DE102022206831A1

DE102022206831A1 - Method and system for monitoring an assembly position of an assembly tool

Info

Publication number: DE102022206831A1
Application number: DE102022206831.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Trefz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2024-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Montageposition eines Montagwerkzeugs (110), insbesondere eines Handschraubers, wobei eine Entfernungsmesseinrichtung (120), insbesondere eine Laser-Entfernungsmesseinrichtung, am Montagewerkzeug (110) angeordnet ist, wobei eine Reflexionseinrichtung (150) zum Zusammenwirken mit der Entfernungsmesseinrichtung (110) getrennt vom Montagewerkzeug (110) und ortsfest in Relation zur Montageposition und/oder einer Arbeitsfläche (132) angeordnet ist, wobei eine Entfernung des Montagewerkzeugs (110) zur Reflexionseinrichtung (150) bestimmt wird, und wobei basierend auf einem Vergleich einer aktuellen Entfernung mit einer für die Montageposition vorgegebenen Entfernung (d1, d2) bestimmt wird, ob die Montageposition erreicht worden ist. Die Erfindung betrifft auch ein System (100) hierfür.

The invention relates to a method for monitoring an assembly position of an assembly tool (110), in particular a hand screwdriver, wherein a distance measuring device (120), in particular a laser distance measuring device, is arranged on the assembly tool (110), a reflection device (150) for interacting with the Distance measuring device (110) is arranged separately from the assembly tool (110) and stationary in relation to the assembly position and / or a work surface (132), wherein a distance of the assembly tool (110) to the reflection device (150) is determined, and based on a comparison current distance with a distance (d1, d2) specified for the mounting position determines whether the mounting position has been reached. The invention also relates to a system (100) for this.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Montageposition eines Montagwerkzeugs, insbesondere eines Handschraubers, sowie ein System hierzu und eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for monitoring an assembly position of an assembly tool, in particular a hand screwdriver, as well as a system for this and a computing unit and a computer program for carrying out the method.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei Montagearbeiten, insbesondere im industriellen Bereich, kommen üblicherweise Montagewerkzeuge zum Einsatz, die einfach und flexibel handhabbar sind. Dazu können solche Montagewerkzeuge z.B. von einem Benutzer aufgenommen, benutzt und wieder zurückgelegt werden. Solche Montagewerkzeuge sind z.B. Schrauber oder Handschrauber, Nietgeräte, Stanzgeräte und dergleichen, wie sie bei entsprechenden Montagearbeiten benötigt werden.During assembly work, especially in the industrial sector, assembly tools are usually used that are easy and flexible to handle. For this purpose, such assembly tools can be picked up, used and put back again by a user. Such assembly tools are, for example, screwdrivers or hand screwdrivers, riveting devices, punching devices and the like, as required for corresponding assembly work.

Für eine gewisse Prozesssicherheit kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die mit dem Montagewerkzeug durchzuführenden und/oder durchgeführten Montagevorgänge, z.B. das Festdrehen einer Schraube, überwacht werden.To ensure a certain level of process reliability, it can be advantageous if the assembly processes to be carried out and/or carried out with the assembly tool, e.g. tightening a screw, are monitored.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und ein System zum Überwachen einer Montageposition eines Montagwerkzeugs, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method and a system for monitoring an assembly position of an assembly tool, as well as a computing unit and a computer program for carrying out the method with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the following description.

Die Erfindung beschäftigt sich mit Montagevorgängen, bei denen Montagewerkzeuge verwendet werden. Als Montagewerkzeuge kommen hierbei insbesondere mobile Montagewerkzeuge in Betracht, die von einem Benutzer aufgenommen, benutzt und wieder zurückgelegt werden können. Bevorzugte Beispiele sind wie erwähnt Schrauber oder Handschrauber, Nietgeräte, Stanzgeräte und dergleichen. Wie eingangs erwähnt, kann es oft hilfreich sein, insbesondere für eine gewisse Prozesssicherheit, dass ein Montage- bzw. Schraubposition des Montagewerkzeugs überwacht wird. So soll z.B. sichergestellt werden, dass die richtige Montageposition verwendet wird oder dass auch an allen vorgegebenen Montagepositionen ein Montagevorgang durchgeführt wird. Hierfür können z.B. Ultraschallsysteme oder Kameras bzw. Überwachungskameras verwendet werden, um zu erkennen, ob sich ein Montagewerkzeug an einer (vorgegebenen) Montageposition befindet. Solche Systeme sind allerdings in aller Regel teuer und kompliziert.The invention deals with assembly processes in which assembly tools are used. In particular, mobile assembly tools that can be picked up, used and put back by a user come into consideration as assembly tools. As mentioned, preferred examples are screwdrivers or hand screwdrivers, riveting devices, punching devices and the like. As mentioned at the beginning, it can often be helpful, especially for a certain degree of process reliability, that an assembly or screw position of the assembly tool is monitored. For example, it should be ensured that the correct assembly position is used or that an assembly process is carried out at all specified assembly positions. For this purpose, for example, ultrasound systems or cameras or surveillance cameras can be used to detect whether an assembly tool is in a (predetermined) assembly position. However, such systems are usually expensive and complicated.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, eine Entfernungsmesseinrichtung, insbesondere eine Laser-Entfernungsmesseinrichtung (sog. Laser-Distanzsensor, oder auch eine andere berührungslos arbeitende Entfernungsmesseinrichtung) zu verwenden, die am Montagewerkzeug angeordnet ist bzw. wird. Zudem wird eine Reflexionseinrichtung wie z.B. eine ebene bzw. flache Platte verwendet, die zum Zusammenwirken mit der Entfernungsmesseinrichtung vorgesehen ist, und getrennt vom Montagewerkzeug und ortsfest in Relation zur Montageposition und/oder einer Arbeitsfläche angeordnet ist bzw. wird. Beispielsweise kann eine solche Platte an einer Decke, z. B. in einer Werks- oder Fabrikhalle oder einem anderen Raum, angeordnet (oder aufgehängt bzw. befestigt) werden. Es handelt sich somit insbesondere um eine berührungslose, auf Laufzeitmessungen beruhende Entfernungsmesseinrichtung.In the context of the present invention, it is now proposed to use a distance measuring device, in particular a laser distance measuring device (so-called laser distance sensor, or another non-contact distance measuring device), which is or will be arranged on the assembly tool. In addition, a reflection device such as a flat plate is used, which is intended to interact with the distance measuring device and is arranged separately from the assembly tool and stationary in relation to the assembly position and/or a work surface. For example, such a plate can be attached to a ceiling, e.g. B. in a factory or factory hall or another room, arranged (or hung or attached). It is therefore in particular a non-contact distance measuring device based on transit time measurements.

Hierzu sei angemerkt, dass die Montageposition durch ein Werkstück, an dem der Montagevorgang vorgenommen werden soll, vorgegeben ist, und dort wiederum durch eine Montagestelle. Ein solches Werkstück wiederum ist typischerweise -jedenfalls während des Montagevorgangs - ortsfest im Raum oder zumindest ortsfest auf bzw. in Relation zu einer gewissen Arbeitsfläche (z.B. einem Fließband).It should be noted that the assembly position is predetermined by a workpiece on which the assembly process is to be carried out, and there in turn by an assembly point. Such a workpiece, in turn, is typically stationary in space - at least during the assembly process - or at least stationary on or in relation to a certain work surface (e.g. an assembly line).

Eine Montagestelle definiert damit - für ein bestimmtes Montagewerkzeug - die Montageposition dadurch, dass das Montagewerkzeug in der Montageposition gehalten werden soll oder muss, um den zugehörigen Montagevorgang ordnungsgemäß durchführen zu können. IM Fall einer Schraubstelle als Montagestelle, in die eine Schraube einzudrehen ist, ist die Montageposition z.B. erreicht, wenn ein Bit des Montagewerkzeugs in vorgesehener Ausrichtung in die Schraube eingreift.An assembly point thus defines - for a specific assembly tool - the assembly position in that the assembly tool should or must be held in the assembly position in order to be able to carry out the associated assembly process properly. In the case of a screw point as an assembly point into which a screw is to be screwed, the assembly position is reached, for example, when a bit of the assembly tool engages in the screw in the intended orientation.

Hier wird dann eine Entfernung des Montagewerkzeugs zur Reflexionseinrichtung bestimmt. Dies erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der Entfernungsmesseinrichtung sowie ggf. Auswertung der erhaltenen Signale oder Daten. Basierend auf einem Vergleich einer aktuellen Entfernung mit einer für die (gewünschte oder vorgegebene) Montageposition vorgegebenen Entfernung wird dann bestimmt, ob die Montageposition erreicht worden ist. Beispielsweise kann wiederholt oder kontinuierlich eine solche Entfernung des Montagewerkzeugs zur Reflexionseinrichtung bestimmt bzw. gemessen werden und dann, wenn die aktuelle Entfernung mit der für die betreffende Montageposition vorgegebenen Entfernung übereinstimmt (z.B. innerhalb eines gewissen Toleranzbereichs), kann festgestellt werden, dass sich das Montagewerkzeug an der betreffenden Montageposition befindet.A distance of the assembly tool to the reflection device is then determined here. This is done by appropriately controlling the distance measuring device and, if necessary, evaluating the signals or data received. Based on a comparison of a current distance with a distance specified for the (desired or predetermined) assembly position, it is then determined whether the assembly position has been reached. For example, such a distance of the assembly tool to the reflection device can be determined or measured repeatedly or continuously and then, if the current distance matches the distance specified for the relevant assembly position (e.g. within a certain tolerance range), it can be determined that the assembly tool is at the relevant mounting position.

Dies ist eine besonders einfach zu verwirklichende, schnelle und sichere Art und Weise, eine Montageposition zu überwachen.This is a particularly easy to implement, quick and safe way to monitor an assembly position.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Reflexionseinrichtung derart (ortsfest in Relation zur Montageposition und/oder einer Arbeitsfläche) angeordnet ist bzw. wird, dass eine Entfernung zwischen Montageposition und Reflexionseinrichtung für verschiedene Montagepositionen verschieden ist, und zwar insbesondere in jeweils derselben räumlichen Richtung. Dies kann durch geeignete Abstimmung und/oder Ausbildung (z.B. in der Form) der Reflexionseinrichtung und/der deren Anordnung im Raum auf die gewünschten oder nötigen Montagepositionen erreicht werden. Beispielsweise kann die erwähnte ebene Platte hierzu an der Decke angeordnet (oder aufgehängt werden).It is particularly advantageous here if the reflection device is or is arranged in such a way (stationary in relation to the assembly position and/or a work surface) that a distance between the assembly position and the reflection device is different for different assembly positions, in particular in the same spatial direction. This can be achieved by suitable coordination and/or training (e.g. in the shape) of the reflection device and/or its arrangement in space in the desired or necessary mounting positions. For example, the mentioned flat plate can be arranged (or hung) on the ceiling.

Für den üblichen Fall einer horizontal ebenen Arbeitsfläche auf der ein Werkstück mit mehreren Montagestellen, z.B. Schraubstellen, die wiederum z.B. in zumindest in etwa gleicher Höhe liegen, kann eine solche Platte z.B. einfach derart an der Decke aufgehängt werden, dass sie schräg oder verkippt zur Arbeitsfläche ist. Dann sind die Abstände bzw. Entfernungen der Montagestellen (z.B. in räumlicher Richtung vertikal bzw. senkrecht zur Arbeitsfläche) zur Platte in der Regel alle verschieden. Dies gilt entsprechend auch für die Entfernungen der Montagepositionen, da hier nur ein fester Abstand zwischen der Montagestelle (z.B. der Schraube) und der Entfernungsmesseinrichtung hinzukommt, die aber für alle Montagestellen bzw. Montagepositionen identisch ist, zumal ein solches Montagewerkzeug für einen bestimmten Montagevorgang möglichst immer in derselben Ausrichtung gehalten werden muss.For the usual case of a horizontally flat work surface on which a workpiece has several assembly points, e.g. screwing points, which in turn are at least at approximately the same height, such a plate can, for example, simply be hung from the ceiling in such a way that it is at an angle or tilted towards the work surface is. Then the distances between the mounting points (e.g. vertical in the spatial direction or perpendicular to the work surface) and the plate are usually all different. This also applies to the distances of the assembly positions, since here there is only a fixed distance between the assembly point (e.g. the screw) and the distance measuring device, which is however identical for all assembly points or assembly positions, especially since such an assembly tool is preferably always used for a specific assembly process must be kept in the same orientation.

Es muss ggf. auf die konkrete Anordnung oder Drehung des Werkstücks geachtet werden. Bei einer typischerweise geringen Anzahl an Montagestellen lässt sich eine entsprechende Ausrichtung der Platte und des Werkstücks jedoch leicht finden. Zweckmäßig kann es sein, dass für ein bestimmtes Werkstück bzw. eine bestimmte Art von Werkstück eine bestimmte Ausrichtung, wie es auf der Arbeitsfläche zu liegen hat, vorgegeben wird. Eine typische Anwendung ist hier z.B. häufig zu wiederholende Montagevorgange an immer derselben Art Werkstück, z.B. in der Produktion.It may be necessary to pay attention to the specific arrangement or rotation of the workpiece. However, with a typically small number of assembly locations, an appropriate alignment of the plate and the workpiece can be easily found. It may be useful to specify a specific orientation for a specific workpiece or a specific type of workpiece as to how it should lie on the work surface. A typical application here is, for example, frequently repeated assembly processes on the same type of workpiece, e.g. in production.

Insbesondere für den Fall von mehreren Montagepositionen, bei denen die Entfernung zwischen Montageposition und Reflexionseinrichtung verschieden sind, kann es für die Genauigkeit der Messung bzw. Bestimmung der Entfernung ausreichend sein, dass zwischen den verschiedenen Montagepositionen unterschieden werden kann.In particular in the case of several mounting positions in which the distance between the mounting position and the reflection device is different, it may be sufficient for the accuracy of the measurement or determination of the distance that a distinction can be made between the different mounting positions.

Unabhängig davon kann die Reflexionseinrichtung aber auch anders als eine Platte ausgebildet sein, insbesondere auch gezielt geformt sein, um für ein bestimmtes Werkstück mit Montagestellen die unterschiedlichen Entfernungen zu erreichen. Denkbar ist auch, dass eine Decke eines Raumes als Reflexionseinrichtung verwendet wird.Regardless of this, the reflection device can also be designed differently than a plate, in particular also specifically shaped, in order to achieve different distances for a specific workpiece with assembly points. It is also conceivable that a ceiling of a room is used as a reflection device.

Es sei erwähnt, dass die Reflexionseinrichtung nicht notwendigerweise besonders stark reflektieren muss, wenngleich dies zweckdienlich ist. Dies kann z.B. von der Art der Entfernungsmesseinrichtung abhängen.It should be mentioned that the reflection device does not necessarily have to reflect particularly strongly, although this is useful. This can depend, for example, on the type of distance measuring device.

Vorzugsweise ist die Entfernungsmesseinrichtung in einem Abstand von höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm, von einem Montagekopf des Montagewerkzeuges am Montagewerkzeug, weiter insbesondere an dem Montagekopf, angeordnet. Damit kann etwaigen, trotzdem auftretenden Verdrehungen oder Abweichungen in der Ausrichtung des Montagewerkzeugs bei Verwendung entgegengewirkt werden.Preferably, the distance measuring device is arranged at a distance of at most 20 cm, in particular at most 10 cm, from an assembly head of the assembly tool on the assembly tool, more particularly on the assembly head. This makes it possible to counteract any twists or deviations in the alignment of the assembly tool that may still occur during use.

Außerdem ist es besonders bevorzugt, wenn die Entfernungsmesseinrichtung derart in Relation zum Montagekopf angeordnet ist, dass eine Richtung der Entfernungsmessung durch die Entfernungsmesseinrichtung koaxial zu einer Drehachse des Montagekopfs (z.B. eines Abtriebs des Schraubkopfs) ist. Damit ist die Entfernungsmessung möglichst unabhängig von einer etwaigen Drehung des Montagewerkzeugs.In addition, it is particularly preferred if the distance measuring device is arranged in relation to the mounting head in such a way that a direction of the distance measurement by the distance measuring device is coaxial with an axis of rotation of the mounting head (e.g. an output of the screw head). This means that the distance measurement is as independent as possible of any rotation of the assembly tool.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn das Montagewerkzeug ein Gyroskop (bzw. Gyroskop-Sensor) aufweist, das insbesondere dreidimensional eine Orientierung des Montagewerkzeugs erfassen oder bestimmen kann. Es kann dann basierend auf einem Vergleich einer aktuellen Orientierung des Montagwerkzeugs mit einer für die Montageposition vorgegebenen Orientierung bestimmt werden, ob die Montageposition erreicht worden ist. So kann also z.B. sichergestellt werden, dass das Montagewerkzeug möglichst horizontal (oder in einer anderen gewünschten Orientierung) gehalten wird.It is also advantageous if the assembly tool has a gyroscope (or gyroscope sensor), which can detect or determine an orientation of the assembly tool, in particular in three dimensions. It can then be determined based on a comparison of a current orientation of the assembly tool with an orientation specified for the assembly position whether the assembly position has been reached. For example, it can be ensured that the assembly tool is held as horizontally as possible (or in another desired orientation).

Vorteilhafterweise wird für eine oder mehrere Montagepositionen bestimmt, ob sie erreicht worden sind, und zwar für wenigstens eines der folgenden: Es kann damit z.B. sichergestellt werden, dass eine vorgegebene Montageposition oder jede von mehreren vorgegebenen Montagepositionen erreicht wird, z.B., dass keine Montageposition bei der Bearbeitung ausgelassen oder übersehen wird. Es kann hierfür z. B. bei jeder vorgegebenen Montageposition, für die bestimmt worden ist, dass sie erreicht wurde, ein Datensatz auf einer ausführenden Recheneinheit bzw. dort einem Speicher abgelegt werden. Ebenso kann sichergestellt werden, dass eine vorgegebene Reihenfolge an Montagepositionen eingehalten wird. So kann z.B. auch ein Zeitpunkt zum Datensatz mit abgelegt werden. Außerdem können eine oder mehrere Montagepositionen mit einem jeweiligen Montageergebnis (z.B. einem erreichten Drehmoment; hierzu ist dann ein Drehmomentsensor im Montagewerkzeug nötig; dies ist z.B. bei einem typischen sog. messenden Schrauber der Fall) eines Montagevorgangs an der jeweiligen Montageposition verknüpft werden. Auch dies kann in einem solchen Datensatz abgelegt werden.Advantageously, it is determined for one or more assembly positions whether they have been reached, namely for at least one of the following: It can thus be ensured, for example, that a predetermined assembly position or each of several predetermined assembly positions is reached, for example that no assembly position is reached Processing is omitted or overlooked. For this purpose it can e.g. B. for each predetermined assembly position for which it has been determined that it has been reached, a data record can be stored on an executing computing unit or in a memory there. It can also be ensured that a specified sequence of assembly positions is adhered to. For example, a point in time can also be stored with the data record. In addition, one or more assembly positions can be linked to a respective assembly result (e.g. a torque achieved; this requires a torque sensor in the assembly tool; this is the case, for example, with a typical so-called measuring screwdriver) of an assembly process at the respective assembly position. This can also be stored in such a data record.

Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass ein Montagevorgang mittels des Montagewerkzeugs nur dann freigegeben wird, wenn die Montageposition erreicht worden ist, d.h. es wird ein Schraubvorgang bei Drücken einer Betätigungstaste zur dann gestartet, wenn sich das Montagewerkzeug an der richtigen Montageposition befindet. Dies erhöht die Prozesssicherheit.Preferably, it is also provided that an assembly process using the assembly tool is only released when the assembly position has been reached, i.e. a screwing process is started when an actuation button is pressed when the assembly tool is in the correct assembly position. This increases process reliability.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. eine Steuereinheit eines Montagewerkzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Eine solche Steuereinheit kann in das Montagewerkzeug integriert sein, oder auch als externe und/oder übergeordnete Steuerung ausgebildet sein.A computing unit according to the invention, for example a control unit of an assembly tool, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention. Such a control unit can be integrated into the assembly tool, or can also be designed as an external and/or higher-level control.

Ein erfindungsgemäßes System zum Überwachen einer Montageposition eines Montagwerkzeugs weist ein Montagwerkzeug, eine Entfernungsmesseinrichtung, die am Montagewerkzeug angeordnet ist, eine Reflexionseinrichtung zum Zusammenwirken mit der Entfernungsmesseinrichtung, wobei die Reflexionseinrichtung getrennt vom Montagewerkzeug und fest im Raum angeordnet ist, sowie eine erfindungsgemäße Recheneinheit auf. Wie schon erwähnt, kann die Recheneinheit auch in das Montagewerkzeug integriert sein.A system according to the invention for monitoring an assembly position of an assembly tool has an assembly tool, a distance measuring device which is arranged on the assembly tool, a reflection device for interacting with the distance measuring device, the reflection device being separate from the assembly tool and fixedly arranged in space, and a computing unit according to the invention. As already mentioned, the computing unit can also be integrated into the assembly tool.

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte 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.The implementation of a method according to the invention in the form of a computer program or computer program product with program code for carrying out all method steps is also advantageous because this causes particularly low costs, especially if an executing control device is used for additional tasks and is therefore present anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, 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 refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.

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 to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.

FigurenbeschreibungCharacter description

1 shows schematically a system according to the invention with an assembly tool in a preferred embodiment.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das System 100 weist eine Montagwerkzeug 110, eine Entfernungsmesseinrichtung 120 und eine Reflexionseinrichtung 150 zum Zusammenwirken mit der Entfernungsmesseinrichtung 120 auf.In 1 A system 100 according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment. The system 100 has an assembly tool 110, a distance measuring device 120 and a reflection device 150 for interacting with the distance measuring device 120.

Das Montagewerkzeug 110 ist beispielhaft als Schrauber bzw. Handschrauber ausgebildet, der einen Montagekopf bzw. Schraubkopf 112 aufweist. An dem Montagekopf kann z.B. ein Bit zum Drehen einer Schraube angebracht sein. Weiterhin ist eine als externe Steuerung vorgesehene Recheneinheit 114 vorgesehen, die z.B. an einer Wand angebracht sein kann und an die der Schrauber mittels eines Kabels angebunden ist. Es versteht sich, dass ebenso ein akkubetriebener Schrauber verwendet werden kann, der dann eine integrierte Steuereinheit aufweist und/oder z.B. drahtlos mit einer übergeordneten Steuerung in Verbindung steht.The assembly tool 110 is designed, for example, as a screwdriver or hand screwdriver, which has an assembly head or screw head 112. For example, a bit for turning a screw can be attached to the mounting head. Furthermore, a computing unit 114 is provided as an external control, which can be attached to a wall, for example, and to which the screwdriver is connected by means of a cable. It goes without saying that a battery-operated screwdriver can also be used, which then has an integrated control unit and/or is connected, for example, wirelessly to a higher-level controller.

Die Entfernungsmesseinrichtung 120 ist hier beispielhaft als Laser-Entfernungsmesseinrichtung bzw. sog. Laser-Distanzsensor ausgebildet und beispielhaft am Montagekopf bzw. Schraubkopf 112 angeordnet oder befestigt. Insbesondere ist die Laser-Entfernungsmesseinrichtung derart angeordnet, dass eine Entfernung in vertikaler Richtung nach oben, entlang der gezeigten z-Achse, bestimmt bzw. gemessen werden kann, wenn das Montagewerkzeug 110 so ausgerichtet gehalten wird, dass eine Schraube senkrecht eingedreht werden kann. Dies entspricht dann letztlich einer Ausrichtung in der Montageposition. Es versteht sich, dass die Anordnung und die Ausrichtung der Entfernungsmesseinrichtung 120 am Montagewerkzeug auch von der Art des Montagewerkzeugs und/oder der Montagepositionen bzw. vorzunehmenden Montagevorgänge abhängen kann.The distance measuring device 120 is designed here, for example, as a laser distance measuring device or so-called laser distance sensor and is arranged or fastened, for example, on the mounting head or screw head 112. In particular, the laser distance measuring device is arranged such that a distance can be determined or measured in the vertical upward direction, along the z-axis shown, when the assembly tool 110 is held aligned so that a screw can be screwed in vertically. This then ultimately corresponds to an alignment in the assembly position. It is understood that the arrangement and alignment of the distance measuring device 120 on the assembly tool can also depend on the type of assembly tool and/or the assembly positions or assembly operations to be carried out.

Beispielhaft und zur Erläuterung ist weiterhin ein Arbeitstisch 130 dargestellt, der eine Arbeitsfläche 132 (hier die Tischoberfläche) aufweist, auf der wiederum ein Werkstück 140 angeordnet bzw. aufgelegt ist. Die Arbeitsfläche 132 ist hier in der x-y-Ebene angeordnet. Bei dem Werkstück 140 handelt es sich beispielhaft um einen Getriebedeckel. An dem Werkstück 140 sind beispielhaft fünf Montagestellen vorgesehen, von denen zwei mit 141 und 142 bezeichnet sind. Bei den Montagestellen kann es sich z.B. um Schraubstellen handeln. Dort soll z.B. jeweils mittels des Montagewerkzeugs bzw. Schraubers eine Schraube eingedreht werden. Die Montagestellen definieren damit auch entsprechende Montagepositionen bzw. können auch als solche angesehen werden - nämlich dadurch, dass dort jeweils das Montagewerkzeug in einer bestimmten Ausrichtung angesetzt werden muss. Die mehreren Montagestellen liegen in diesem Beispiel etwas höher als die Arbeitsfläche 132 allerdings ebenfalls oder zumindest in etwa in einer Ebene, die parallel hierzu ist.By way of example and for explanation, a work table 130 is also shown, which has a work surface 132 (here the table surface), on which a workpiece 140 is in turn arranged or placed. The work surface 132 is arranged here in the xy plane. The workpiece 140 is, for example, a gear cover. For example, five assembly points are provided on the workpiece 140, two of which are designated 141 and 142. The assembly points can be screw points, for example. For example, a screw should be screwed in using the assembly tool or screwdriver. The assembly points therefore also define corresponding assembly positions or can also be viewed as such - namely in that the assembly tool must be positioned there in a specific orientation. In this example, the several assembly points are slightly higher than the work surface 132, but also or at least approximately in a plane that is parallel to it.

Die Reflexionseinrichtung 150 ist hier nun als eine Platte ausgebildet, die beispielhaft ortsfest in Relation zu den Montagepositionen und zudem zur Arbeitsfläche 132 angeordnet ist. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Platte an einer - hier nicht gezeigten - Decke angeordnet oder befestigt wird. Ebenso kann sich auf dem Montagetisch eine Aufnahme bzw. Halterung für das Werkstück 140 vorgesehen sein, so dass dieses reproduzierbar positioniert ist.The reflection device 150 is now designed here as a plate which, for example, is arranged in a stationary manner in relation to the assembly positions and also to the work surface 132. This can be done, for example, by arranging or attaching the plate to a ceiling (not shown here). Likewise, a receptacle or holder for the workpiece 140 can be provided on the assembly table, so that it is positioned reproducibly.

Insbesondere ist die Reflexionseinrichtung bzw. Platte 150 hier nun derart angeordnet, dass eine Entfernung zwischen Montageposition und Reflexionseinrichtung 150 für verschiedene Montagepositionen in jeweils derselben räumlichen Richtung, hier der Richtung in z-Achse bzw. in z-Richtung, verschieden ist. Hierzu sind beispielhaft die Entfernung zwischen den fünf Montagestellen am Werkstück 140 und der Platte 150 eingezeichnet. Beispielhaft sind zwei dieser Entfernungen, nämlich für die Montagestellen 141 und 142, mit d1 bzw. d2 bezeichnet. Diese beiden Entfernungen sind, wie deutlich ersichtlich ist, voneinander verschieden. Allgemein sind die Entfernungen aller Montagestellen zur Platte 150 voneinander verschieden. Dies wird in dem gezeigten Beispiel auf einfache Weise dadurch erreicht, dass die Platte 150 gegenüber der x-y-Ebene bzw. einer Ebene parallel hierzu - wie mit 152 angedeutet - verkippt wird, und zwar z.B. um die y-Achse und um die x-Achse. Durch geeignete Anordnung des Werkstücks bzw. der Montagestellen können dann die verschiedenen Entfernungen erreicht werden. Wie schon erwähnt, könnte anstelle einer Platte auch eine anderweitig geeignet geformte Reflexionseinrichtung verwendet werden.In particular, the reflection device or plate 150 is now arranged here in such a way that a distance between the mounting position and the reflection device 150 is different for different mounting positions in the same spatial direction, here the direction in the z-axis or in the z-direction. For this purpose, the distance between the five assembly points on the workpiece 140 and the plate 150 are shown as an example. As an example, two of these distances, namely for the assembly points 141 and 142, are designated d1 and d2, respectively. These two distances are, as can be clearly seen, different from each other. In general, the distances of all mounting points to the plate 150 are different from one another. In the example shown, this is achieved in a simple manner by tilting the plate 150 relative to the x-y plane or a plane parallel to it - as indicated by 152 - for example around the y-axis and around the x-axis . The various distances can then be achieved by appropriately arranging the workpiece or the assembly points. As already mentioned, instead of a plate, another suitably shaped reflection device could also be used.

Diese verschiedenen Entfernungen gelten damit auch für eine Entfernung des Montagewerkzeugs 110 - bzw. dort der Entfernungsmesseinrichtung 120 - zur Reflexionseinrichtung 150, wenn sich das Montagewerkzeug 110 korrekt an einer Montagestelle und damit einer Montageposition befindet, da der Abstand zwischen Entfernungsmesseinrichtung 120 und Montagestelle immer gleich ist.These different distances therefore also apply to a distance of the assembly tool 110 - or the distance measuring device 120 - from the reflection device 150 when the assembly tool 110 is correctly located at an assembly point and thus an assembly position, since the distance between the distance measuring device 120 and the assembly point is always the same .

Bei Verwendung kann dann immer Entfernung des Montagewerkzeugs zur Reflexionseinrichtung bestimmt werden, und basierend auf einem Vergleich einer aktuellen Entfernung mit einer für die jeweilige Montageposition vorgegebenen Entfernung wird dann bestimmt, ob die Montageposition erreicht worden ist. Optional kann, wie erwähnt, auch die Orientierung (mittels Gyroskop) des Montagewerkzeugs berücksichtigt werden. Beispielsweise kann dann, wenn die Montageposition erreicht werden ist, auch ein Montagevorgang freigegeben werden. Auch kann, wenn zwar eine Montageposition, aber nicht die richtige (z.B. bei einer vorgegebenen Reihenfolge) erreicht worden ist, der Montagevorgang nicht freigegeben werden. Es kann nämlich z.B. vorgesehen sein, dass die Schrauben in einer bestimmten Reihenfolge eingedreht bzw. angezogen werden sollen.When used, the distance of the assembly tool to the reflection device can always be determined, and based on a comparison of a current distance with a distance specified for the respective assembly position, it is then determined whether the assembly position has been reached. Optionally, as mentioned, the orientation (using a gyroscope) of the assembly tool can also be taken into account. For example, when the assembly position has been reached, an assembly process can also be released. Also, if an assembly position has been reached but not the correct one (e.g. in a predetermined sequence), the assembly process cannot be released. It can be provided, for example, that the screws should be screwed in or tightened in a specific order.

Claims

Method for monitoring an assembly position of an assembly tool (110), in particular a hand screwdriver, wherein a distance measuring device (120), in particular a laser distance measuring device, is arranged on the assembly tool (110), wherein a reflection device (150) for interacting with the distance measuring device (110) is arranged separately from the assembly tool (110) and stationary in relation to the assembly position and/or a work surface (132), wherein a distance of the assembly tool (110) from the reflection device (150) is determined, and wherein it is determined based on a comparison of a current distance with a distance (d1, d2) specified for the mounting position whether the mounting position has been reached.

Procedure according to Claim 1 , wherein the reflection device (150) is arranged such that a distance between the mounting position and the reflection device (150) is different for different mounting positions.

Procedure according to Claim 2 , wherein the reflection device (150) is arranged such that a distance between the mounting position and the reflection device (150) for different mon day positions are different in the same spatial direction (z).

Method according to one of the preceding claims, wherein the reflecting device (150) is formed as a flat plate which is arranged on a ceiling.

Method according to one of the preceding claims, wherein the assembly position is defined by a mounting point (141, 142) on a workpiece (140) to be machined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the assembly tool (110) has a gyroscope, an orientation of the assembly tool (110) in space being determined, and based on a comparison of a current orientation of the assembly tool (110) with one predetermined for the assembly position Orientation determines whether the assembly position has been reached.

Method according to one of the preceding claims, wherein the distance measuring device (120) is arranged at a distance of at most 20 cm, in particular at most 10 cm, from a mounting head (112) of the mounting tool (110) on the mounting tool, further in particular on the mounting head.

Method according to one of the preceding claims, wherein for one or more assembly positions it is determined whether they have been reached for at least one of the following: - Ensure that a specified assembly position or each of several specified assembly positions is reached, - Ensure that a specified sequence of assembly positions is adhered to, - Linking one or more assembly positions with a respective assembly result of an assembly process at the respective assembly position.

Method according to one of the preceding claims, wherein an assembly process using the assembly tool (110) is only released when the assembly position has been reached.

Computing unit (114) comprising a processor configured to carry out the method according to any one of the preceding claims.

System (100) for monitoring an assembly position of an assembly tool (110), with an assembly tool (110), in particular a hand screwdriver, a distance measuring device (120), in particular a laser distance measuring device, which is arranged on the assembly tool (110), and a reflection device ( 150) for cooperation with the distance measuring device (120), the reflection device (150) being arranged separately from the assembly tool (110) and stationary in relation to the assembly position and/or a work surface (132), the system (100) further comprising a computing unit ( 114), especially after Claim 9 , which is set up to control the distance measuring device (120) in order to determine a distance of the assembly tool (110) to the reflection device (150).

Computer program comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause it to follow the method Claim 1 until 9 to carry out.

Computer-readable data carrier on which the computer program is written Claim 12 is stored.