED-Farbe ist jeweils eine eigene Montagelinie zugeordnet

Claims

Griff für Druckstückeinheiten, bestehend aus: a) einer Auswerteeinheit b) einer LED-Anzeigeeinheit mit mindestens einer mehrfarbigen LED c) einer oder mehrerer einzeln im Griffgehäuse verbauter mehrfarbiger Einzel-LEDs d) einer integrierten aufladbaren Spannungsquelle e) einer Spule f) einem Gehäuse wobei folgendes gilt: g) dass die Auswerteeinheit auf einer Platine gelötet wird h) die Platine der LED-Anzeigeeinheit mit mindestens einer mehrfarbigen LED bestückt wird und damit eine Baugruppe bildet i) Alle Komponenten sind in einem Griff, der als ergonomisch geformter Hohlkörper ausgelegt ist, verbaut. Das Anzeigeelement weist beispielhaft folgendes Farbschema auf, welches durch die integrierte Auswerteeinheit gesteuert wird: LED-Nr. Farbe Art der Visualisierung Status 1-10 weiß leuchtend Setzvorgang ausstehend 1-10 grün leuchtend Setzvorgang i. O. 1-10 rot leuchtend Setzvorgang n. i. O. 1-10 grün leuchtend Akku-Ladezustand während des Ladevorgangs

Die Einzel-LED weist beispielhaft folgendes Anzeigeschema auf: LED-Nr. Farbe Art der Visualisierung Status 11 rot blitzend geringe Akku-Restspannung 11 rot, grün, blau, weiß langsam blinkend über WLAN mit der Montagelinie verbunden 12 rot, grün, blau, weiß schnell blinkend keine Verbindung über WLAN zur Montagelinie