DE19944717A1 - Method for operating a screwing device - Google Patents

Method for operating a screwing device

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DE19944717A1
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Michael Klos
Reiner Ade
Robert Klingel
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Weber Schraubautomaten GmbH
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Abstract

The invention relates to a method for operating a screwing device for producing a defined screw joint (13, 15), by which means at least two parts (11, 12) are pressed against each other with a predetermined clamping force. The method comprises the following steps: detecting the acoustic emission present in a screw and/or the parts (11, 12) to be clamped during at least one reference screwing process and producing a corresponding electrical or optical signal; extracting at least two characteristics from said electrical or optical signal using mathematical methods; determining which characteristic has the curve that best correlates with the clamping force; establishing the characteristic curve between the clamping force and the determined characteristic; configuring a signal or data processing device in such a way that the determined characteristic can be calculated directly from the electrical or optical signal; and controlling and/or monitoring and/or process-evaluating the screwing process in dependence on the established characteristic curve and the signal provided by the signal or data processing device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schraubvorrichtung zur Herstellung einer definierten Schraubverbindung, über die zumindest zwei Bauteile mit einer vorbestimmten Klemmkraft aneinandergepreßt werden.The present invention relates to a method for operating a Screwing device for establishing a defined screw connection, via the at least two components with a predetermined clamping force be pressed together.

In der industriellen Produktion werden häufig elektronisch gesteuerte Schraubsysteme verwendet, die über eine Antriebseinheit und eine Werk­ zeugspindel mit einem Schraubwerkzeug eine Schraube mit einem vorbe­ stimmten Drehmoment einschrauben, um miteinander zu verbindende Teile mit einer bestimmten Klemmkraft aneinanderzupressen. Diese Kraft wird auch als Vorspannkraft bezeichnet und entsteht durch die elastische Längenänderung des Schraubenschaftes. In vielen Anwendungsfällen ist es nötig, die Klemmkraft der Schraubverbindung möglichst genau auf ei­ nen vorbestimmten Wert einzustellen. Dazu ist es erforderlich, während des Schraubvorgangs die Klemmkraft der Schraubverbindung zu ermit­ teln.Electronically controlled are often used in industrial production Tightening systems used that have a drive unit and a factory tool spindle with a screwing tool a screw with a vorbe screwed in torque to connect to each other Press parts together with a certain clamping force. That power is also known as the pre-tensioning force and arises from the elastic Change in length of the screw shaft. In many use cases it is necessary to adjust the clamping force of the screw connection as precisely as possible set a predetermined value. This requires while of the screwing process to determine the clamping force of the screw connection teln.

Es ist bekannt, die Vorspannkraft indirekt über die Messung des Drehmoments während des Einschraubvorgangs zu bestimmen, wobei aus dem in die Schraubverbindung eingeleiteten Drehmoment auf die Vor­ spannkraft der Schraubverbindung geschlossen wird. Bei dieser indirek­ ten Bestimmung der Vorspannkraft tritt jedoch das Problem auf, daß beim Anziehen einer Schraube das aufgebrachte Drehmoment nur zu einem Teil die Längenänderung der Schraube und damit die Erzeugung der Vor­ spannkraft bewirkt, während der andere Teil des Drehmoments durch die Reibung von Schraubengewinde und Schraubenkopf aufgenommen wird. Da diese Reibwerte jedoch starken Schwankungen unterworfen sind, ist das Drehmoment nur bedingt zur Erzeugung einer reproduzierbaren Vor­ spannkraft geeignet.It is known to measure the preload indirectly by measuring the Determine torque during the screwing process, taking off the torque introduced into the screw connection to the front tension of the screw connection is closed. With this indirect th determination of the biasing force, however, the problem arises that when  Tightening a screw only partially applies the applied torque the change in length of the screw and thus the generation of the front clamping force, while the other part of the torque is caused by the Friction of screw thread and screw head is absorbed. However, since these coefficients of friction are subject to strong fluctuations the torque only conditionally to produce a reproducible suitable for tension.

Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Bestimmung der Vorspannkraft ist in der Offenlegungsschrift DE 40 17 726 A1 offenbart, bei der mittels Ultra­ schall die Längenänderung und damit die Vorspannkraft einer Schraube gemessen wird. Dazu wird über ein Piezo-Element, das zuvor auf die Schraube aufgebracht wurde, ein Ultraschall-Impuls in die Schraube ein­ geleitet, welcher durch eine externe Quelle erzeugt wird. Die Ultraschall­ wellen werden vom Ende der Schraube reflektiert, und mittels des Piezo- Elements kann die Laufzeit der Ultraschallwellen in der Schraube be­ stimmt werden. Aufgrund der Laufzeit ist es möglich, die Länge der Schraube zu ermitteln, die im wesentlichen proportional zur Klemmkraft ist. Die Bestimmung der Längenänderung der Schraube mittels Ultra­ schall ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die Schalleinleitungsflä­ chen und die Reflexionsflächen mit hoher Präzision ausgebildet und zu­ dem mit einem Ultraschall-Sensor versehen werden müssen. Die Ferti­ gungskosten für solche Spezialschrauben sind daher verhältnismäßig hoch.Another known possibility for determining the prestressing force is in the published patent application DE 40 17 726 A1, in which by means of Ultra sound the change in length and thus the preload of a screw is measured. To do this, a piezo element that was previously on the Screw was applied, an ultrasonic pulse into the screw which is generated by an external source. The ultrasound waves are reflected from the end of the screw, and by means of the piezo Elements can be the transit time of the ultrasonic waves in the screw be true. Due to the duration, it is possible to determine the length of the Determine screw that is essentially proportional to the clamping force is. The determination of the change in length of the screw using Ultra However, sound has the disadvantage that the sound introduction area Chen and the reflection surfaces are formed and closed with high precision which must be equipped with an ultrasonic sensor. The ferti Delivery costs for such special screws are therefore proportional high.

Es besteht daher das Bedürfnis, ein Verfahren zur direkten Bestimmung der Klemmkraft an Schraubverbindungen zu schaffen, das die oben be­ schriebenen Probleme überwindet.There is therefore a need for a method for direct determination to create the clamping force on screw connections that the above be overcomes the written problems.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb einer Schraubvorrichtung bereitzustel­ len, mit dem die Klemmkraft (Vorspannkraft) einer Schraubverbindung zuverlässig und reproduzierbar bestimmt und eingestellt sowie der Schraubvorgang überwacht werden kann.The object of the invention is  in providing a method of operating a screw device len with which the clamping force (pretensioning force) of a screw connection determined and set reliably and reproducibly as well as the Screwing process can be monitored.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 prinzipiell da­ durch gelöst, daß mittels einer Schraubvorrichtung eine definierte Schraubverbindung hergestellt wird, über die zumindest zwei Bauteile mit einer vorbestimmten Klemmkraft aneinandergepreßt werden, wobei die akustischen Emissionen, die während zumindest eines Referenz- Schraubvorgangs in einer Schraube und/oder den zu verspannenden Bauteilen entstehen, erfaßt und in ein entsprechendes elektrisches oder optisches Signal gewandelt werden, um daraus die Klemmkraft der Schraubverbindung direkt zu ermitteln.The task is there in principle with a method according to claim 1 solved by that using a screw device a defined Screw connection is made, via the at least two components a predetermined clamping force are pressed together, the acoustic emissions during at least one reference Screwing process in a screw and / or to be braced Components arise, recorded and in a corresponding electrical or optical signal to be converted from the clamping force of the Determine screw connection directly.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im einzelnen durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
The process according to the invention is characterized in detail by the following process steps:

  • - Extraktion von zumindest zwei Merkmalen aus dem elektrischen oder optischen Signal mittels mathematischer Methoden,- Extraction of at least two features from the electrical or optical signal using mathematical methods,
  • - Ermitteln desjenigen Merkmals, dessen Verlauf am besten mit der Klemmkraft der Schraubverbindung korreliert,- Determine the feature whose course is best with the Clamping force of the screw connection correlated,
  • - Aufstellen der Kennlinie zwischen der Klemmkraft und dem ermit­ telten Merkmal,- Set up the characteristic between the clamping force and the ermit feature,
  • - Konfiguration einer Signal- oder Datenverarbeitungseinrichtung derart, daß das ermittelte Merkmal direkt aus dem elektrischen oder optischen Signal berechenbar ist, und - Configuration of a signal or data processing device such that the determined feature directly from the electrical or optical signal is predictable, and  
  • - Steuerung und/oder Überwachung und/oder Prozeßbewertung des Schraubvorgangs in Abhängigkeit von der ermittelten Kennlinie und dem von der Signal- oder Datenverarbeitungseinrichtung gelieferten Signal.- Control and / or monitoring and / or process evaluation of the Tightening process depending on the determined characteristic and that supplied by the signal or data processing device Signal.

Durch die Längenveränderung der Schraube während des Schraubvor­ gangs entsteht aufgrund von Verformungsvorgängen in der Schraube und/oder ihrer Umgebung eine akustische Emission. Mit dieser akusti­ schen Emission ist eine Meßgröße verfügbar, die einen direkten Rück­ schluß auf die in der Schraube herrschende Belastung und damit auf die zwischen den beiden Bauteilen herrschende Klemmkraft ermöglicht.By changing the length of the screw during screwing gangs occurs due to deformation processes in the screw and / or their surroundings an acoustic emission. With this acousti a measurement is available that gives a direct return conclude on the load in the screw and thus on the clamping force prevailing between the two components.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser Effekt auf vorteilhafte Weise ausgenutzt, indem aus der akustischen Emission ein mit der Klemmkraft eng korrelierendes Merkmal gewonnen wird, das von Reibef­ fekten im Gewinde bzw. am Schraubenkopf unabhängig ist und zur Steue­ rung des Schraubvorgangs herangezogen werden kann. Damit steht ein Verfahren zur Verfügung, mit dem die tatsächliche Klemmkraft einer Schraube in einer Schraubverbindung direkt und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren hat ferner den Vorteil, daß es für übliche Schrauben und Schraubverbindungen ange­ wendet werden kann, ohne daß diese eine bestimmte Modifizierung erfah­ ren müssen.In the method according to the invention, this effect is advantageous Exploited by the acoustic emission one with the Clamping force is closely correlated characteristic obtained by Reibef in the thread or on the screw head is independent and for control tion of the screwing process can be used. With that comes one Procedures are available with which the actual clamping force of a Screw in a screw connection directly and with high accuracy can be determined. The method according to the invention also has the Advantage that it is for conventional screws and screw connections can be applied without this undergoing a specific modification need to.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in der Beschreibung und in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the method according to the invention are shown in the description and specified in the subclaims.  

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens wird
In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention

  • - im Rahmen der Merkmalsextraktion eine Frequenzanalyse des er­ zeugten elektrischen oder optischen Signals durchgeführt,- a frequency analysis of the he as part of the feature extraction generated electrical or optical signal,
  • - dasjenige Frequenzband ermittelt, in dem die beste Korrelation zwi­ schen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vorliegt,- Determines the frequency band in which the best correlation between the clamping force and the electrical or optical signal is present
  • - die Kennlinie zwischen der Klemmkraft und demjenigen Signalan­ teil, der in dem ermittelten Frequenzband liegt, aufgestellt,- The characteristic between the clamping force and that signal part that lies in the determined frequency band,
  • - ein die Signal- oder Datenverarbeitungseinrichtung bildendes Band­ paß-Filter entsprechend dem ermittelten Frequenzband eingestellt, und- A band forming the signal or data processing device pass filter set according to the determined frequency band, and
  • - die Steuerung und/oder Überwachung und/oder Prozeßbewertung des Schraubvorgangs in Abhängigkeit von der ermittelten Kennlinie und dem vom Bandpaß-Filter gelieferten Signal durchgeführt.- The control and / or monitoring and / or process evaluation of the screwing process depending on the characteristic curve determined and the signal provided by the bandpass filter.

Da die akustische Emission je nach Einsatzfall der Schraubverbindung variiert und von einer Vielfalt von Störgeräuschen überlagert ist, ist es vorteilhaft, wenn das elektrische oder optische Signal nicht direkt für die Steuerung einer Schraubvorrichtung verwendet wird, sondern wenn eine Trennung von Nutzanteil und Störsignal erfolgt. Zu diesem Zweck kann gemäß der letztgenannten Verfahrensvariante im Rahmen eines dem Pra­ xiseinsatz vorgeschalteten Eichverfahrens das von zumindest einem Refe­ renz- oder Eich-Schraubvorgang abgeleitete elektrische oder optische Si­ gnal in seinen Frequenzbereich transformiert werden, woraufhin als Si­ gnalmerkmal dasjenige Frequenzband des Signals ermittelt wird, das die beste Korrelation zu der erzeugten Klemmkraft aufweist. Bei den folgenden Schraubvorgängen wird dann aufgrund des vorgesehenen Bandpaß-Filters nur noch der in dem gewählten Frequenzband liegende Signalanteil wei­ terverarbeitet. Auf diese Weise können Störeinflüsse stark verringert wer­ den und es ist insbesondere auch möglich, jeweils für jeden individuellen Schraubvorgang das geeignetste Frequenzband und somit die effektivste Störunterdrückung auszuwählen.Because the acoustic emission depends on the application of the screw connection varies and is overlaid with a variety of noise, it is advantageous if the electrical or optical signal is not directly for the Control of a screwdriver is used, but if one Separation of useful part and interference signal takes place. For this purpose according to the latter process variant within the scope of a Pra Upstream calibration procedure by at least one ref renz or calibration screwing derived electrical or optical Si gnal be transformed into its frequency range, whereupon as Si signal characteristic that frequency band of the signal is determined that the has the best correlation to the clamping force generated. The following Screwing is then due to the bandpass filter provided only the signal component in the selected frequency band remains white  processed. In this way, interference can be greatly reduced den and it is in particular also possible for each individual The most suitable frequency band and thus the most effective Select interference suppression.

Dabei kann die Signalverarbeitung alternativ im Schraubwerkzeug oder extern erfolgen. Die Vorverstärkung findet vorzugsweise bereits im Schraubwerkzeug statt, da das elektrische oder optische Signal sehr klein und deshalb gegenüber Störeinflüssen anfällig ist.The signal processing can alternatively in the screwing tool or done externally. The preamplification is preferably already in the Screwing tool instead, because the electrical or optical signal is very small and is therefore susceptible to interference.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aktuell von der Signal- und Datenverarbeitungseinrichtung ge­ lieferte Signal in einer Auswerteeinheit mit der während des Eichverfah­ rens ermittelten Kennlinie verglichen und aufgrund des Vergleichsergeb­ nisses der aktuelle Schraubvorgang beendet, sobald die Schraubverbin­ dung die gewünschte Klemmkraft erreicht hat. Außerdem kann der Schraubvorgang durch die Auswerteeinheit gesteuert, bewertet und/oder dokumentiert werden.In a preferred development of the method according to the invention is the ge of the signal and data processing device currently delivered signal in an evaluation unit with that during the calibration process characteristic curve compared and based on the comparison result The current screwing process ends as soon as the screw connection the desired clamping force has been reached. In addition, the Screwing process controlled, evaluated and / or by the evaluation unit be documented.

Das Eichverfahren gemäß Anspruch 1 wird mit einer besonderen Meßvor­ richtung durchgeführt, so daß die tatsächliche Klemmkraft einer Schraubverbindung zusammen mit der beim Schraubvorgang entstehen­ den akustischen Emission synchron gemessen werden kann. Während des Eichverfahrens wird die Klemmkraft der Schraubverbindung zur Bestim­ mung der Kennlinie vorzugsweise über einen Kraftsensor ermittelt, der zwischen den beiden miteinander zu verschraubenden Bauteilen angeord­ net ist. The calibration method according to claim 1 is with a special measurement direction carried out so that the actual clamping force of a Screw connection together with that created during the screwing process the acoustic emission can be measured synchronously. During the Verification procedure the clamping force of the screw connection becomes the determin tion of the characteristic curve is preferably determined via a force sensor which arranged between the two components to be screwed together is not.  

Alternativ ist es auch möglich, die Kennlinie durch Simulation des Ver­ haltens der Bauteile und/oder der Schraube, durch Simulation des Schraubvorgangs, durch Finite-Elemente-Methoden und/oder durch Boundary-Element-Methoden zu ermitteln.Alternatively, it is also possible to simulate the characteristic curve by ver holding the components and / or the screw, by simulating the Screwing process, by finite element methods and / or by Determine boundary element methods.

Sowohl beim Eichverfahren als auch beim praktischen Einsatz der Schraubvorrichtung kann die Erfassung der akustischen Emission mit einer Abtastfrequenz zwischen 700 kHz und 1,3 MHz, bevorzugt mit einer Abtastfrequenz von 1 MHz erfolgen.Both in the calibration process and in the practical use of Screwing device can be used to record the acoustic emission a sampling frequency between 700 kHz and 1.3 MHz, preferably with a Sampling frequency of 1 MHz.

Besonders wirtschaftlich läßt sich die Erfindung realisieren, wenn die Fre­ quenzanalyse des elektrischen oder optischen Signals mittels einer Fast- Fourier-Transformation durchgeführt wird. Das dabei ermittelte Fre­ quenzband, in dem die beste Korrelation zwischen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vorliegt, liegt vorzugsweise zwi­ schen 100 kHz und 450 kHz, wobei die Breite eines Frequenzbandes be­ vorzugt etwa 100 kHz beträgt.The invention can be realized particularly economically if the Fre frequency analysis of the electrical or optical signal using a fast Fourier transform is performed. The Fre determined quenzband in which the best correlation between the clamping force and the electrical or optical signal is preferably between rule 100 kHz and 450 kHz, the width of a frequency band be is preferably about 100 kHz.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aus der akustischen Emission erzeugte elektrische oder optische Signal während des erfindungsgemäßen Eichverfahrens und/oder wäh­ rend des praktischen Einsatzes der Schraubvorrichtung mittels eines Ver­ stärkers verstärkt und/oder mittels eines Vorverarbeitungsfilters bearbei­ tet, wobei bevorzugt eine Effektivwertbildung oder eine RMS-Signalbildung (RMS: root mean square), d. h. die Bildung des quadratischen Mittelwerts des Signals erfolgt. Das Vorverarbeitungsfilter wird dabei vorzugsweise in Abhängigkeit vom Frequenzband eingestellt und kann insbesondere eine Glättung des Signals bewirken. Die Steuerung des Schraubwerkzeugs er­ folgt dann in Abhängigkeit von der Kennlinie und dem vom Bandpaß, vom Verstärker und/oder vom Vorverarbeitungsfilter gelieferten Signal.In an advantageous development of the method according to the invention becomes the electrical or optical generated from the acoustic emission Signal during the calibration method according to the invention and / or wäh rend the practical use of the screwing device by means of a Ver intensified and / or processed by means of a preprocessing filter tet, preferably an effective value formation or an RMS signal formation (RMS: root mean square), d. H. the formation of the root mean square of the signal. The preprocessing filter is preferably in Dependence on the frequency band is set and can in particular Smooth the signal. The control of the screwing tool  then follows depending on the characteristic and the bandpass, Amplifier and / or signal supplied by the preprocessing filter.

Beim erfindungsgemäßen Eichverfahrens und/oder während des prakti­ schen Einsatzes der Schraubvorrichtung kann das vom Bandpaß, vom Verstärker und/oder vom Vorverarbeitungsfilter gelieferte Signal zusätz­ lich integriert werden, wobei die Integralbildung erst nach einem vorbe­ stimmten Offset beginnt. Dieser Offset kann von Verschraubung zu Ver­ schraubung variieren.In the calibration method according to the invention and / or during the practi The use of the screwing device can be from the bandpass, from Amplifier and / or signal supplied by the preprocessing filter Lich integrated, the integral formation only after a prep agreed offset begins. This offset can vary from screw to ver screw vary.

Die Integralberechnung kann in Abhängigkeit von einer für den jeweiligen Schraubfall charakteristischen Meßgröße bzw. in Abhängigkeit von deren zeitlichen Verlauf beginnen. Dabei kann z. B. das Drehmoment, mit dem die Schraubvorrichtung die Schraubverbindung beaufschlagt, ermittelt und die Integralberechnung in Abhängigkeit von dem zusätzlich ermittel­ ten Drehmoment begonnen (getriggert) werden. Anschließend wird der Offset vom Integral abgezogen.The integral calculation can depend on one for the respective Screwdriving characteristic quantity or depending on it start over time. Here, for. B. the torque with which the screwing device acts on the screw connection and determine the integral calculation depending on the additional torque is started (triggered). Then the Offset subtracted from the integral.

Eine Beendigung des Schraubvorgangs kann in Abhängigkeit vom Gra­ dienten der Integralkurve oder von einer anderen zusätzlichen Meßgröße erfolgen.Depending on the Gra served the integral curve or from another additional measured variable respectively.

Vorzugsweise wird das ermittelte Frequenzband, in dem die beste Korrela­ tion zwischen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vorliegt, an die Schraubvorrichtung, insbesondere an das Schraubwerk­ zeug der Schraubvorrichtung übermittelt und dort zur Einstellung des Bandpaß-Filters verwendet. Ebenso kann die ermittelte Kennlinie an die Schraubvorrichtung, insbesondere an eine außerhalb des Schraubwerk­ zeugs angeordnete Steuereinheit der Schraubvorrichtung übermittelt und dort gespeichert werden. Die Steuereinheit kann jedoch alternativ auch im Schraubwerkzeug selbst untergebracht sein.Preferably, the determined frequency band in which the best correlates tion between the clamping force and the electrical or optical signal is present, to the screwing device, in particular to the screwing mechanism witness the screwing device and there to adjust the Bandpass filter used. The determined characteristic curve can also be applied to the Screwing device, in particular to an outside of the screw mechanism Stuff arranged control unit of the screwing device transmitted and  be saved there. However, the control unit can alternatively also in the Screwing tool itself.

Es ist auch möglich, die Steuerung der Schraubvorgänge von weiteren Meßsignalen oder Meßgrößen abhängig zu machen, wie z. B. dem Drehmoment, dem Drehwinkel, dem Erreichen der Streckgrenze oder der Schraubtiefe. Bei Bedarf ist es auch möglich, mehr als zwei Meßgrößen zu kombinieren. Solche Kombinationen von mehreren Parametern können insbesondere bei Schraubverbindungen angewendet werden, bei denen eine Überwachung und Bewertung anhand vorgegebener Qualitätsmerk­ male erforderlich ist.It is also possible to control the tightening operations of others Make measurement signals or measurement variables dependent, such as. B. the Torque, the angle of rotation, reaching the yield point or the Screw depth. If necessary, it is also possible to add more than two measured variables combine. Such combinations of several parameters can be used in particular for screw connections in which monitoring and evaluation based on specified quality criteria male is required.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird während des praktischen Einsatzes der Schraubvorrichtung das Maximum des elektrischen oder optischen Signals ermittelt, das der Streckgrenze der Schraube beim Schraubvorgang entspricht, und der Schraubvorgang kurz nach Erreichen des Maximums beendet. Da das Maximum im Schallsignal bei einem Schraubvorgang der Streckgrenze der Schraube entspricht, wird der Schraubvorgang kurz nach dem Maximum beendet, um auf diese Weise die maximale Klemmkraft zu erzielen. Für diese Verfahrensvariante ist es nicht nötig, die vorstehenden erwähnte Kennlinie zu ermitteln. Weiterhin kann dieses Verfahren wahlweise auch ohne das vorstehend erläuterte Verfahren zur Merkmalsextraktion bzw. zur Frequenzbandermittlung und ohne den Einsatz eines Bandpaß-Filters zur Anwendung gelangen.In an alternative embodiment of the method according to the invention rens during the practical use of the screwing device determines the maximum of the electrical or optical signal that the Yield strength of the screw during the screwing process, and the Screwing process ended shortly after reaching the maximum. Since that Maximum in the sound signal during a tightening process of the yield point Screw corresponds, the screwing process is shortly after the maximum finished in order to achieve the maximum clamping force. For this process variant is not necessary, the above mentioned Determine characteristic. Furthermore, this method can also optionally without the feature extraction method described above or for frequency band determination and without the use of a bandpass filter apply.

Im folgenden wird eine Schraubvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Messung von Referenzwerten der Klemmkraft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zur Durchführung des Verfah­ rens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Dabei zeigen:In the following a screwing device and a device for Measurement of reference values of the clamping force with reference to the  attached drawings described to carry out the procedure rens are suitable according to the present invention. Show:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Schraubvorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens gemäß der Erfindung; Figure 1 is a sectional view of a screwing device for performing the method according to the invention.

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Messung von Re­ ferenzwerten der Klemmkraft im Rahmen der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; Fig. 2 is a sectional view of an apparatus for measurement of Re ference values of the clamping force for the implementation of the method according to the invention;

Fig. 3 zwei Diagramme, die jeweils die Zeitverläufe der in einem Eichvorgang gemessenen Klemmkraft der Schraubverbin­ dung und des während des Schraubvorgangs erzeugten elektrischen oder optischen Signals der akustischen Emis­ sion darstellen; FIG. 3 shows two graphs each dung the time courses of the measured in a calibration operation of the clamping force and constitute Schraubverbin sion of the signal generated during the screwing electrical or optical signal of the acoustic Emis;

Fig. 4 ein Diagramm, das den Zeitverlauf des quadratischen Mit­ telwerts (RMS) des akustischen Signals für mehrere Fre­ quenzbereiche zwischen 100 kHz und 450 kHz sowie den Zeitverlauf der gemessenen Klemmkraft darstellt; und Fig. 4 is a diagram illustrating the time course of the root mean square value (RMS) of the acoustic signal for several frequency ranges between 100 kHz and 450 kHz and the time course of the measured clamping force; and

Fig. 5 zwei Diagramme, die jeweils die Zeitverläufe der Klemmkraft der Schraubverbindung sowie des in die Schraubverbin­ dung eingeleiteten Drehmoments und die Zeitverläufe des RMS-Signals sowie des RMS-Integrals zeigen. Fig. 5 shows two diagrams each showing the time profiles of the clamping force of the screw connection and the torque introduced into the screw connection and the time profiles of the RMS signal and the RMS integral.

Wie der in Fig. 1 dargestellten Schnittansicht einer Schraubvorrichtung zu entnehmen ist, umfaßt das Schraubwerkzeug 1 eine motorgetriebene Drehantriebswelle 2, durch die eine als Schrauberbit 3 ausgebildete Werk­ zeugspitze in eine Drehbewegung versetzt wird. Das so erzeugte Drehmo­ ment wird von der Drehantriebswelle 2 über den Schrauberbit 3 in einen Schraubenkopf 8 einer Schraube 9 eingeleitet, die sich dabei in ein Bauteil 10b einschraubt und dadurch zwei Bauteile 10a und 10b miteinander verbindet.As can be seen from the sectional view of a screwing device shown in FIG. 1, the screwing tool 1 comprises a motor-driven rotary drive shaft 2 , through which a tool tip designed as a screwdriver bit 3 is set into a rotary movement. The only torque thus generated management is initiated by the rotary drive shaft 2 through the screwdriver bit 3 in a screw head 8 of a screw 9, the case b screws into a component 10, and thereby the two members 10 a and 10 b together.

Der Schrauberbit 3 ist in einer Aufnahme 4 am Ende der Drehantriebs­ welle 2 gelagert und wird durch eine Überwurfmutter 5 in der Aufnahme 4 gehalten. Der Schrauberbit 3 weist an seinem der Schraube 9 zugewand­ ten Ende eine dem Kraftangriffsmerkmal des Schraubenkopfes 8 entspre­ chend gestaltete Form auf. Das andere Ende des Schrauberbits 3 ist mit einem der Aufnahme 4 in der Drehantriebswelle 2 entsprechenden Kraft­ angriffsmerkmal ausgestattet, um das Drehmoment von der Drehan­ triebswelle 2 aufzunehmen.The screwdriver bit 3 is mounted in a receptacle 4 at the end of the rotary drive shaft 2 and is held in the receptacle 4 by a union nut 5 . The screwdriver bit 3 has at its end facing the screw 9 a shape of the force application feature of the screw head 8 accordingly. The other end of the bit 3 is equipped with a corresponding of the receptacle 4 in the rotary drive shaft 2 of force characteristic to the torque from the drive shaft 2 Drehan take.

Die Drehantriebswelle 2 beinhaltet einen Hohlraum 6, der sich an die Aufnahme 4 des Schrauberbits 3 in der Drehantriebswelle 2 anschließt. In diesem Hohlraum 6 ist ein Schallsensor 7 untergebracht, der mit dem Schrauberbit 3 über eine ebene, vorzugsweise geschliffene Ankopplungs­ fläche in Kontakt steht und dadurch mit dem Schrauberbit 3 akustisch gekoppelt ist.The rotary drive shaft 2 contains a cavity 6 , which connects to the receptacle 4 of the screwdriver bit 3 in the rotary drive shaft 2 . In this cavity 6 , a sound sensor 7 is accommodated, which is in contact with the screwdriver bit 3 via a flat, preferably ground coupling surface and is thus acoustically coupled to the screwdriver bit 3 .

Die beim Anziehen der Schraubverbindung auftretenden akustischen Emissionen werden über den Schraubenkopf 8 zunächst auf den Schrau­ berbit 3 übertragen. Aufgrund des vom Schraubwerkzeug 1 aufgebrachten Drehmoments und des Anpreßdrucks zwischen Schrauberbit 3 und Schraubenkopf 8 besteht zwischen den Flächen eine hohe Flächenpres­ sung, wodurch die Flächen derart miteinander gekoppelt sind, daß die akustischen Emission vom Schraubenkopf 8 gut auf den Schrauberbit 3 übertragen werden.The acoustic emissions that occur when the screw connection is tightened are first transmitted via the screw head 8 to the screw bit 3 . Due to the torque applied by the screwing tool 1 and the contact pressure between the screwdriver bit 3 and the screw head 8, there is a high surface pressure between the surfaces, whereby the surfaces are coupled to one another in such a way that the acoustic emission from the screw head 8 is well transmitted to the screwdriver bit 3 .

Der Schrauberbit 3 leitet die akustischen Emissionen an den Schallsensor 7 weiter. Der Sensor 7 ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Wandler und setzt die vom Schrauberbit 3 übertragenen akustischen Emissionen in elektrische oder optische Signale um. Diese elektrischen oder optischen Signale werden über eine möglichst kurze Übertragungsleitung (nicht dar­ gestellt) direkt einem Verstärker (nicht dargestellt) zugeführt und dort in Spannungen umgewandelt, die ein transportables und weiterverarbeitba­ res elektrisches Signal ergeben. Vom Verstärker wird das Signal einer Ver­ arbeitungseinheit (nicht dargestellt) zugeführt, durch die nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren ein zur Klemmkraft proportionales Signal er­ zeugt wird. Nach der Verarbeitung wird das Signal an eine in der Zeich­ nung nicht dargestellte Auswerteeinheit weitergeleitet, welche die Steue­ rung des Schraubvorgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchführt.The screwdriver bit 3 forwards the acoustic emissions to the sound sensor 7 . The sensor 7 is preferably a piezoelectric transducer and converts the acoustic emissions transmitted by the screwdriver bit 3 into electrical or optical signals. These electrical or optical signals are fed directly to an amplifier (not shown) via the shortest possible transmission line (not shown) and converted there into voltages that result in a transportable and further-processable electrical signal. From the amplifier, the signal is fed to a processing unit (not shown), through which a signal proportional to the clamping force is generated by the method according to the invention. After processing, the signal is forwarded to an evaluation unit, not shown in the drawing, which carries out the control of the screwing process according to the inventive method.

Die in Fig. 1 dargestellte Schraubvorrichtung ist sowohl zur Durchführung des im Rahmen der Erfindung beanspruchten Eichverfahrens als auch für die erfindungsgemäß gesteuerte Erzeugung von Schraubverbindungen im Praxiseinsatz geeignet.The screwing device shown in FIG. 1 is suitable both for carrying out the calibration method claimed in the context of the invention and for the production of screw connections controlled according to the invention in practical use.

In Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung dargestellt, die zur Mes­ sung von Referenzwerten der Klemmkraft nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist. Die dargestellte Meßvorrichtung dient dazu, Refe­ renzwerte für die Klemmkraft einer Schraubverbindung zu erhalten, mit der zwei Bauteile aneinandergepreßt werden. Die Meßvorrichtung umfaßt ein auf einer Bodenplatte 20 gelagertes unteres Bauteil 11 sowie ein obe­ res Bauteil 12, die über eine Schraubverbindung 13, 14, 15 miteinander verbunden sind und aneinandergepreßt werden.In Fig. 2 a sectional view is shown of an apparatus solution for Mes suitable reference values of the clamping force by the inventive process. The measuring device shown is used to obtain reference values for the clamping force of a screw connection with which two components are pressed together. The measuring device comprises a lower component 11 mounted on a base plate 20 and an upper component 12 , which are connected to one another via a screw connection 13 , 14 , 15 and are pressed together.

Die Schraubverbindung besteht aus einer Schraube 13, 14 die in ein Konterteil 15 eingeschraubt ist. Das Konterteil ist in einer Aussparung des unteren Bauteils 11 gelagert, während die Schraube 13 mit ihrem Schraubenkopf 14 auf dem oberen Bauteil 12 aufsitzt. Auf diese Weise preßt die Schraubverbindung 13, 15 die beiden Bauteile 11, 12 aneinan­ der, wobei zwischen den Bauteilen 11, 12 Kraftaufnehmer 16, 17 ange­ ordnet sind, welche die Kraft, mit der die beiden Bauteile 11, 12 aneinan­ dergepreßt werden, und damit unmittelbar die Klemmkraft der Schraub­ verbindung 13, 15 messen. Um seitliche Verschiebungen des oberen Bauteils 12 gegenüber dem unteren Bauteil 11 zu verhindern, sind Füh­ rungsstifte 18, 19 vorgesehen, die in entsprechenden Bohrungen in den beiden Bauteilen 11, 12 zumindest bezüglich eines der beiden Bauteile 11, 12 gleitend gelagert sind, um die Bauteile 11, 12 während des Preßvor­ gangs in ihrer Bewegung auszurichten.The screw connection consists of a screw 13 , 14 which is screwed into a counter part 15 . The counter part is mounted in a recess in the lower component 11 , while the screw 13 rests with its screw head 14 on the upper component 12 . In this way, the screw connection 13 , 15 presses the two components 11 , 12 against one another, wherein between the components 11 , 12 force transducers 16 , 17 are arranged, which are the force with which the two components 11 , 12 are pressed against one another, and thus directly measure the clamping force of the screw connection 13 , 15 . In order to prevent lateral displacements of the upper component 12 relative to the lower component 11 , guide pins 18 , 19 are provided which are slidably mounted in corresponding bores in the two components 11 , 12 at least with respect to one of the two components 11 , 12 , around the components 11 , 12 during the Preßvor gear to align their movement.

Die Ermittlung von Referenzwerten der Klemmkraft erfolgt, indem die Schraubverbindung 13, 15 durch ein Schraubwerkzeug, beispielsweise von der in Fig. 1 dargestellten Art, erzeugt wird und während des Schraubvorgangs sowohl die dabei entstehenden akustischen Emission als auch die durch die Kraftaufnehmer 16, 17 gemessene Klemmkraft in zeitlicher Relation zueinander aufgezeichnet wird. Anschließend können die aufgezeichneten Meßwerte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterverarbeitet werden, um aus der Korrelation zwischen der erfaßten akustischen Emission und der gemessenen Klemmkraft der Schraubver­ bindung Referenzwerte für die Kennlinie bzw. eine Wertetabelle (siehe nachstehende Beschreibung) zu ermitteln.Reference values for the clamping force are determined by producing the screw connection 13 , 15 using a screwing tool, for example of the type shown in FIG. 1, and during the screwing process both the acoustic emission that arises and the one measured by the force transducers 16 , 17 Clamping force in relation to each other is recorded. The recorded measured values can then be processed further using the method according to the invention in order to determine reference values for the characteristic curve or a table of values (see the description below) from the correlation between the acoustic emission detected and the measured clamping force of the screw connection.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 5 ein Anwendungsbeispiel be­ schrieben, wie mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung aus den beim Schraubvorgang entstehenden akustischen Emission die zur exakten Bestimmung der Klemmkraft notwendigen Informationen in einer für die Steuerung einer Schraubvorrichtung geeigneten Form ermit­ telt werden können.In the following, an application example will be described with reference to FIGS . 3 to 5, using the method according to the present invention, from the acoustic emission arising during the screwing process, to determine the information required for exact determination of the clamping force in a form suitable for controlling a screwing device can.

Zunächst werden in einem Eichvorgang beispielsweise mittels der oben beschriebenen Meßvorrichtung für mehrere Gruppen von Verschraubun­ gen sowohl die aus den akustischen Emissionen abgeleiteten elektrischen oder optischen Signale als auch die Klemmkraft erfaßt, um Referenzwerte zum späteren Vergleich zu generieren. Während Störgrößen (wie z. B. die Reibung) zwischen den Meßgruppen deutlich variieren, werden sie inner­ halb der einzelnen Meßgruppen möglichst konstant gehalten. Dabei wird für jede Verschraubung eine Wertetabelle angelegt, in der das elektrische oder optische Signal und die synchron gemessenen Werte der Klemmkraft abgelegt werden.First, in a calibration process, for example using the above described measuring device for several groups of screw against both the electrical derived from the acoustic emissions or optical signals as well as the clamping force detected to reference values to generate for later comparison. During disturbances (such as the Friction) vary significantly between the measuring groups, they become internal half of the individual measurement groups kept as constant as possible. Doing so for each screw connection, a table of values is created in which the electrical or optical signal and the synchronously measured values of the clamping force be filed.

In Fig. 3 sind zwei Diagramme dargestellt, von denen das obere Diagramm den Zeitverlauf der über die Kraftsensoren in einem Schritt eines Eichvor­ gangs gemessenen Klemmkraft der Schraubverbindung und das untere Diagramm den Zeitverlauf des während des Schraubvorgangs erzeugten elektrischen oder optischen Signals der akustischen Emission zeigt. Darin ist deutlich zu erkennen, daß das Maximum der akustischen Emission zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn die Streckgrenze der Schraube und damit die maximale Klemmkraft der Schraubverbindung erreicht ist.In Fig. 3, two diagrams are shown, of which the upper diagram shows the time course of the clamping force of the screw connection measured via the force sensors in one step of a calibration process and the lower diagram shows the time course of the electrical or optical signal of the acoustic emission generated during the screwing process. This clearly shows that the maximum of the acoustic emission occurs at the point in time when the yield point of the screw and thus the maximum clamping force of the screw connection is reached.

Für jede einzelne Verschraubung, d. h. für jeden Schritt des Eichvorgangs, wird eine eigene Wertetabelle aufgestellt, in der die Werte der Klemmkraft und die zugehörigen Werte des elektrischen oder optischen Signals oder des - wie nachstehend beschrieben - weiterverarbeiteten elektrischen oder optischen Signals enthalten sind. Auf diese Weise wird für jedes Fre­ quenzband die Wertetabelle bzw. Kennlinie zwischen der Klemmkraft und dem Signal ermittelt. In Fig. 4 ist ein Diagramm dargestellt, das den Zeit­ verlauf des quadratische Mittelwerts (RMS) des elektrischen oder opti­ schen Signals für mehrere Frequenzbereiche zwischen 100 kHz und 450 kHz in Schritten von 50 kHz zeigt. Zusätzlich ist in Fig. 4 der Verlauf der gemessenen Klemmkraft über die Zeit eingetragen.A separate table of values is set up for each individual screw connection, ie for each step of the calibration process, in which the values of the clamping force and the associated values of the electrical or optical signal or - as described below - are further processed electrical or optical signal. In this way, the value table or characteristic curve between the clamping force and the signal is determined for each frequency band. In Fig. 4, a diagram is shown which shows the time course of the root mean square (RMS) of the electrical or optical signal's for several frequency ranges between 100 kHz and 450 kHz in steps of 50 kHz. In addition, the course of the measured clamping force over time is entered in FIG .

Die elektrischen oder optischen Signale der einzelnen Meßreihen werden im Rahmen der Weiterverarbeitung mittels einer Fouriertransformation einer Frequenzanalyse unterzogen und damit aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert, wobei die Breite der zugrundegelegten Fre­ quenzbänder in Abhängigkeit von der verwendeten Sensorik festzulegen ist. Alternativ kann das elektrische oder optische Signal auch mittels Bandpaß-Filtern in verschiedene Frequenzbereiche zerlegt werden. Dar­ aufhin wird innerhalb der einzelnen Frequenzbänder das Effektivwert- oder RMS-Signal, d. h. der quadratische Mittelwert des Signals gebildet.The electrical or optical signals of the individual measurement series are in the course of further processing by means of a Fourier transformation subjected to a frequency analysis and thus from the time domain to the Frequency range transformed, the width of the Fre Define frequency bands depending on the sensors used is. Alternatively, the electrical or optical signal can also be used Bandpass filters can be broken down into different frequency ranges. Dar the RMS value is then within the individual frequency bands or RMS signal, i. H. the root mean square of the signal.

Um eine verbesserte Korrelation des gemessenen elektrischen oder opti­ schen Signals mit der Klemmkraft zu erreichen, kann das RMS-Signal in­ tegriert werden. To improve correlation of the measured electrical or opti to reach the signal with the clamping force, the RMS signal in be tegrated.  

In Fig. 5 sind zwei Diagramme dargestellt, wobei das obere Diagramm den Zeitverlauf der Klemmkraft der Schraubverbindung sowie des in die Schraubverbindung eingeleiteten Drehmoments und das untere Dia­ gramm den Zeitverlauf des RMS-Signals sowie des RMS-Integrals zur Festlegung des Startpunktes für eine Offset-Berechnung und die Integral­ berechnung zeigt. Wie in Fig. 5 zu erkennen, kann der Startpunkt der In­ tegration des RMS-Signals so festgelegt werden, daß die zu Beginn des Schraubvorgangs durch das Aufsetzen und Einkuppeln des Schraubwerk­ zeugs verursachten Störgeräusche und die Geräusche, die bis zum Errei­ chen des sog. Fügepunktes auftreten, bereits abgeklungen sind.In Fig. 5, two diagrams are shown, wherein the upper diagram the timing of the clamping force of the screw and the introduced into the screw torque and the lower slide program the timing of the RMS signal and the RMS integral to define the starting point for an offset Calculation and the integral calculation shows. As can be seen in Fig. 5, the starting point of the integration of the RMS signal can be determined so that the disturbing noises caused by the mounting and engaging of the screwing tool at the beginning of the screwing process and the noises that occur until the reaching of the so-called. Join point occur, have already subsided.

In diesem Fall wird die Integration des RMS-Signals genau dann gestartet, wenn das Anziehdrehmoment, das ebenfalls laufend gemessen wird, in einen vorher definierten Bereich gelangt. Dabei ist es für die Definition des Startpunktes unerheblich, daß infolge schwankender Reibung auch deut­ liche Schwankungen in der Höhe des Drehmoments relativ zur erreichten Klemmkraft auftreten. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß der Füge­ punkt, d. h. der Zeitpunkt nach dem Aufsetzen und Einkuppeln des Schraubwerkzeugs erreicht ist.In this case, the integration of the RMS signal is started exactly when if the tightening torque, which is also measured continuously, in reaches a previously defined area. It is for the definition of the Starting point is irrelevant that due to fluctuating friction fluctuations in the amount of torque relative to the achieved Clamping force occur. It only has to be ensured that the joint point, d. H. the time after putting on and engaging the Is reached.

Alternativ kann die Integration des vom Bandpaß gelieferten Signals erst nach einem vorbestimmten Offset beginnen, wobei der Offset vom Integral anschließend abgezogen wird.Alternatively, the integration of the signal supplied by the bandpass filter can be done first start after a predetermined offset, the offset from the integral is then subtracted.

Die Integralwerte des elektrischen oder optischen Signals werden in Ver­ bindung mit den zugehörigen Klemmkraftwerten für jedes Frequenzband und jede Verschraubung gespeichert. Um spätere Vergleiche zwischen den verschiedenen Wertetabellen vornehmen zu können, wird die Klemmkraft vorzugsweise bereits im Vorfeld in geeignete Stufen aufgeteilt. Die Abstu­ fungen werden dabei so gewählt, daß der maximale Fehler etwa eine Zeh­ nerpotenz kleiner ist als der für die Verschraubung maximal zulässige Fehler.The integral values of the electrical or optical signal are shown in Ver binding with the associated clamping force values for each frequency band and saved every screw connection. For later comparisons between the To be able to make different value tables, the clamping force  preferably divided into suitable stages in advance. The Abstu exercises are chosen so that the maximum error is about a toe nerpotenz is smaller than the maximum permissible for the screw connection Error.

Für jede Gruppe von Messungen wird eine Anzahl von Wertetabellen er­ stellt, die anschließend miteinander verglichen werden. Dazu werden für alle Werte des RMS-Integrals, die einer bestimmten Klemmkraft zugeord­ net sind, der Mittelwert und die Varianz gebildet. Dabei kann die Varianz mit Hilfe bekannter mathematischer Verfahren abgeschätzt werden. Sollte die geschätzte Varianz höher sein als ein zuvor festgelegter zulässiger Wert, wird mit der Untersuchung eines anderen Frequenzbandes bzw. ei­ ner anderen Einstellung der Störgrößen fortgefahren und der letzte Si­ gnalbearbeitungsschritt wiederholt.A number of value tables is created for each group of measurements provides, which are then compared. To do this for all values of the RMS integral that are assigned to a specific clamping force net, the mean and the variance are formed. The variance can be estimated using known mathematical methods. Should the estimated variance is higher than a predetermined allowable Value, is with the examination of another frequency band or egg ner setting of the disturbance variables continued and the last Si Repeated signal processing step.

Die Wertetabellen werden daraufhin untersucht, in welchem Frequenz­ band die beste Korrelation zwischen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vorliegt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß dieses Frequenzband je nach Art und Beschaffenheit der Schraube verschiede­ nen gelegen sein kann. In der Regel liegt das Frequenzband zwischen 100 kHz und 400 kHz. Aus den Werten der RMS-Integrale und der Klemmkraft wird diejenige Wertetabelle ausgewählt, die im Mittel die ge­ ringste Varianz aufweist. Diese Wertetabelle bzw. Kennlinie wird für die Steuerung der Schraubvorgänge zur Herstellung definierter Schraubver­ bindungen in der Praxis zugrunde gelegt.The value tables are then examined at what frequency tied the best correlation between the clamping force and the electrical or optical signal is present. It should be borne in mind that this Frequency band varies depending on the type and nature of the screw can be located. The frequency band is usually between 100 kHz and 400 kHz. From the values of the RMS integrals and the Clamping force is selected the table of values that on average the ge shows the least variance. This table of values or characteristic curve is used for the Control of screwdriving processes for the production of defined screwdrivers bonds in practice.

Eine optimale Ermittlung der Referenzwerte kann erreicht werden, wenn die Parameter des Schraubvorgangs, z. B. die später in der Serienver­ schraubung in der Praxis auftretenden Werte für die Anzugsgeschwindig­ keit bekannt sind und beim Eichvorgang berücksichtigt werden. Darüber­ hinaus werden beim Eichvorgang vorzugsweise diejenigen Störparameter variiert, die auf die Verschraubung in der Praxis einwirken, sofern diese bekannt sind. In jedem Fall ist es wichtig, daß die Störgröße der Reibung variiert wird, wobei die quantitative Veränderung eine untergeordnete Be­ deutung hat, d. h. sie muß auch in der Praxis nicht zwingend bestimmt werden.An optimal determination of the reference values can be achieved if the parameters of the screwing process, e.g. B. the later in the series ver  values that occur in practice for the tightening speed speed are known and taken into account in the calibration process. About it in addition, those interference parameters are preferably used in the calibration process varies, which act on the screw connection in practice, provided that this are known. In any case it is important that the disturbance of the friction is varied, the quantitative change being a subordinate Be has meaning, d. H. it does not necessarily have to be determined in practice become.

Ein weiterer Abschnitt des Verfahrens bezieht sich auf den Einsatz der Schraubvorrichtung bei der Herstellung von Verschraubungen in der Pra­ xis:
In der Praxis wird ein Schraubvorgang zur Herstellung einer definierten Schraubverbindung im wesentlichen so wie der oben beschriebene Eich­ vorgang durchgeführt. Dabei kann die Schraubverbindung beispielsweise mittels einer in Fig. 1 dargestellten Schraubvorrichtung hergestellt wer­ den. Wie oben beschrieben, ist der Schallaufnehmer vorzugsweise ein pie­ zoelektrischer Sensor, der mit dem Schrauberbit im Schraubwerkzeug in Kontakt steht und dadurch während des Schraubvorgangs mit dem Schraubenkopf akustisch verbunden ist. Mit Hilfe des piezoelektrischen oder optischen Sensors werden die während des Schraubvorgangs auftre­ tenden akustischen Emissionen erfaßt.
Another section of the method relates to the use of the screwing device in the manufacture of screw connections in practice:
In practice, a screwing process for producing a defined screw connection is carried out essentially like the calibration process described above. The screw connection can be made, for example, by means of a screwing device shown in FIG. 1. As described above, the sound pickup is preferably a piezoelectric sensor which is in contact with the screwdriver bit in the screwing tool and is therefore acoustically connected to the screw head during the screwing process. With the aid of the piezoelectric or optical sensor, the acoustic emissions occurring during the screwing process are recorded.

Aus den bei jeder Verschraubung gemessenen akustischen Emission wird im zuvor ermittelten Frequenzband das RMS-Integral berechnet und der Steuerung der Schraubvorrichtung zugeführt. Anhand des Vergleichs des aktuellen Signals (Ist-Wert) mit dem aus den Referenzdaten ermittelten Referenzwert (Soll-Wert) für die gewünschte Klemmkraft wird der Zeit­ punkt zur Beendigung des Schraubvorgangs ermittelt.The acoustic emission measured for each screw connection becomes calculates the RMS integral in the previously determined frequency band and the Control of the screwing device supplied. Based on the comparison of the current signal (actual value) with that determined from the reference data  The reference value (target value) for the desired clamping force is time point determined at the end of the screwing process.

Nachstehend wird nochmals detailliert erläutert, in welcher Weise der er­ findungsgemäße Eichvorgang sowie der nachfolgende Praxiseinsatz ab­ laufen können:
Um das Signal während des Eichvorgangs in seinem kompletten Fre­ quenzspektrum erfassen zu können, wird beispielsweise ein mehrkanali­ ger Transientenrekorder zur Aufzeichnung eingesetzt, mit dem bis zu 107 Messungen in der Sekunde durchgeführt und gespeichert werden können. Zur Datenanalyse kann ein Rechner mit geeigneter Analysesoftware ver­ wendet werden.
The following explains again in detail how the calibration process according to the invention and the subsequent practical use can proceed:
In order to be able to record the entire frequency spectrum of the signal during the calibration process, a multi-channel transient recorder is used for recording, for example, with which up to 10 7 measurements per second can be carried out and saved. A computer with suitable analysis software can be used for data analysis.

Mit einem solchen Meßsystem kann das elektrische oder optische Signal der akustischen Emissionen im Zeitbereich erfaßt werden, das jedoch noch von den beim Schraubvorgang auftretenden Störgeräuschen überla­ gert ist. In einem ersten Schritt wird das Signal mittels einer Fast-Fourier- Analyse oder entsprechende Bandpaß-Filtern in die verschiedenen Fre­ quenzbereiche zerlegt, über die dann der Effektivwert bzw. das RMS- Signal und das RMS-Integral gebildet wird.With such a measuring system, the electrical or optical signal of acoustic emissions in the time domain are recorded, however from the noise that occurs during the screwing process device. In a first step, the signal is processed using a Fast Fourier Analysis or appropriate bandpass filters in the different fre frequency ranges, over which the effective value or the RMS Signal and the RMS integral is formed.

Im nächsten Schritt wird ein Frequenzband ermittelt, bei dem die ermit­ telten Wertetabellen eine besonders gute Korrelation zwischen der Klemmkraft und dem Pegel des Integralsignals ergeben. Dazu werden für jedes Frequenzband die Wertetabellen der unter gleichen Bedingungen durchgeführten Verschraubungen analysiert. So entsteht eine neue Wer­ tetabelle, welche die Varianzen der Klemmkraft enthält. Unter der Voraus­ setzung, daß der relative Fehler der Klemmkraft im Verhältnis zum zuge­ ordneten absoluten Wert der Klemmkraft über den gesamten Kraftverlauf konstant gehalten wurde, ist die Varianz der Integralwerte nahezu gleich.In the next step, a frequency band is determined, in which the a particularly good correlation between the Clamping force and the level of the integral signal result. To do this for each frequency band the tables of values under the same conditions performed screw connections analyzed. This creates a new who table that contains the variances of the clamping force. Under the advance  setting that the relative error of the clamping force in relation to the ordered absolute value of the clamping force over the entire force curve was kept constant, the variance of the integral values is almost the same.

Aufgrund der vorliegenden maximalen Varianz läßt sich abschätzen, ob das untersuchte Frequenzband und die zugeordneten Einstellungen der Störgrößen geeignet sind, die benötigte Korrelation mit der benötigten Ge­ nauigkeit zu liefern. Die auf der Basis des elektrischen oder optischen Si­ gnals im entsprechenden Frequenzband ermittelten Klemmkräfte werden mit den im Eichvorgang gemessenen Klemmkräften verglichen. Sollte das Vergleichsergebnis nicht die gewünschte Korrelation erreichen, wird ein anderes Frequenzband oder eine andere Gruppe von Messungen zur Bil­ dung der Referenzdaten herangezogen. Konnten Referenzwerte mit der ge­ wünschten Genauigkeit ermittelt werden, so werden diese der Steuerein­ heit der Schraubvorrichtung übermittelt.Based on the maximum variance at hand, it can be estimated whether the examined frequency band and the assigned settings of the Disturbances are suitable, the required correlation with the required Ge to deliver accuracy. The based on the electrical or optical Si gnals determined in the corresponding frequency band compared with the clamping forces measured in the calibration process. should that Comparison result does not achieve the desired correlation, a another frequency band or a different group of measurements for bil reference data. Could reference values with the ge If the desired accuracy is determined, it becomes the control unit of the screwing device.

Über eine Eingabe an der Steuerung der Schraubvorrichtung kann beim Praxiseinsatz dann die Klemmkraft ausgewählt werden, die beim Anziehen der Verschraubung erreicht werden soll. Die Steuerung entnimmt aus den als Wertetabelle hinterlegten Referenzdaten den zugehörigen Pegel des vorverarbeiteten elektrischen oder optischen Signals und hinterlegt diesen als Soll-Wert. Nach dem Start des Schraubvorgangs wird das über den Schallaufnehmer ermittelte elektrische oder optische Signal gefiltert und nach Erreichen des Startwertes integriert. Der momentane Integralwert wird der Steuerung als Ist-Wert zugeführt. In der Steuerung wird der Ver­ gleich zwischen dem Soll-Wert und dem aktuellen Ist-Wert durchgeführt. Sobald der Soll-Wert erreicht oder überschritten ist, wird der Schraubvor­ gang durch Abschalten der Schraubspindel beendet. With an input on the control of the screwing device can In practice, the clamping force can be selected when tightening the screw connection should be reached. The control takes from the the associated level of the reference data stored as a value table preprocessed electrical or optical signal and stores it as the target value. After starting the screwing process, this is done via the Filtered and detected electrical or optical signal integrated after reaching the start value. The current integral value is fed to the control as an actual value. In the control, the ver carried out immediately between the target value and the current actual value. As soon as the target value is reached or exceeded, the screwdriver end by switching off the screw spindle.  

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

11

Schraubwerkzeug
Screwdriver

22nd

Drehantriebswelle
Rotary drive shaft

33rd

Schrauberbit
Screwdriver bit

44th

Aufnahme des Schrauberbits
Recording the screwdriver bit

55

Überwurfmutter
Cap nut

66

Hohlraum in der Drehantriebswelle
Cavity in the rotary drive shaft

77

Sensor
sensor

88th

Schraubenkopf
Screw head

99

Schraube
screw

1010th

a Bauteil
a component

1010th

b Bauteil
b component

1111

unteres Bauteil
lower component

1212th

oberes Bauteil
upper component

1313

Schraube
screw

1414

Schraubenkopf
Screw head

1515

Konterteil
Counterpart

1616

Kraftaufnehmer
Load cell

1717th

Kraftaufnehmer
Load cell

1818th

Führungsstift
Guide pin

1919th

Führungsstift
Guide pin

2020th

Bodenplatte
Base plate

Claims (14)

1. Verfahren zum Betrieb einer Schraubvorrichtung zur Herstellung einer definierten Schraubverbindung (13, 15), über die zumindest zwei Bauteile (11, 12) mit einer vorbestimmten Klemmkraft anein­ andergepreßt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • - Erfassen der akustischen Emission, die während zumindest eines Referenz-Schraubvorgangs in einer Schraube und/oder den zu verspannenden Bauteilen (11, 12) entsteht und Erzeu­ gung eines entsprechenden elektrischen oder optischen Si­ gnals,
  • - Extraktion von zumindest zwei Merkmalen aus dem elektri­ schen oder optischen Signal mittels mathematischer Metho­ den,
  • - Ermitteln desjenigen Merkmals, dessen Verlauf am besten mit der Klemmkraft der Schraubverbindung korreliert,
  • - Aufstellen der Kennlinie zwischen der Klemmkraft und dem ermittelten Merkmal,
  • - Konfiguration einer Signal- oder Datenverarbeitungseinrich­ tung derart, daß das ermittelte Merkmal direkt aus dem elek­ trischen oder optischen Signal berechenbar ist, und
  • - Steuerung und/oder Überwachung und/oder Prozeßbewer­ tung des Schraubvorgangs in Abhängigkeit von der ermittelten Kennlinie und dem von der Signal- oder Datenverarbeitungs­ einrichtung gelieferten Signal.
1. A method of operating a screw device for producing a defined screw connection ( 13 , 15 ), by means of which at least two components ( 11 , 12 ) are pressed against one another with a predetermined clamping force, characterized by the following method steps:
  • - Detecting the acoustic emission that arises during at least one reference screwing process in a screw and / or the components to be clamped ( 11 , 12 ) and generating a corresponding electrical or optical signal,
  • Extraction of at least two features from the electrical or optical signal using mathematical methods,
  • Determining the feature whose course best correlates with the clamping force of the screw connection,
  • Setting up the characteristic curve between the clamping force and the determined characteristic,
  • - Configuration of a signal or Datenververarbeitungeinrich device such that the feature determined can be calculated directly from the elec trical or optical signal, and
  • - Control and / or monitoring and / or process evaluation of the screwing operation depending on the determined characteristic and the signal supplied by the signal or data processing device.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß im Rahmen der Merkmalsextraktion eine Frequenzanaly­ se des erzeugten elektrischen oder optischen Signals durch­ geführt wird,
  • - daß dasjenige Frequenzband ermittelt wird, in dem die beste Korrelation zwischen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vorliegt,
  • - daß die Kennlinie zwischen der Klemmkraft und demjenigen Signalanteil, der in dem ermittelten Frequenzband liegt, auf­ gestellt wird,
  • - daß ein die Signal- oder Datenverarbeitungseinrichtung bil­ dendes Bandpaß-Filter entsprechend dem ermittelten Fre­ quenzband eingestellt wird, und
  • - daß die Steuerung und/oder Überwachung und/oder Prozeß­ bewertung des Schraubvorgangs in Abhängigkeit von der er­ mittelten Kennlinie und dem vom Bandpaß-Filter gelieferten Signal erfolgt.
2. The method according to claim 1, characterized in that
  • - That a frequency analysis of the generated electrical or optical signal is carried out as part of the feature extraction,
  • that the frequency band is determined in which there is the best correlation between the clamping force and the electrical or optical signal,
  • that the characteristic curve between the clamping force and that signal component which lies in the determined frequency band is set to
  • - That a the signal or data processing device bil dendes bandpass filter is set according to the fre qu frequency band determined, and
  • - That the control and / or monitoring and / or process evaluation of the screwing process takes place depending on the characteristic he averaged and the signal supplied by the bandpass filter.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Auswerteeinheit das aktuell von der Signal- oder Da­ tenverarbeitungseinrichtung gelieferte Signal mit der Kennlinie ver­ glichen wird und aufgrund des Vergleichsergebnisses der aktuelle Schraubvorgang gesteuert, bewertet und/oder dokumentiert wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that in an evaluation unit that is currently from the signal or Da ver processing signal supplied with the characteristic ver is compared and based on the comparison result the current Is controlled, evaluated and / or documented.   4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft der Schraubverbindung (13, 15) zur Bestim­ mung der Kennlinie während des Eichverfahrens gemäß Anspruch 1 über einen Kraftsensor (16, 17) ermittelt wird, der zwischen den beiden Bauteilen (11, 12) angeordnet ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the clamping force of the screw connection ( 13 , 15 ) for determining the characteristic during the calibration method according to claim 1 via a force sensor ( 16 , 17 ) is determined, which between the two components ( 11 , 12 ) is arranged. 5. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie durch Simulation des Verhaltens der Bauteile (11, 12) und/oder der Schraube (9), durch Simulation des Schraubvor­ gangs, durch Finite-Elemente-Methoden und/oder durch Boundary- Element-Methoden ermittelt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the characteristic curve by simulating the behavior of the components ( 11 , 12 ) and / or the screw ( 9 ), by simulating the screwing process, by finite element methods and / or is determined by boundary element methods. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der akustischen Emission mit einer Abtastfre­ quenz zwischen 700 kHz und 1,3 MHz, bevorzugt mit einer Ab­ tastfrequenz von 1 MHz erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the detection of the acoustic emission with a Tastfre frequency between 700 kHz and 1.3 MHz, preferably with an Ab sampling frequency of 1 MHz. 7. Verfahren nach einem Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzanalyse des elektrischen oder optischen Signals mittels einer Fast-Fourier-Transformation durchgeführt wird.7. The method according to any one of claims 2 to 6, characterized, that the frequency analysis of the electrical or optical signal is carried out by means of a Fast Fourier transformation. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ermittelte Frequenzband zwischen 100 kHz und 450 kHz liegt, wobei die Breite eines Frequenzbands bevorzugt ungefähr 100 kHz beträgt.8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized,  that the determined frequency band between 100 kHz and 450 kHz is, the width of a frequency band is preferably approximately Is 100 kHz. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische oder optische Signal während des Eichverfah­ rens gemäß Anspruch 1 und/oder während des praktischen Einsat­ zes der Schraubvorrichtung mittels eines Verstärkers verstärkt und/oder mittels eines Vorverarbeitungsfilters bearbeitet, insbeson­ dere geglättet wird, wobei bevorzugt eine Effektivwertbildung oder eine RMS-Signalbildung erfolgt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the electrical or optical signal during the calibration process rens according to claim 1 and / or during practical use zes the screwing device amplified by an amplifier and / or processed using a preprocessing filter, in particular the latter is smoothed, preferably forming an effective value or an RMS signal is generated. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Verfahrensschritte, die während des Eichverfahrens gemäß Anspruch 1 und/oder während des praktischen Einsatzes der Schraubvorrichtung zum Einsatz ge­ langen:
  • - Berechnen des Integrals des vom Bandpaß-Filter gelieferten Signals, wobei die Integralberechnung nach einem vorbe­ stimmten, von der jeweiligen Verschraubung abhängigen Offset beginnt,
  • - Subtrahieren des vorbestimmten Offsets von dem berechneten Integral.
10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized by the following additional method steps which ge during the calibration method according to claim 1 and / or during the practical use of the screwing device:
  • Calculating the integral of the signal supplied by the bandpass filter, the integral calculation beginning after a predetermined offset dependent on the respective screw connection,
  • - Subtract the predetermined offset from the calculated integral.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Verfahrensschritte, die während des Eichverfahrens gemäß Anspruch 1 und/oder während des praktischen Einsatzes der Schraubvorrichtung zum Einsatz ge­ langen:
  • - Ermitteln einer zusätzlichen, für den jeweiligen Schraubfall charakteristischen Meßgröße,
  • - Berechnung eines dieser Meßgröße entsprechenden Merk­ mals,
  • - Beginnen der Integralberechnung in Abhängigkeit von der er­ mittelten Meßgröße bzw. in Abhängigkeit von deren zeitlichen Verlauf.
11. The method according to claim 10, characterized by the following additional method steps, which are used during the calibration method according to claim 1 and / or during practical use of the screwing device:
  • - Determining an additional measured variable that is characteristic of the respective screwdriving application,
  • - Calculation of a characteristic corresponding to this measured variable,
  • - Start the integral calculation depending on the measured variable he determined or in dependence on its course over time.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ermittelte Merkmal, bei dem die beste Korrelation zwischen der Klemmkraft und dem elektrischen oder optischen Signal vor­ liegt, an die Schraubvorrichtung, insbesondere an das Schraub­ werkzeug (1) der Schraubvorrichtung übermittelt und dort zur Ein­ stellung der Signal- oder Datenverarbeitungseinrichtung verwendet wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determined feature, in which the best correlation between the clamping force and the electrical or optical signal is present, transmitted to the screwing device, in particular to the screwing tool ( 1 ) of the screwing device and is used there for setting the signal or data processing device. 13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Kennlinie an die Schraubvorrichtung, insbesonde­ re an eine außerhalb des Schraubwerkzeugs (1) angeordnete Steuer­ einheit der Schraubvorrichtung übermittelt und dort gespeichert wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determined characteristic to the screwing device, in particular re to an outside of the screwing tool ( 1 ) arranged control unit of the screwing device is transmitted and stored there. 14. Verfahren zum Betrieb einer Schraubvorrichtung zur Herstellung einer deinierten Schraubverbindung, über die zumindest zwei Bauteile (10a, 10b) mit einer vorbestimmten Klemmkraft aneinan­ dergepreßt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, die während des praktischen Einsatzes der Schraubvorrichtung zum Einsatz ge­ langen:
  • - Erfassen der akustischen Emission, die während eines Schraubvorgangs in einer Schraube und/oder den zu ver­ spannenden Bauteilen (10a, 10b) entsteht und Erzeugung ei­ nes entsprechenden elektrischen oder optischen Signals,
  • - Ermitteln des Maximums des elektrischen oder optischen Si­ gnals, das der Streckgrenze der Schraube beim Schraubvor­ gang entspricht, und
  • - Beenden des Schraubvorgangs kurz nach Erreichen des Ma­ ximums.
14. A method of operating a screw device for producing a deinstalled screw connection, by means of which at least two components ( 10 a, 10 b) are pressed against one another with a predetermined clamping force, characterized by the following method steps, which are used during practical use of the screw device:
  • - Detecting the acoustic emission that arises during a screwing operation in a screw and / or the components to be clamped ( 10 a, 10 b) and generating a corresponding electrical or optical signal,
  • - Determine the maximum of the electrical or optical Si gnals, which corresponds to the yield strength of the screw during screwing, and
  • - End the screwing process shortly after reaching the maximum.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012001148A1 (en) 2012-01-21 2012-08-02 Daimler Ag Method for manufacturing screw connection structure for antenna amplifier of vehicle, involves evaluating quality of electrical contact of screw and nut based on evaluated characteristic frequency
CN103884308A (en) * 2012-12-20 2014-06-25 空中客车运营简化股份公司 Method for monitoring an assembly and related device
EP3839679A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-23 Etablissements Georges Renault Method for checking level of screwing quality of a screwdriver, associated device and programme implementing the method
DE102021124669A1 (en) 2021-09-23 2023-03-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Procedure for process control in screwing processes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006402A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Audi Ag, 85057 Method for monitoring high-speed connecting process for connecting components in automobile industry, involves detecting sound emissions of components by acoustic sensor, and evaluating emissions as process data

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60150919A (en) * 1984-01-13 1985-08-08 Hitachi Ltd Automatic fastener for screw for mold-frame
JPH02274441A (en) * 1989-04-18 1990-11-08 Honda Motor Co Ltd Looseness detecting device for thread member
DE4025430A1 (en) * 1990-08-10 1992-02-13 Psm Drucklufttechnik Vertrieb Torque controlled screwing head - has electroacoustic sensor to measure distortion of bolt under torque
DE19643933C1 (en) * 1996-10-30 1998-03-12 Thomas Dipl Ing Loeffler Screw connection method for industrial assembly process

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012001148A1 (en) 2012-01-21 2012-08-02 Daimler Ag Method for manufacturing screw connection structure for antenna amplifier of vehicle, involves evaluating quality of electrical contact of screw and nut based on evaluated characteristic frequency
CN103884308A (en) * 2012-12-20 2014-06-25 空中客车运营简化股份公司 Method for monitoring an assembly and related device
CN103884308B (en) * 2012-12-20 2018-05-25 空中客车运营简化股份公司 Examine the method for assembling and associated equipment
EP3839679A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-23 Etablissements Georges Renault Method for checking level of screwing quality of a screwdriver, associated device and programme implementing the method
FR3105050A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-25 Etablissements Georges Renault A method of controlling a screwdriver's screwing quality level, associated device and program implementing the method.
DE102021124669A1 (en) 2021-09-23 2023-03-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Procedure for process control in screwing processes

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