DE19639566A1 - Einrichtung zur Ermittlung der Schraubqualität bei einem handgeführten Maschinenschraubwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Schraubqualität bei einem handgeführten Maschinenschraubwerk­ zeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Stand der Technik werden Schraubverbindungen mit geeigne­ ten Schraubwerkzeugen erzeugt, wobei die ordnungsgemäß durch­ geführte Tätigkeit auf einem werkstückbegleitenden Dokument beispielsweise von dem betreffenden Monteur durch seine Un­ terschrift bestätigt wird. Je nach Art der Organisation wird dabei der Montagevorgang für eine Gruppe von Schraubverbin­ dungen oder jede einzelne Schraube einer Schraubengruppe do­ kumentiert.

Bei stationären Montageanlagen werden Schraubspindeln verwen­ det, die mit Meßwertaufnehmern für das Drehmoment und den Drehwinkel ausgerüstet sind. Soweit die Schraubspindeln in Montageanlagen fest eingebaut sind, kann der Schraubendreh­ winkel aus der Drehung der Schraubspindel des Schraubwerkzeu­ ges bestimmt werden. Drehmoment und Drehwinkel werden während des Schraubvorgangs von einer Auswerteeinrichtung hinsicht­ lich der Erfüllung qualitätsbestimmender Eigenschaften unter­ sucht, um ein Datum über die Qualität der hergestellten Schraubverbindung zu erzeugen.

Eine entsprechende Einrichtung ist beispielsweise aus DE 25 41 929 A1 bekannt. Bei der dor­ tigen Einrichtung ist die bearbeitete Schraubverbindung auf­ grund des Maschinenablaufs bekannt, so daß ihr das Qualitäts­ datum datentechnisch automatisch zugeordnet werden kann. Hierzu ist lediglich eine ebenfalls an sich bekannte informa­ tionsverarbeitende Einrichtung notwendig. Je nach Art der Do­ kumentation wird das Qualitätsdatum maschinell gespeichert oder es wird ein geeignetes Trägermaterial mit dem Qualitäts­ datum dauerhaft gekennzeichnet.

Bei einer Schraubenmontage mit handgeführten Schraubwerkzeu­ gen ist eine Auswertung des Drehwinkels wie bei stationär ge­ lagerten Schraubspindeln nicht möglich, da das Schraubwerk­ zeug und damit die Schraubspindel infolge eines Reaktionsmo­ mentes eine ausweichende Drehbewegung ausführt, die den an der Schraubspindel gemessenen Drehwinkel zu einem Scheindreh­ winkel verfälscht.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Pro­ blem, eine Einrichtung zu schaffen, mit der bei einem handge­ führten Maschinenschraubwerkzeug ein Qualitätsdatum für die Schraubqualität erzeugt werden kann. Darüber hinaus soll die­ ses Qualitätsdatum der bearbeiteten Schraube eindeutig zuge­ ordnet werden können.

Eine Lösung für dieses Problem zeigt eine Ausführung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 auf.

Diese Lösung beruht auf dem Gedanken, die durch das beim An­ ziehen einer Schraube auftretende Reaktionsmoment erzeugte ausweichende Drehbewegung des Schraubwerkzeuges zu erfassen und als Korrekturwert in die Meßauswertung einzugeben. Dabei kann auf an sich bekannte Einrichtungen und Verfahren zur Si­ gnalübertragung und Auswertung zurückgegriffen werden.

Der erforderliche Detektor zur Ermittlung des reaktionsmo­ mentbedingten Werkzeug-Rückdrehwinkels kann als Fernsehkamera ausgebildet sein, die gleichzeitig eine Identifizierung der bearbeiteten Schraube vornimmt, so daß die Qualitätsdaten der identifizierten Schraube eindeutig zugeordnet und in einem Dokument festgehalten werden können.

Wie die Meßwertkorrektur mit der erfindungsgemäßen Einrich­ tung vorteilhafterweise speziell vorgenommen werden kann, gibt der Anspruch 1 an.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.

An dem von Hand zu fassenden Gehäuse 1 eines Maschinen­ schraubwerkzeuges 2 ist als Detektor 3 eine Fernsehkamera an­ gebracht. Die Fernsehkamera 3 nimmt ein Bild aus der Umgebung der vorzunehmenden Verschraubung in der Ebene eines anzuzie­ henden Schraubenkopfes oder einer Mutter auf. In dem Aufnah­ mefeld liegt auch die von dem Gehäuse 1 des Schraubwerkzeuges 2 ausgehende Schraubspindel 4.

In dem Gehäuse 1 des Schraubwerkzeuges 2 sind in bekannter Weise Meßeinrichtungen für ein an der Schraubspindel 4 gemes­ senes Drehmoment sowie deren Drehwinkel vorgesehen. Hiermit ermittelte Meßwerte werden als Informationssignale 5 und 6 Signalverarbeitungseinrichtungen A und B in ebenfalls bekann­ ter Form zur Verarbeitung und Auswertung zugeführt. Von der Fernsehkamera 3 wird der beim Anziehen einer Schraubverbin­ dung reaktionsmomentbedingt auftretende Ausweichdrehwinkel über eine Signalverarbeitungseinrichtung C der vorgenannten Signalverarbeitungseinrichtung A als Signal 7 zur Weiterver­ arbeitung und Verknüpfung als Korrekturgröße zugeführt. Dort erfolgt eine vektorielle Addition des scheinbaren Drehwinkels der Schraubspindel 4 mit dem Ausweichdrehwinkel des Gehäuses 1, wodurch der auf die Schraubverbindung tatsächlich wirksame Drehwinkel der Schraubspindel 4 feststellbar ist.

Die durch die Fernsehkamera 3 vornehmbare Identifikation der Schraubverbindung kann aus der bildverwertenden Signalverar­ beitungseinrichtung C direkt der dokumentierenden Signalver­ arbeitungsendeinrichtung D zugeführt werden.

Aus dem in der Signalverarbeitungseinrichtung A ermittelten tatsächlich wirksamen Drehwinkel der Schraubspindel 4 in Ver­ bindung mit dem in jene Signalverarbeitungseinrichtung A ein­ geführten Drehmomentmeßwert ermittelt diese Einrichtung das gewünschte Qualitätsdatum 8 der Schraubverbindung. Die Ver­ knüpfung mit dem Schraubverbindungs-Identifikationssignal aus der Fernsehkamera 3 erfolgt in der bereits erwähnten Endsi­ gnalverarbeitungseinrichtung B. Ein hieraus ausgegebener Da­ tensatz 9 ist das eigentliche dokumentierbare Qualitätsdatum der Schraubverbindung.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Ermittlung der Schraubqualität bei einem handgeführten Maschinen-Schraubwerkzeug mit Meßeinrichtungen für das Drehmoment und den Drehwinkel der Schraubspindel des Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Schraubwerkzeuges (2) mit einem die ortsfeste Umgebung der zu bearbeitenden Schraubverbindung er­ fassenden Detektor (3) versehen ist und daß dieser Detektor (3) ein durch ein Andreh-Reaktionsmoment bewirktes Rückdrehen des Schraubwerkzeug-Gehäuses (1) erfaßt, wobei der ermittelte Wert des Werkzeug-Rückdrehwinkels den ermittelten Drehmoment- und/oder Drehwinkelwerten als Korrekturgröße aufgegeben wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Schraubverbindung wirksame Drehwinkel der Schraubspindel (4) durch eine vektorielle Addition des scheinbaren Drehwinkels der Schraubspindel (4) und des Rück­ drehwinkels des Schraubgehäuses (1) bestimmt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (3) eine Fernsehkamera ist, die die Schraub­ verbindung identifiziert und daß das Erkennungssignal zusam­ men mit den die Schraubqualität wiedergebenden Meßwerten do­ kumentiert wird.