DE19707589B4

DE19707589B4 - Vorrichtung undVerfahren zum Anziehen von Schraubverbindungen

Info

Publication number: DE19707589B4
Application number: DE19707589.4A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Schindler; Thomas Bader; Dr. Klepsch Thorsten; Guenter Wahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: DE19707589A1; US6234028B1; SE9800564D0; SE9800564L; FR2759932B1; FR2759932A1; SE510982C2

Abstract

Es wird eine Schraubvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Anziehen von Schraubverbindungen vorgeschlagen. Die Schraubvorrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, die mit einer Bedieneinrichtung mit Ein-/Ausgabeeinrichtung gekoppelt ist. Die Ein-/Ausgabeeinrichtung weist eine Eingabeübersicht (40b) auf, über die die Eingabe der einzelnen Schraubstufen (40e) mit den zugehörigen Schraubparametern mittels eines mehrdimensionalen Speicherfeldes mit eindeutig zuordenbaren Feldpositionen (40d) erfolgt, wobei jeder Schraubstufe (40e) eine bestimmte Feldposition (40d) zugeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. von einem Verfahren nach der Gattung des Anspruchs 8. Es ist schon eine Schraubvorrichtung bekannt ( DE 38 37 942 A1 ), bei der der Schraubvorgang vom Bediener aus beliebig kombinierbaren Schraubstufen zusammensetzbar ist. Die Schraubstufen werden dabei über eine Eingabeeinrichtung in einen Programmspeicher eingegeben und dabei zu einem Schraubprogramm aneinandergereiht, das von der Schraubersteuerung nacheinander abgearbeitet wird. Bei umfangreichen Schraubprogrammen ergeben sich Programmlisten, die aufgrund der sequentiellen Aneinanderreihung der Schraubstufen insbesondere bei Programmverzweigungen unübersichtlich sind. Änderungen oder Ergänzungen des Schraubvorgangs lassen sich nachträglich nur unter relativ großem Aufwand vornehmen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Festlegung des Schraubablaufs und die Vornahme nachträglicher Änderungen oder Ergänzungen an dem im Programmspeicher abgelegten Schraubprogramm relativ einfach durchzuführen sind. Der Bediener kann sich nachträglich leicht einen Überblick über einen programmierten Schraubvorgang verschaffen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, Hilfspositionen, z. B. für die Dokumentation des Schraubvorgangs oder für die Ausgabe oder Abfrage von Informationen während des Programmablaufs, den Feldpositionen in der Eingabeübersicht zuzuordnen. Die Hilfspositionen werden beim Programmablauf von der Steuereinrichtung zusammen mit den Schraubstufen abgearbeitet.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine schematische Darstellung einer Schraubvorrichtung, 2 eine Eingabeübersicht zur Festlegung eines Schraubvorgangs und 3 eine graphische Darstellung eines beispielhaften Schraubvorgangs.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine erfindungsgemäße Schraubvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Schraubvorrichtung 10 weist eine Antriebseinrichtung 20 mit einem Antriebsmotor 20a und einer Schraubspindel 20b zum Antrieb eines Schraubwerkzeugs 20c auf. Die Schraubspindel 20b ist vom Antriebsmotor 20a antreibbar und kann zusammen mit dem zugehörigen Schraubwerkzeug 20c an eine zu verschraubende Schraubverbindung herangefahren und auf diese aufgesetzt werden, sowie umgekehrt abgesetzt und wieder zurückgefahren werden, was durch Pfeile angedeutet ist.
Die Antriebseinrichtung 20a wird von einer Steuereinrichtung 30 hinsichtlich Drehsinn, Drehzahl, Drehmoment und Vorschub der Schraubspindel 20b gesteuert. In einer der Steuereinrichtung 30 zugeordneten Auswerteeinrichtung 30a werden verschiedene Schraubparameter wie Drehrichtung, Drehzahl, Drehmoment, Drehwinkel, Vorschub und Schraubzeit der Schraubspindel 20a ausgewertet. Hierzu sind entsprechende Aufnehmer an der Antriebseinrichtung 20 angeordnet. Die von den Aufnehmern aufgenommenen Istwerte werden in der Auswerteeinrichtung 30a mit Sollwerten verglichen, die in einem Programmspeicher 30b der Steuereinrichtung 30 abgelegt sind. In Abhängigkeit dieses Vergleichs führt die Steuereinrichtung 30 den Schraubvorgang bis zum regulären Abschluß weiter, bricht diesen ab, beginnt den Schraubvorgang wieder von neuem oder verzweigt zu einem anderen Schraubablauf.
Die Steuereinrichtung 30 ist mit einer Bedieneinrichtung 40 gekoppelt. Über die Bedieneinrichtung 40 läßt sich ein gewünschter Schraubvorgang in den Programmspeicher 30b eingeben. Die Bedieneinrichtung 40 umfaßt zur Ein- bzw. -Ausgabe von Daten eine Ein- bzw. Ausgabeeinrichtung 40a, beispielsweise mit Tastatur, Bildschirm, Scanner etc., über die einzelne Schraubstufen 40e (2) des Schraubvorgangs zusammen mit den zugehörigen Schraubparametern vorgebbar sind. Die Ein- bzw Ausgabeeinrichtung 40a ist mit einem Bildschirm versehen, über den die Steuereinrichtung 30 mit dem Bediener der Schraubvorrichtung kommunizieren kann, insbesondere Warnhinweise geben, den Schraubvorgang protokollieren, Eingaben anfordern etc.
Ein Schraubvorgang kann aus mehreren Schraubstufen bestehen. Mehrere Schraubstufen bilden eine bestimmte Programmfolge bzw. einen bestimmten Schraubablauf. Schraubstufen sind beispielsweise: Ansetzen des Schraubwerkzeugs, Einschrauben bei hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment, Festziehen bei niedriger Drehzahl und großem Drehmoment, Zurückfahren der Schraubspindel etc. Die Schraubstufen werden jeweils in Verbindung mit auf einen gewünschten Schraubablauf abgestimmten Parameterwerten definiert, die in dem Programmspeicher 30b der Steuereinrichtung 30 abgelegt werden. In jeder Schraubstufe kann ein Soll/Ist-Vergleich der Schraubparameter vorgesehen sein, mittels dem die Einhaltung des vorgegebenen Schraubablaufs überwacht wird. In Abhängigkeit des Soll/Ist-Vergleiches findet gegebenenfalls in dem im Programmspeicher abgelegten Programm eine Programmverzweigung zu einer anderen Programmstufe statt, beispielsweise zu einem Programmstop, zu einer zu wiederholenden Programmstufe oder zu einer Programmstufe einer anderen Programmfolge.
Aufgrund der Vielzahl verschiedener Verschraubungen, beispielsweise Schneidschrauben, Streckgrenzschrauben etc., soll die Schraubvorrichtung 10 für unterschiedliche Schraubabläufe benutzt werden können. Hierzu werden vom Bediener je nach Anwendungsfall unterschiedliche Programmfolgen vorgegeben, die aus verschiedenen Schraubstufen zusammengesetzt sind und unterschiedliche Schraubparameter bzw. Parameterwerte aufweisen können, indem diese über die Eingabeeinrichtung 40a in den Programmspeicher 30b eingelesen werden. Die Programmstufen, die zugehörigen Schraubparameter bzw. -werte werden somit vom Bediener über die Bedieneinrichtung 40 vorgegeben.
Die Bedieneinrichtung 40 weist hierzu die Ein-/Ausgabeeinrichtung 40a mit einer auf dem Bildschirm darstellbaren Eingabeübersicht 40b auf, wie in 2 gezeigt. Die Eingabeübersicht 40b ist in Form einer zweidimensionalen Speichermatrix aufgebaut, mit mehreren Spalten, die jeweils mehrere Zeilen aufweisen. Die Matrix weist eindeutig zuordenbare Feldpositionen auf, die sich hinsichtlich der Zeilen- und Spaltenzahl unterscheiden. Jeder Feldposition läßt sich eine beliebige Schraubstufe zuordnen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Bediener die hierzu erforderlichen Eingaben über eine Tastatur einzeln eingibt, oder, wie in 2 dargestellt, lediglich Symbole in die Feldpositionen der Speichermatrix eintragt, die in den Programmspeicher abgespeicherte Schraubstufen repräsentieren.
Während des Schraubvorgangs werden zunächst die in einer bestimmten Spalte stehenden Schraubstufen nacheinander abgearbeitet. Diese Schraubstufen bilden eine Programmfolge. Aus dieser Programmfolge ist bei Vorliegen bestimmter Schraubparameter bzw. -werte eine Verzweigung in eine andere Programmfolge mit anderer Spaltenzahl möglich. So ist im Beispielsfall in 2 nach der Programmstufe in Feldposition 21 entweder eine Fortsetzung des Schraubvorgangs in Feldposition 31 oder 22 möglich. Wie die Programmstufe in Feldposition 42 zeigt, ist auch eine Verzweigung zu einer Feldposition mit niedrigerer Spaltenzahl möglich. Ist in einer Feldposition keine Schraubstufe eingetragen, so wird sie übersprungen. Es kann dann auch vorgesehen sein, zu einer bestimmten Programmstufe, beispielsweise einem Programmstop, zu wechseln.
Ebenso wie Programmstufen können auch Hilfsstufen vorgesehen sein, die bestimmten Feldpositionen der Matrix zugeordnet sind und innerhalb der Programmfolgen abgearbeitet werden Hilfsstufen können beispielsweise sein: Fehlermeldungen, Ausgabe von Protokollen, Abfrage von Eingaben. Ein Beispiel für eine Hilfsstufe ist in Feldposition 41 gegeben, in der die Ausgabe eines Schraubprotokolls vorgesehen ist.
Eine weitere Möglichkeit der Dateneingabe ist in 3 dargestellt. Danach können die Schraubparameter und die zugehörigen Vergleichswerte auch in Form von graphischen Darstellungen der gewünschten Parameter eines vorgegebenen Schraubvorgangs eingegeben werden. In 3 ist ein bestimmter Schraubvorgang graphisch dargestellt, der beispielsweise über die Schraubparameter Drehmoment M und Drehwinkel φ gekennzeichnet ist. Die Eingabevorrichtung 40a ist dann derart gestaltet, daß die Generierung eines gewünschten Parametersatzes einer Schraubstufe im Programmspeicher 30b durch Einscannen der graphischen Darstellung der Parameterwerte eines Muster-Schraubverlaufs erfolgt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es denkbar, anstelle einer zweidimensionalen Speichermatrix eine mehrdimensionale Speichermatrix zu verwenden. Die Einzelstufen einer Programmfolge können selbstverständlich auch in einer bestimmten Zeile angeordnet werden, wobei dann Verzweigungen in andere Zeilen möglich sind. Mittels einer Steuereinrichtung 30 können auch mehrere Schraubspindeln 20b gesteuert werden.

Claims

Vorrichtung zum Anziehen von Schraubverbindungen, mit einer Antriebseinrichtung (20), die einen Antriebsmotor (20a) und eine Schraubspindel (20b) umfaßt, mit einer Steuereinrichtung (30), mittels der die Antriebseinrichtung (20) beispielsweise hinsichtlich Drehmoment, Drehzahl, Drehwinkel, Drehrichtung, Vorschub und/oder Schraubzeit der Schraubspindel (20b) steuerbar ist, und mit einer Bedieneinrichtung (40), die eine Ein- bzw. Ausgabeeinrichtung (40a) zur Festlegung eines gewünschten Schraubablaufs aufweist, nach dem die Steuereinrichtung (30) die Antriebseinrichtung (20) steuert, wobei der Schraubablauf modular aus einzelnen Schraubstufen (40e) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- bzw. Ausgabeeinrichtung (40a) eine beispielsweise auf einem Bildschirm darstellbare Eingabeübersicht (40b) umfaßt, die ein mehrdimensionales Feld (40c) mit eindeutig zuordenbaren Feldpositionen (40d) aufweist, wobei jeder Feldposition (40d) eine bestimmte Schraubstufe (40e) zuzuordnen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Feld (40c) Hilfspositionen (40f) für den Schraubablauf, beispielsweise für Fehlermeldungen, Ausgabe von Protokollen etc., festlegbar sind, die innerhalb des Schraubablaufs abrufbar sind und ihrerseits Feldpositionen (40d) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubablauf in verschiedene Schraubfolgen (40g, 40h) unterteilt ist, die jeweils zumindest eine Schraubstufe (40e) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen verschiedenen Schraubfolgen (40g, 40h) wenigstens eine Programmverzweigung (40i) in Abhängigkeit von Schraubparametern vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld (40c) zweidimensional in Form einer Speichermatrix angelegt ist, die verschiedene Spalten und Zeilen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubstufen (40e) einer bestimmten Programmfolge (40g, 40h) in der Speichermatrix in einer bestimmten zugehörigen Spalte mit sich mit fortlaufender Schraubstufe erhöhender Zeilennummer bzw. in einer bestimmten zugehörigen Zeile mit sich mit fortlaufender Schraubstufe erhöhender Spaltennummer abgespeichert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer graphischen Darstellung festgelegte Verschraubungsparameter eines Muster-Schraubvorganges über die Eingabevorrichtung (40a) einlesbar sind, wobei die jeweiligen Schraubparameter bestimmten Feldpositionen (40d) zuordenbar sind.
Verfahren zum Anziehen von Schraubverbindungen in wenigstens zwei nacheinander zu durchlaufenden Einzelstufen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.