ES2962378T3

ES2962378T3 - Sensor system for an electric screwdriver for classification of screwdriving processes by means of a magnetic field sensor

Info

Publication number: ES2962378T3
Application number: ES18158384T
Authority: ES
Inventors: Christian Nickel; Jochen Seitz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2024-03-18
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: DE102017202976A1; EP3375571A2; EP3375571B1; EP3375571A3

Abstract

Un sistema de sensores para un destornillador eléctrico incluye un sensor de campo magnético y una unidad de evaluación. El sensor de campo magnético está diseñado para detectar un campo magnético resultante del movimiento de un motor eléctrico del destornillador eléctrico y emitir la intensidad del campo magnético como señal. La unidad de evaluación está diseñada para clasificar los procesos de atornillado y/o taladrado en función del curso de la señal en función de la intensidad del campo magnético. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A sensor system for an electric screwdriver includes a magnetic field sensor and an evaluation unit. The magnetic field sensor is designed to detect a magnetic field resulting from the movement of an electric motor of the electric screwdriver and output the strength of the magnetic field as a signal. The evaluation unit is designed to classify screwdriving and/or drilling processes based on the signal course depending on the intensity of the magnetic field. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Sistema de sensores para un destornillador eléctrico para la clasificación de procesos de atornillado por medio de un sensor de campo magnético Sensor system for an electric screwdriver for classification of screwdriving processes by means of a magnetic field sensor

[0001] Los ejemplos de realización de la presente invención se refieren a un sistema de sensores para un destornillador eléctrico, así como a un procedimiento correspondiente para la clasificación de procesos de atornillado. Ejemplos de realización preferidos se refieren a un sistema de sensores con un sensor de campo magnético para complementar un destornillador eléctrico, tal como, por ejemplo, un destornillador inalámbrico. [0001] The exemplary embodiments of the present invention relate to a sensor system for an electric screwdriver, as well as a corresponding procedure for the classification of screwdriving processes. Preferred embodiments relate to a sensor system with a magnetic field sensor to complement an electric screwdriver, such as, for example, a cordless screwdriver.

[0002] En el marco de una digitalización progresiva de los desarrollos y procesos en la producción para aumentar la calidad, transparencia y eficiencia, los fabricantes (por ejemplo, los fabricantes de automóviles) tienen la preocupación de detectar los datos del proceso de atornillado también de equipos de atornillado manuales simples y económicos. En el caso de las herramientas de atornillado con cable, es habitual en el uso profesional que se detecte el número de atornillados y se supervisen los pares de torsión durante el proceso de atornillado. En el caso de los equipos de atornillado inalámbricos, también hay productos disponibles en el segmento profesional y de alto precio, los llamados destornilladores EC. Sin embargo, para una pluralidad de atornillados también se pueden utilizar herramientas de atornillado con batería más sencillas, económicas y ligeras. [0002] Within the framework of a progressive digitalization of developments and processes in production to increase quality, transparency and efficiency, manufacturers (e.g. automobile manufacturers) are concerned with detecting data from the screwdriving process as well of simple and economical manual screwdriving equipment. In the case of corded screwdriving tools, it is common in professional use for the number of screwdrivings to be detected and the torques to be monitored during the screwdriving process. In the case of cordless screwdriving equipment, there are also products available in the professional and high-priced segment, the so-called EC screwdrivers. However, for a variety of screwdriving tasks, simpler, cheaper and lighter battery-powered screwdriving tools can also be used.

[0003] Pero, no es posible una supervisión de los procesos de atornillado, ya que por lo general no existe una técnica de medición integrada para la evaluación. Hay módulos superpuestos que pueden establecer una conexión de red inalámbrica (Wireless Automation System, WAS) o localizar una herramienta, por ejemplo, a través de una banda ultra ancha. [0003] However, monitoring of screwdriving processes is not possible, since there is usually no integrated measurement technique for evaluation. There are overlay modules that can establish a wireless network connection (Wireless Automation System, WAS) or locate a tool, for example, via ultra-wideband.

[0004] En el estado de la técnica ya hay algunos enfoques. Por ejemplo, los datos de atornillado se registran directamente dentro de una herramienta. En el documento DE19948424A1 se realiza, por ejemplo: "una medición directa de la fuerza de precarga, también llamada fuerza de sujeción, por ejemplo, a través de una célula de carga de presión debajo de la cabeza de tornillo o una medición de la longitud de tornillo por medio de galgas extensométricas, así como la medición de interferencia ultrasónica o con un pasador medible en un orificio longitudinal del tornillo, solo es defendible en casos especiales, pero no en la producción en serie o a granel, debido al gasto de capacidad de funcionamiento y la situación de costes. Para poder aplicar el procedimiento de atornillado controlado por fuerza de precarga de manera funcionalmente segura en la producción en serie, se ha procedido a dotar las cabezas de tornillo con sensores ultrasónicos, tal como, por ejemplo, mediante evaporación o "pulverización" de capas conductoras de ultrasonidos, que están hechas de una capa de óxido de zinc, capa protectora y de electrodos, según la patente estadounidense, n.° 5.220.839 de 22 / 06 / 1993. En este caso, para excitar el sensor ultrasónico se contacta con la capa de electrodos, la capa superior de la cabeza del tornillo con un pin de contacto y la cabeza del tornillo con una herramienta de atornillado, así como se suministra una señal de baja tensión de alta frecuencia." [0004] In the state of the art there are already some approaches. For example, screwdriving data is recorded directly within a tool. In DE19948424A1, for example: "a direct measurement of the preload force, also called clamping force, for example via a pressure load cell under the screw head or a length measurement by means of strain gauges, as well as ultrasonic interference measurement or with a measurable pin in a longitudinal hole of the screw, is only defensible in special cases, but not in series or bulk production, due to the expenditure of capacity. operation and cost situation. In order to be able to apply the preload force-controlled screwdriving procedure in a functionally safe manner in series production, the screw heads have been equipped with ultrasonic sensors, such as, for example, by evaporation. or "spraying" ultrasonic conductive layers, which are made of a zinc oxide layer, protective layer and electrodes, according to US Patent No. 5,220,839 of 06/22/1993. In this case, for "Excite the ultrasonic sensor by contacting the electrode layer, the top layer of the screw head with a contact pin and the screw head with a screwdriving tool, as well as supplying a high-frequency low-voltage signal."

[0005] Además, por ejemplo, en la patente DE19948424A1 o la DE19960040A1 o la DE102005002592A1 se describe una medición de fuerza en el destornillador debido a las deformaciones de la cabeza del tornillo. En el documento DE19948501A1 se da a conocer un sistema de medición ultrasónico que está integrado en un destornillador eléctrico/destornillador inalámbrico y que mide directamente la fuerza de precarga. Esto se puede comparar con los valores nominales para luego procesarse en un control/regulación. [0005] Furthermore, for example, in patent DE19948424A1 or DE19960040A1 or DE102005002592A1 a force measurement in the screwdriver due to deformations of the screw head is described. In DE19948501A1 an ultrasonic measuring system is disclosed which is integrated into an electric screwdriver/cordless screwdriver and which directly measures the preload force. This can be compared with the nominal values and then processed in a control/regulation.

[0006] Incluso para destornilladores inalámbricos comparativamente baratos, el par de torsión se suele medirse internamente y el proceso de atornillado se detiene cuando se alcanza el par de torsión máximo ajustado. Si se ha alcanzado este par de torsión, por ejemplo, se señaliza a través de un LED (indicador verde o rojo). En algunos destornilladores inalámbricos es posible una transferencia o almacenamiento de la detección, tal como, por ejemplo, Bosch - Bluetooth EXACT (https://www.bosch-professional.com/de/de/bluetooth-exact-2478886-ocs-c/). Una asignación de un atornillado a un proceso de atornillado determinado, es decir, asegurado de un atornillado en el lugar correcto, se puede realizar mediante localización por radio, véase también el documento US2008018912A. [0006] Even for comparatively cheap cordless screwdrivers, the torque is usually measured internally and the screwdriving process stops when the set maximum torque is reached. If this torque has been reached, for example, it is signaled via an LED (green or red indicator). With some cordless screwdrivers, a transfer or storage of the detection is possible, such as, for example, Bosch - Bluetooth EXACT (https://www.bosch-professional.com/de/de/bluetooth-exact-2478886-ocs-c /). An assignment of a screwdriving to a specific screwdriving process, i.e. ensuring a screwdriving in the correct place, can be carried out by radio location, see also US2008018912A.

[0007] El documento DE 102006053091 A1 da a conocer un sistema de sensores con un sensor de campo magnético, que está configurado para detectar un campo magnético de un motor eléctrico, que proviene del movimiento del motor eléctrico, para emitir una señal que indica la intensidad del campo magnético; y con una unidad de evaluación, que está configurada para derivar, por ejemplo, la velocidad de giro o la dirección de giro del motor eléctrico mediante el transcurso de la señal con respecto a la intensidad del campo magnético a lo largo del tiempo. [0007] Document DE 102006053091 A1 discloses a sensor system with a magnetic field sensor, which is configured to detect a magnetic field of an electric motor, which comes from the movement of the electric motor, to emit a signal indicating the magnetic field intensity; and with an evaluation unit, which is configured to derive, for example, the speed of rotation or the direction of rotation of the electric motor by means of the signal progression with respect to the intensity of the magnetic field over time.

[0008] Desde el punto de vista actual, con todos los enfoques del estado de la técnica, no es posible ampliar los destornilladores inalámbricos económicos, de modo que sea posible una detección fiable y segura, incluida una detección de la dirección de giro. Por lo tanto, existe la necesidad según un enfoque mejorado. [0008] From the current point of view, with all prior art approaches, it is not possible to extend inexpensive cordless screwdrivers so that reliable and safe detection, including a detection of the direction of rotation, is possible. Therefore, there is a need for an improved approach.

[0009] El objetivo de la presente invención es crear un concepto que cree una solución complementaria económica para destornilladores eléctricos existentes, por medio de la cual sea posible una buena clasificación fiable de procesos de atornillado. [0009] The objective of the present invention is to create a concept that creates an economical complementary solution for existing electric screwdrivers, by means of which a good reliable classification of screwdriving processes is possible.

[0010] El objetivo se logra mediante las reivindicaciones independientes. [0010] The objective is achieved through independent claims.

[0011] Los ejemplos de realización de la presente invención crean un sistema de sensores para un destornillador eléctrico. Esto comprende un sensor de campo magnético y una unidad de evaluación. El sensor de campo magnético, tal como, por ejemplo, un sensor de campo magnético de uno o tres ejes, está configurado para detectar un campo magnético que resulta de la actividad de un motor eléctrico del destornillador eléctrico. El sensor emite una señal correspondiente que indica la actual intensidad del campo magnético. La unidad de evaluación está configurada para clasificar los procesos de atornillado mediante el desarrollo temporal de la señal con respecto a la intensidad del campo magnético. [0011] The embodiments of the present invention create a sensor system for an electric screwdriver. This comprises a magnetic field sensor and an evaluation unit. The magnetic field sensor, such as, for example, a single- or three-axis magnetic field sensor, is configured to detect a magnetic field resulting from the activity of an electric motor of the electric screwdriver. The sensor emits a corresponding signal indicating the current strength of the magnetic field. The evaluation unit is configured to classify screwdriving processes by means of the temporal development of the signal with respect to the intensity of the magnetic field.

[0012] Ejemplos de realización de la presente invención se basan en el conocimiento de que en un destornillador eléctrico, tal como, por ejemplo, un destornillador inalámbrico, el campo magnético - condicionado por el funcionamiento / la inducción electromagnética del motor eléctrico - presenta características o varía de forma característica, de modo que a partir de una evaluación de la intensidad del campo magnético se posibilita una clasificación de los procesos de atornillado. Por clasificación se entiende generalmente la distinción de los procesos de enroscado y desenroscado. Aquí también se puede diferenciar, por ejemplo, si se trata de un proceso de atornillado (libre de par) o de un proceso de apriete. Es especialmente ventajoso que el campo magnético se mida por medio de un sensor de campo magnético, por ejemplo, en el lado exterior de la carcasa del destornillador eléctrico, de modo que, por lo tanto, un kit de sensores está configurado como un módulo superpuesto para un destornillador inalámbrico comercial conforme a ejemplos de realización. Por lo tanto, este kit de sensores o, en general, el sistema de sensores comprende al menos el sensor de campo magnético, así como la unidad de evaluación correspondiente para la clasificación. [0012] Examples of embodiment of the present invention are based on the knowledge that in an electric screwdriver, such as, for example, a cordless screwdriver, the magnetic field - conditioned by the operation / electromagnetic induction of the electric motor - has characteristics or varies in a characteristic way, so that based on an evaluation of the intensity of the magnetic field, a classification of screwdriving processes is possible. Classification generally means the distinction between the screwing and unscrewing processes. Here you can also differentiate, for example, whether it is a screwdriving process (torque-free) or a tightening process. It is particularly advantageous if the magnetic field is measured by means of a magnetic field sensor, for example on the outside of the housing of the electric screwdriver, so that a sensor kit is therefore configured as a superimposed module. for a commercial cordless screwdriver according to exemplary embodiments. This sensor kit or, in general, the sensor system therefore comprises at least the magnetic field sensor as well as the corresponding evaluation unit for classification.

[0013] La ventaja consiste en que los procesos de atornillado se hacen transparentes y existe claridad sobre si un caso de atornillado o una secuencia de procesos de atornillado estaba bien o no. Esto se puede comunicar directamente al usuario y/o notificar a un sistema de producción. De este modo se puede aumentar la seguridad del proceso, reducir la tasa de errores y, con ello, aumentar la calidad de un producto final. [0013] The advantage is that the screwdriving processes become transparent and there is clarity as to whether a screwdriving case or a sequence of screwdriving processes was correct or not. This can be communicated directly to the user and/or notified to a production system. In this way, the safety of the process can be increased, the error rate reduced and, thus, the quality of a final product increased.

[0014] Conforme a los ejemplos de realización, un proceso de atornillado se puede clasificar como un proceso de apriete o un proceso de doble atornillado si está presente un máximo o un primer valor extremo antes de un mínimo o un segundo valor extremo opuesto al primero. En particular, durante el proceso de doble atornillado, después del mínimo, no sigue ningún otro máximo o mínimo en el desarrollo. Conforme a otro ejemplo de realización, se puede clasificar un proceso de enroscado si el desarrollo presenta un máximo / primer valor extremo antes de un mínimo / segundo valor extremo, antes de otro máximo /segundo valor extremo y antes de otro mínimo / primer valor extremo (etc.). Por el contrario, conforme a un ejemplo de realización, se puede clasificar un proceso de desenroscado si el desarrollo presenta un mínimo / segundo valor extremo antes de un máximo / primer valor extremo (y dado el caso también otro mínimo antes de otro máximo). En suma, esto significa que si el desarrollo presenta solo unos pocos máximos y mínimos (valores extremos), entonces no se trata de una rotación continua, sino de un proceso de apriete o aflojamiento, mientras que un enroscado y desenroscado se puede detectar mediante una pluralidad de máximos y mínimos. La distinción se puede obtener conforme a otros ejemplos de realización también mediante la duración del desarrollo en los procesos de enroscado y desenroscado. Como se puede reconocer, una diferenciación entre el proceso de enroscado y desenroscado se determina, por ejemplo, mediante la secuencia de máximo y mínimo. Por lo tanto, incluso una evaluación simple de la intensidad del campo magnético o la variación de la intensidad del campo magnético permite ventajosamente una clasificación de los procesos de atornillado en el sentido de enroscado y desenroscado, así como de apriete y aflojamiento. [0014] According to the exemplary embodiments, a screwing process can be classified as a tightening process or a double screwing process if a maximum or a first extreme value is present before a minimum or a second extreme value opposite to the first . In particular, during the double screwing process, after the minimum, no other maximum or minimum follows in the development. According to another exemplary embodiment, a coiling process can be classified if the development presents a maximum / first extreme value before a minimum / second extreme value, before another maximum / second extreme value and before another minimum / first extreme value (etc.). On the other hand, according to an exemplary embodiment, an unwinding process can be classified if the development presents a minimum/second extreme value before a maximum/first extreme value (and possibly also another minimum before another maximum). In short, this means that if the development has only a few maxima and minima (extreme values), then it is not a continuous rotation, but a tightening or loosening process, while a twisting and untwisting can be detected by a plurality of maximums and minimums. The distinction can be obtained according to other embodiments also by the duration of the development in the screwing and unscrewing processes. As can be recognized, a differentiation between the screwing and unscrewing process is determined, for example, by the sequence of maximum and minimum. Therefore, even a simple evaluation of the magnetic field intensity or the variation of the magnetic field intensity advantageously allows a classification of screwing processes in the sense of screwing and unscrewing, as well as tightening and loosening.

[0015] Conforme a otros ejemplos de realización, mediante el desarrollo también se puede reconocer información adicional, tal como, por ejemplo, la velocidad de giro, el cambio de la velocidad (por ejemplo, mediante la frecuencia de la sucesión de máximo y mínimo) y/o el par de torsión predominante (por ejemplo, mediante la amplitud). Conforme a otros ejemplos de realización, también se puede detectar una conclusión sobre el desgaste del destornillador eléctrico, por ejemplo, en la detección de parones. [0015] According to other embodiments, additional information can also be recognized by the development, such as, for example, the speed of rotation, the change in speed (for example, by the frequency of the succession of maximum and minimum ) and/or the predominant torque (e.g. via amplitude). According to other embodiments, a conclusion about the wear of the electric screwdriver can also be detected, for example, in the detection of stoppages.

[0016] Conforme a otro ejemplo de realización, también sería concebible que no solo se clasificara el proceso de atornillado individual, sino que también se clasificara una pluralidad de procesos de atornillado y se contasen en este caso, por ejemplo. En este caso, conforme a otros ejemplos de realización, el recuento también se puede realizar de tal manera que se suman los procesos de enroscado y se restan los procesos de desenroscado para detectar ventajosamente el número total real de tornillos enroscados y no solo para detectar cuántos procesos de atornillado se han realizado en total. [0016] According to another exemplary embodiment, it would also be conceivable that not only the individual screwdriving process would be classified, but that a plurality of screwdriving processes would also be classified and counted in this case, for example. In this case, according to other embodiment examples, the counting can also be carried out in such a way that the screwing processes are added and the unscrewing processes are subtracted to advantageously detect the actual total number of screwed screws and not only to detect how many screwing processes have been carried out in total.

[0017] En este punto cabe señalar que, conforme a un ejemplo de realización, el sensor de campo magnético está realizado, por ejemplo, en tres ejes. Además, cabe señalar que la señal del sensor de campo magnético, que indica la intensidad del campo magnético, puede estar filtrada en la unidad de evaluación antes de la evaluación. En este sentido, el sensor de campo magnético comprende un filtro conforme a un ejemplo de realización. [0017] At this point it should be noted that, according to an exemplary embodiment, the magnetic field sensor is made, for example, in three axes. Furthermore, it should be noted that the signal from the magnetic field sensor, which indicates the strength of the magnetic field, may be filtered in the evaluation unit before evaluation. In this sense, the magnetic field sensor comprises a filter according to an exemplary embodiment.

[0018] Conforme a los ejemplos de realización, hay diferentes variantes de cómo puede estar realizado el sistema de sensores. Por ejemplo, el sistema de sensores puede estar integrado en una pulsera, que está dispuesta cerca del destornillador eléctrico. Conforme a otro ejemplo de realización, el sistema de sensores también puede estar acoplado mecánicamente directamente al destornillador eléctrico, por ejemplo, pegando el sensor de campo magnético sobre la carcasa o aplicándolo en general. Cabe señalar en este punto que cada destornillador eléctrico o destornillador inalámbrico presenta características ligeramente diferentes. Para vender el sistema de sensores como un kit de sensores/módulo superpuesto general para cualquier destornillador inalámbrico o destornillador eléctrico, el sistema de sensores también puede presentar una unidad de calibración conforme a otro ejemplo de realización, que está configurada para determinar los parámetros de calibración correspondientes para el destornillador inalámbrico respectivo y ponerlos a disposición de la unidad de evaluación, de modo que esta lleve a cabo la evaluación teniendo en cuenta los parámetros de calibración. [0018] According to the embodiment examples, there are different variants of how the sensor system can be realized. For example, the sensor system can be integrated into a bracelet, which is arranged near the electric screwdriver. According to another exemplary embodiment, the sensor system can also be mechanically coupled directly to the electric screwdriver, for example by gluing the magnetic field sensor onto the housing or by generally applying it. It should be noted at this point that each electric screwdriver or cordless screwdriver has slightly different characteristics. To sell the sensor system as a general sensor kit/overlay module for any cordless screwdriver or electric screwdriver, the sensor system may also have a calibration unit according to another exemplary embodiment, which is configured to determine the calibration parameters for the respective cordless screwdriver and make them available to the evaluation unit, so that it carries out the evaluation taking into account the calibration parameters.

[0019] Para poder seguir procesando ahora los datos a través de las clasificaciones, el sistema de sensores también puede presentar una interfaz inalámbrica o, en general, una interfaz para emitir los resultados de evaluación. A través de esta interfaz inalámbrica o interfaz, conforme a otra variante, también pueden estar conectadas partes del sistema de sensores, a saber, el sensor de campo magnético, con la electrónica de evaluación externa. [0019] In order to now be able to further process the data through the classifications, the sensor system can also have a wireless interface or, in general, an interface for outputting the evaluation results. Via this wireless interface or interface, according to another variant, parts of the sensor system, namely the magnetic field sensor, can also be connected to the external evaluation electronics.

[0020] Conforme a ejemplos de realización opcionales, el sistema de sensores comprende un sensor de aceleración o, en general, un sensor de posición, que permite determinar, además de la clasificación individual, también la posición predominante del destornillador eléctrico y almacenarlo en el proceso de atornillado clasificado para poder determinar en un momento posterior si el tornillo se ha enroscado, por ejemplo, verticalmente (hacia abajo o hacia arriba) u horizontalmente. [0020] According to optional embodiments, the sensor system comprises an acceleration sensor or, in general, a position sensor, which makes it possible to determine, in addition to the individual classification, also the predominant position of the electric screwdriver and store it in the classified screwdriving process to be able to determine at a later time whether the screw has been screwed in, for example, vertically (down or up) or horizontally.

[0021] Ejemplos de realización adicionales se refieren a un procedimiento para la clasificación de procesos de atornillado por medio de un destornillador eléctrico. El procedimiento comprende las etapas "Determinación del campo magnético predominante en o cerca del motor eléctrico del destornillador eléctrico" y "Clasificación de los procesos de atornillado mediante el desarrollo de la intensidad del campo magnético a lo largo del tiempo". Este procedimiento también se puede ejecutar asistido por ordenador, de modo que las etapas individuales se pueden realizar como un programa de ordenador. [0021] Additional embodiment examples refer to a procedure for the classification of screwdriving processes by means of an electric screwdriver. The procedure comprises the stages "Determination of the predominant magnetic field in or near the electric motor of the electric screwdriver" and "Classification of screwdriving processes by developing the intensity of the magnetic field over time." This procedure can also be carried out computer-assisted, so that the individual steps can be carried out as a computer program.

[0022] Los perfeccionamientos están definidos en las reivindicaciones secundarias. Ejemplos de realización de la presente invención se explicarán a continuación con referencia a las figuras adjuntas. Muestran: [0022] The improvements are defined in the secondary claims. Examples of embodiments of the present invention will be explained below with reference to the attached figures. They show:

Fig. 1 una representación esquemática de un destornillador eléctrico en combinación con un sistema de sensores según un ejemplo de realización; Fig. 1 a schematic representation of an electric screwdriver in combination with a sensor system according to an exemplary embodiment;

Fig. 2a un diagrama esquemático mediante el cual se clasifica un proceso de penetración para ilustrar un ejemplo de realización; Fig. 2a a schematic diagram by which a penetration process is classified to illustrate an embodiment example;

Fig. 2b un diagrama esquemático por medio del cual se clasifica un doble atornillado para ilustrar otro ejemplo de realización; Fig. 2b a schematic diagram by means of which a double screwing is classified to illustrate another embodiment;

Fig. 2c un diagrama esquemático por medio del cual se clasifica un proceso de desenroscado para ilustrar un ejemplo de realización adicional; y Fig. 2c a schematic diagram by means of which an unscrewing process is classified to illustrate a further exemplary embodiment; and

Fig. 3a-3c diagramas esquemáticos de los datos brutos del sensor de campo magnético, mediante los cuales se pueden clasificar los procesos de enroscado, doble atornillado y desenroscado. Fig. 3a-3c schematic diagrams of the raw data of the magnetic field sensor, by which the screwing, double screwing and unscrewing processes can be classified.

[0023] Antes de explicar en detalle los ejemplos de realización a continuación con ayuda de las figuras, cabe señalar que los elementos y estructuras que actúan de la misma manera están provistos de las mismas referencias, de modo que la descripción de los mismos es aplicable o intercambiable entre sí. [0023] Before explaining in detail the embodiment examples below with the help of the figures, it should be noted that the elements and structures that act in the same way are provided with the same references, so that their description is applicable or interchangeable with each other.

[0024] La fig. 1 muestra un destornillador inalámbrico 10 con una cabeza de atornillado 12, así como un motor eléctrico 16 integrado en la carcasa 14 del destornillador inalámbrico. [0024] Fig. 1 shows a cordless screwdriver 10 with a screwdriver head 12, as well as an electric motor 16 integrated in the housing 14 of the cordless screwdriver.

[0025] Como está representado en la fig. 1, en el destornillador inalámbrico 10 (destornillador eléctrico en general) está instalado un sistema de sensores 20. Este sistema de sensores 20 comprende, como está representado en el aumento, un sensor de campo magnético 22 (como, por ejemplo, el sensor de campo magnético de un solo eje o de varios ejes), así como un sistema electrónico de evaluación 24. El sensor 20 está dispuesto en la carcasa 14 del destornillador eléctrico 10, de modo que el sensor de campo magnético 22 puede detectar el campo magnético (inducido) que parte del motor eléctrico 16 o, en particular, la modificación del campo magnético. Como regla general, durante el funcionamiento del motor eléctrico 16, un campo magnético parte del mismo en una dirección (x, y o z), de modo que un sensor de campo magnético de un solo eje es suficiente, en particular si este está posicionado de manera correspondiente con respecto al motor eléctrico 16. Expresado a la inversa, esto significa, por lo tanto, que el sistema de sensores 20 y en particular el sensor de campo magnético 22 también está orientado correspondientemente con respecto al motor eléctrico 16, es decir, por lo tanto, en paralelo al mismo u ortogonalmente al mismo. [0025] As represented in fig. 1, a sensor system 20 is installed in the cordless screwdriver 10 (electric screwdriver in general). This sensor system 20 comprises, as shown in the enlargement, a magnetic field sensor 22 (such as, for example, the single-axis or multi-axis magnetic field), as well as an electronic evaluation system 24. The sensor 20 is arranged in the housing 14 of the electric screwdriver 10, so that the magnetic field sensor 22 can detect the magnetic field ( induced) that starts from the electric motor 16 or, in particular, the modification of the magnetic field. As a general rule, during the operation of the electric motor 16, a magnetic field departs from it in one direction (x, y or z), so a single-axis magnetic field sensor is sufficient, in particular if it is positioned so corresponding with respect to the electric motor 16. Expressed in reverse, this therefore means that the sensor system 20 and in particular the magnetic field sensor 22 is also oriented correspondingly with respect to the electric motor 16, i.e., by therefore, parallel to it or orthogonal to it.

[0026] El sensor de campo magnético 22, tal como, por ejemplo, un sensor de efecto Hall, está configurado para emitir una señal correspondiente que indica la intensidad del campo magnético al detectar una intensidad del campo magnético. Esta señal o el desarrollo de la misma a lo largo del tiempo se recibe por la unidad de evaluación 24 y se clasificada en consecuencia. La clasificación se puede realizar, por ejemplo, partiendo del orden de los mínimos y máximos sucesivos o máximos y mínimos del desarrollo de la intensidad del campo magnético o mediante la duración del cambio en el desarrollo de la intensidad del campo magnético o la duración del mismo en el desarrollo (véanse las mesetas en los puntos extremos de D1, D2 y D3 en comparación con E1, E2 y E3). En estas mesetas, por ejemplo, el sensor pasa un cierto tiempo en el límite. En la fig. 2, esta característica ya no es visible debido al filtrado. Además, también sería posible una evaluación de la frecuencia en el desarrollo de la intensidad del campo magnético o de la amplitud del mismo. La frecuencia eventualmente en combinación con la amplitud da, por ejemplo, una indicación de la velocidad del motor 16, mientras que los valores de amplitud dan una indicación del par de torsión. [0026] The magnetic field sensor 22, such as, for example, a Hall effect sensor, is configured to output a corresponding signal indicating the strength of the magnetic field upon detecting a strength of the magnetic field. This signal or its development over time is received by the evaluation unit 24 and classified accordingly. The classification can be carried out, for example, based on the order of the successive minima and maxima or maxima and minima of the development of the magnetic field intensity or by the duration of the change in the development of the magnetic field intensity or the duration of the change. in development (see plateaus at the extreme points of D1, D2 and D3 compared to E1, E2 and E3). At these plateaus, for example, the sensor spends a certain time at the limit. In fig. 2, this feature is no longer visible due to filtering. Furthermore, an evaluation of the frequency of the development of the magnetic field intensity or its amplitude would also be possible. The frequency possibly in combination with the amplitude gives, for example, an indication of the speed of the motor 16, while the amplitude values give an indication of the torque.

[0027] Conforme a los ejemplos de realización, la clasificación de la dirección de atornillado es especialmente relevante. [0027] According to the embodiment examples, the classification of the screwdriving direction is especially relevant.

[0028] Además, también es relevante diferenciar si se trata de un proceso de enroscado o de apriete o de desenroscado o de aflojamiento. Estas características son identificables, como ya se ha indicado, mediante el orden de máximos y mínimos, así como mediante la frecuencia de repetición de máximos y mínimos, así como la duración del desarrollo. La clasificación se explica a continuación con referencia a las fig. 2a a 2c para los casos de "penetración", "doble atornillado" y "aflojamiento/desenroscado". [0028] Furthermore, it is also relevant to differentiate whether it is a screwing or tightening process or an unscrewing or loosening process. These characteristics are identifiable, as already indicated, by the order of maximums and minimums, as well as by the frequency of repetition of maximums and minimums, as well as the duration of the development. The classification is explained below with reference to figs. 2a to 2c for "penetration", "double screwing" and "loosening/unscrewing" cases.

[0029] La fig. 2a muestra un diagrama de una señal filtrada del sensor de campo magnético (véase la referencia 20 en la fig. 1), donde sobre el eje x está representado el tiempo en segundos y sobre el eje y está representada la intensidad del campo magnético en una unidad arbitraria. Cabe señalar que el eje x del sensor de campo magnético se evaluó en el diagrama, ya que el sensor de campo magnético utilizado es un sensor de campo magnético de varios ejes. [0029] Fig. 2a shows a diagram of a filtered signal from the magnetic field sensor (see reference 20 in Fig. 1), where on the x axis the time in seconds is represented and on the y axis the intensity of the magnetic field is represented in a arbitrary unit. It should be noted that the x-axis of the magnetic field sensor was evaluated in the diagram, since the magnetic field sensor used is a multi-axis magnetic field sensor.

[0030] En el diagrama de la fig. 2a están representados tres procesos de atornillado, a saber, procesos de atornillado o enroscado E1 a E3. Es característico de cada proceso de atornillado que un máximo max1_E1, max1_E2 y max1_E3 precede a un mínimo min1_E1, min1_E2 y min1_E3. Cada proceso de atornillado E1, E2 y E3 también presenta todavía máximos adicionales max2_E1, max2_E2 y max2_E3, así como mínimos adicionales min2_E1, min2_E2 y min2_E3. Es decir, que durante un proceso de atornillado se observa una alta dinámica en la señal del sensor de campo magnético. [0030] In the diagram of fig. 2a, three screwing processes are shown, namely screwing or threading processes E1 to E3. It is characteristic of each screwdriving process that a maximum max1_E1, max1_E2 and max1_E3 precedes a minimum min1_E1, min1_E2 and min1_E3. Each screwdriving process E1, E2 and E3 also has additional maxima max2_E1, max2_E2 and max2_E3, as well as additional minima min2_E1, min2_E2 and min2_E3. That is, during a screwdriving process, a high dynamic is observed in the signal from the magnetic field sensor.

[0031] Esta presencia de varios máximos y varios mínimos es típica de los procesos de enroscado y apriete de los tornillos. Es especialmente característico para el enroscado que cada proceso de atornillado E1 a E3 comienza con un máximo max1_E1, max2_E2 y max3_E3. En este punto, cabe señalar que sin procesos de giro, el valor de la intensidad del campo magnético se establece en cero, pero esto representa un valor depurado para el desplazamiento (campo magnético predominante en modo de reposo). [0031] This presence of several maximums and several minimums is typical of the screwing and tightening processes of the screws. It is especially characteristic for screwing that each screwdriving process E1 to E3 starts with a maximum max1_E1, max2_E2 and max3_E3. At this point, it should be noted that without rotation processes, the value of the magnetic field intensity is set to zero, but this represents a refined value for the displacement (dominant magnetic field in sleep mode).

[0032] El desplazamiento proviene, por ejemplo, de otros campos magnéticos, tal como, por ejemplo, el campo magnético terrestre o los campos de interferencia en el entorno. Por lo tanto, el sensor de campo magnético mide todos los campos magnéticos presentes y también puede diferenciar el campo magnético del generador de par de torsión de los otros campos magnéticos cambiando con el tiempo para extraer entonces el campo magnético del generador de par de torsión (accionamiento, motor eléctrico). En este caso, se puede realizar una calibración para poner a cero el campo magnético relevante y eliminar el desplazamiento. El procesamiento de las señales del sensor de campo magnético se puede realizar mediante filtrado para extraer las características relevantes. [0032] The displacement comes, for example, from other magnetic fields, such as, for example, the Earth's magnetic field or interference fields in the environment. Therefore, the magnetic field sensor measures all magnetic fields present and can also differentiate the magnetic field of the torque generator from the other magnetic fields changing over time to then extract the magnetic field of the torque generator ( drive, electric motor). In this case, a calibration can be performed to zero the relevant magnetic field and eliminate the offset. Processing of magnetic field sensor signals can be performed using filtering to extract relevant features.

[0033] La fig. 2b muestra otro diagrama con tres procesos de doble atornillado D1, D2 y D3. Aquí, cada proceso D1 a D3 presenta igualmente un primer máximo max1_D1 a max1_D3, así como, después del máximo, también los siguientes mínimos min1_D1 a min1_D3. El proceso de doble atornillado D1 a D3 está caracterizado frente al proceso de enroscado E1 a E3 porque no están presentes otros máximos. El trasfondo de esto es que en un doble atornillado se produce un apriete, pero no una rotación considerable del tornillo. [0033] Fig. 2b shows another diagram with three double screwing processes D1, D2 and D3. Here, each process D1 to D3 also presents a first maximum max1_D1 to max1_D3, as well as, after the maximum, also the following minima min1_D1 to min1_D3. The double screwing process D1 to D3 is characterized compared to the screwing process E1 to E3 because no other maxima are present. The background to this is that in double screwing there is tightening, but not considerable rotation of the screw.

[0034] Partiendo de los ejemplos de realización de las fig. 2a y 2b se puede reconocer claramente que un proceso de enroscado o bien un proceso de atornillado está caracterizado por un mínimo min1_x, que sigue a un máximo inicial max1_x. [0034] Starting from the embodiment examples in figs. 2a and 2b it can be clearly seen that a screwing process or a screwing process is characterized by a minimum min1_x, which follows an initial maximum max1_x.

[0035] La fig. 2c muestra los procesos de desenroscado o aflojamiento L1 a L3. Estos presentan igualmente mínimos y máximos, donde cada desarrollo de curva comienza siempre inicialmente con un mínimo de min1_L1 a min1_L3. El segundo punto de inflexión por curva L1 a L3 es entonces un máximo max1_L1 a max1_L3. Durante los procesos de desenroscado, otros mínimos y máximos siguen a los máximos max1_L1 o max1_L3 (véanse max2_L1 a max2_L3 o min2/3_L1 a min2/3_L3. Estos mínimos y máximos que cambian varias veces, donde la secuencia es siempre mínimo máximo, son característicos de un proceso de aflojamiento o desenroscado. [0035] Fig. 2c shows the unscrewing or loosening processes L1 to L3. These also present minimums and maximums, where each curve development always initially begins with a minimum from min1_L1 to min1_L3. The second inflection point per curve L1 to L3 is then a maximum max1_L1 to max1_L3. During the unscrewing processes, other minima and maxima follow the maxima max1_L1 or max1_L3 (see max2_L1 to max2_L3 or min2/3_L1 to min2/3_L3. These minima and maxima that change several times, where the sequence is always minmax, are characteristic of a loosening or unscrewing process.

[0036] Como ya se ha explicado anteriormente, los desarrollos característicos E1 a E3, D1 a D3 y L1 a L3 de las fig. 2a a 2c representan respectivamente los datos del sensor de campo magnético filtrados (aquí desde el eje x del sensor de campo magnético). Estos datos del sensor proceden de los datos en bruto, que se explican con referencia a las fig. 3a a 3c. La fig. 3a ilustra los tres procesos de enroscado E1 a E3, fig. 3b, tres procesos de doble atornillado D1 a D3, mientras que la fig. 3c ilustra los tres procesos de desenroscado L1 a L3. Los diagramas de las fig. 3a a 3c comprenden respectivamente tres valores, a saber, una señal SX para el eje x, una señal SZ para el eje z, así como una señal SY para el eje y. Para determinar los diagramas se utilizó como sensor, por ejemplo, un XsensM-TE-30. [0036] As already explained above, the characteristic developments E1 to E3, D1 to D3 and L1 to L3 of figs. 2a to 2c respectively represent the filtered magnetic field sensor data (here from the x-axis of the magnetic field sensor). These sensor data come from the raw data, which are explained with reference to figs. 3a to 3c. The fig. 3a illustrates the three screwing processes E1 to E3, fig. 3b, three double screwing processes D1 to D3, while fig. 3c illustrates the three unscrewing processes L1 to L3. The diagrams in figs. 3a to 3c respectively comprise three values, namely a signal SX for the x axis, a signal SZ for the z axis, as well as a signal SY for the y axis. To determine the diagrams, for example, an XsensM-TE-30 was used as a sensor.

[0037] Como se puede reconocer, el eje Y no proporciona ninguna información sobre los procesos de atornillado E1 a L3, ya que el valor en el eje Y permanece constante durante el tiempo total de 5 a 55 segundos (a través de los tres diagramas de la fig. 3a a 3c). [0037] As can be recognized, the Y axis does not provide any information about the screwdriving processes E1 to L3, since the value on the Y axis remains constant for the total time of 5 to 55 seconds (across the three diagrams from fig. 3a to 3c).

[0038] El diagrama para la señal de eje z SZ muestra ciertamente variaciones que también se pueden asignar a los eventos individuales E1 a L3, donde para la evaluación se debe preferir la señal Sx . En la señal SX, los eventos individuales E1 a L3 son identificables de forma inequívoca. En esta señal en la versión bruta (versión no filtrada) se pueden obtener algunos conocimientos más sobre la clasificación. [0038] The diagram for the z-axis signal SZ certainly shows variations that can also be assigned to the individual events E1 to L3, where the signal Sx should be preferred for the evaluation. In the SX signal, the individual events E1 to L3 are unambiguously identifiable. In this signal in the raw version (unfiltered version) some more insights about the classification can be obtained.

[0039] Con respecto a la secuencia de mínimo y máximo se puede constatar que si el eje del sensor o el sensor de campo magnético se gira 180°, la señal de enroscado y desenroscado puede parecer invertida, es decir, primero Máx, luego Mín y luego Mín y nuevamente Máx. Además, el campo magnético del motor también puede generar otras orientaciones de campo magnético dependiendo de la disposición y la estructura de un destornillador. En general, está presente un enroscado y desenroscado cuando se observa un comportamiento opuesto, por ejemplo, con respecto a los puntos extremos. Es decir, que el desarrollo de la señal durante el desenroscado está invertido especularmente con respecto al enroscado. Con vistas a la fig. 3a se puede constatar que el último mínimo o en general el último valor en el desarrollo respectivo para los procesos de atornillado E1 a<e>3 tiene una oscilación relativamente fuerte (en comparación con los otros mínimos y máximos), lo que se debe a que aquí se aplica un par de torsión alto. [0039] With respect to the minimum and maximum sequence, it can be seen that if the axis of the sensor or the magnetic field sensor is rotated 180°, the screwing and unscrewing signal may appear inverted, that is, first Max, then Min and then Min and again Max. Additionally, the motor's magnetic field can also generate other magnetic field orientations depending on the layout and structure of a screwdriver. In general, coiling and uncoiling is present when opposite behavior is observed, for example, with respect to the endpoints. That is, the development of the signal during unscrewing is mirror-inverted with respect to twisting. With a view to fig. 3a it can be seen that the last minimum or in general the last value in the respective development for the screwing processes E1 to<e>3 has a relatively strong oscillation (compared to the other minima and maxima), which is due to that a high torque is applied here.

[0040] Se puede extraer otra conclusión comparando los diagramas para los procesos de enroscado E1 a E3 con los procesos de doble atornillado D1 a D3 de los diagramas 3a y 3b, a saber, que el tiempo para los procesos de doble atornillado D1 a D3 se reduce significativamente en comparación con los procesos de enroscados completos E1 a E3. El tiempo de los procesos de enroscado E1 a E3 es aproximadamente tan largo como el tiempo de los procesos de desenroscado L1 a L3, lo que ofrece, por ejemplo, una indicación de que aquí se produce un número similar de filetes de rosca tanto al enroscar como también al desenroscar. Con respecto al diagrama 3c, también se puede constatar que el mínimo inicial (característico de los procesos de desenroscado) es muy pronunciado (el más fuerte en comparación con las otras amplitudes), lo que se debe al hecho de que durante el desenroscado al principio se debe aplicar un par de torsión muy fuerte para aflojar el tornillo. [0040] Another conclusion can be drawn by comparing the diagrams for the screwing processes E1 to E3 with the double screwing processes D1 to D3 of diagrams 3a and 3b, namely that the time for the double screwing processes D1 to D3 is significantly reduced compared to full threading processes E1 to E3. The time of the screwing processes E1 to E3 is approximately as long as the time of the unscrewing processes L1 to L3, which gives, for example, an indication that a similar number of threads are produced here both when screwing as well as when unscrewing. With respect to diagram 3c, it can also be noted that the initial minimum (characteristic of unscrewing processes) is very pronounced (the strongest compared to the other amplitudes), which is due to the fact that during unscrewing at the beginning A very strong torque must be applied to loosen the screw.

[0041] En este punto, cabe señalar que la consideración de los valores relativos siempre se refiere a un valor cero, que, por ejemplo, está definido a través de la meseta entre los procesos individuales E1/E2, E2/E3, ... L2/L3 o la meseta inicial (véase la referencia A0). Las mesetas iniciales, por ejemplo, no simbolizan ningún giro. El fondo es que el campo magnético apenas cambia con ningún giro, véase la meseta entre los procesos de atornillado en E1, E2, E3. Un cambio de la velocidad, por ejemplo, repercute esencialmente en la amplitud. En el momento del cambio, se pueden esperar oscilaciones (por ejemplo, por sacudidas mecánicas). [0041] At this point, it should be noted that the consideration of relative values always refers to a zero value, which, for example, is defined via the plateau between the individual processes E1/E2, E2/E3, .. . L2/L3 or the initial plateau (see reference A0). The initial plateaus, for example, do not symbolize any turning. The bottom line is that the magnetic field hardly changes with any rotation, see the plateau between the screwing processes at E1, E2, E3. A change in speed, for example, essentially affects the amplitude. At the time of shifting, oscillations can be expected (e.g. due to mechanical shocks).

[0042] Mediante los tres ejemplos de enroscado, doble atornillado y desenroscado, se puede reconocer que el efecto de los ejemplos de realización descritos aquí es ante todo que se puede determinar la dirección de atornillado/giro y la duración del atornillado, de modo que se puede determinar si un tornillo se ha atornillado o aflojado o si está presente un doble atornillado. Esto es significativo a la hora de evaluar si un caso de atornillado o una secuencia de procesos de atornillado estaba en orden o no. La velocidad de giro, el par de torsión y la ubicación son otras magnitudes que pueden ayudar en una evaluación. [0042] By the three examples of screwing, double screwing and unscrewing, it can be recognized that the effect of the embodiment examples described here is first of all that the direction of screwing/rotation and the duration of screwing can be determined, so that It can be determined whether a screw has been tightened or loosened or whether double screwing is present. This is significant when evaluating whether a screwdriving case or a sequence of screwdriving processes was in order or not. Slewing speed, torque and location are other quantities that can help in an evaluation.

[0043] Como ya se ha explicado, partiendo de ciertas características (amplitud relativa o valor absoluto, los máximos en las amplitudes pueden sacar conclusiones sobre la velocidad de giro y el par de torsión. De este modo, también se puede constatar en consecuencia si el proceso de giro es un proceso de ralentí o un proceso de atornillado realizado con carga (atornillado en el material). [0043] As already explained, starting from certain characteristics (relative amplitude or absolute value, the maximums in the amplitudes can draw conclusions about the rotation speed and torque. In this way, it can also be verified accordingly if The turning process is an idle process or a screwdriving process carried out under load (screwing into the material).

[0044] Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de sensores explicado con referencia a la fig. 1 también se puede ampliar con otros sensores individuales, tal como, por ejemplo, un sensor de aceleración, que está configurado para determinar la aceleración gravitatoria y, con ello, la posición del destornillador inalámbrico. De este modo es posible sacar conclusiones sobre el lugar del tornillo (hacia abajo o hacia arriba o hacia el lado). Mediante la evaluación de la posición al atornillar, la dirección de la intensidad del campo magnético se puede determinar con mucha más precisión de qué tornillo se trata precisamente, que se clasificó en el proceso de atornillado actual. [0044] According to other embodiments, the sensor system explained with reference to fig. 1 can also be expanded with other individual sensors, such as, for example, an acceleration sensor, which is configured to determine the gravitational acceleration and thus the position of the cordless screwdriver. In this way it is possible to draw conclusions about the location of the screw (downwards or upwards or to the side). By evaluating the position when screwing, the direction of the magnetic field intensity can be determined much more accurately which screw it is precisely, which was classified in the current screwdriving process.

[0045] Además, cabe señalar que una combinación de los sensores de aceleración y velocidad de giro como una extensión de los ejemplos de realización puede conducir a una mayor precisión y robustez. El trasfondo de esto es que partiendo de los valores de aceleración (por ejemplo, la determinación con los sensores de aceleración / sensores inerciales) también se puede realizar una clasificación, como se explica a continuación. [0045] Furthermore, it should be noted that a combination of the acceleration and rotational speed sensors as an extension of the exemplary embodiments can lead to greater precision and robustness. The background to this is that based on the acceleration values (e.g. determination with acceleration sensors / inertial sensors) a classification can also be carried out, as explained below.

[0046] Se pudo mostrar sobre la base de datos de medición, por ejemplo, señales de aceleración y velocidades de giro que se registraron en condiciones reales, que la clasificación y el recuento de los procesos de atornillado correctos por medios de datos de sensores inerciales de bajo costo se pueden llevar a cabo con alta fiabilidad. Mediante la determinación de la posición del destornillador inalámbrico mediante sensores de aceleración, se puede aumentar la robustez para clasificar un caso de atornillado, en tanto que se pueden excluir los procesos de atornillado detectados (posiblemente defectuosos) en diferente posición del destornillador inalámbrico. Un proceso de atornillado correcto consta de dos fases, la fase de enroscado y la fase de apriete. La fase de apriete fue detectada esencialmente por el movimiento de giro brusco del destornillador inalámbrico alrededor del eje de atornillado al alcanzar el par de torsión máximo. Se ha podido constatar que el reconocimiento de la fase de apriete funciona igualmente bien con los sensores de bajo coste y de grado industrial. La fase de enroscado se registró esencialmente mediante la estimación de la duración del atornillado. Se pudo constatar que la estimación de la duración del atornillado y, por lo tanto, la determinación de la fase de enroscado con los sensores de grado industrial es mucho más fiable que con los sensores de bajo coste. [0046] It could be shown on the basis of measurement data, for example acceleration signals and rotational speeds that were recorded under real conditions, that the classification and counting of correct screwdriving processes by means of data from inertial sensors low cost can be carried out with high reliability. By determining the position of the cordless screwdriver using acceleration sensors, the robustness for classifying a screwdriving case can be increased, while screwdriving processes detected (possibly defective) in a different position of the cordless screwdriver can be excluded. A correct screwing process consists of two phases, the screwing phase and the tightening phase. The tightening phase was essentially detected by the sharp turning movement of the cordless screwdriver around the screwing axis upon reaching the maximum torque. It has been found that tightening phase recognition works equally well with low-cost, industrial-grade sensors. The screwing phase was essentially recorded by estimating the screwing duration. It was found that the estimation of the screwdriving duration and, therefore, the determination of the screwing phase with industrial-grade sensors is much more reliable than with low-cost sensors.

[0047] Un doble atornillado (es decir, un tornillo ya apretado se vuelve a apretar) está presente por lo general cuando la duración del atornillado es muy corta. Un doble atornillado no es reconocible si se desconoce la duración del atornillado. La estimación de la duración del atornillado no es muy fiable con las características examinadas hasta ahora mediante sensores de bajo coste. Mediante un movimiento de giro artificial brusco del destornillador inalámbrico alrededor del eje de rotación (definido opcionalmente) del tornillo se puede desencadenar (sin la información de la duración del atornillado) una clasificación errónea de un proceso de atornillado correcto. El conocimiento de si el tornillo se desenrosca o enrosca es útil para detectar con éxito un proceso de atornillado correcto y proporciona información importante para determinar el número de atornillados correctos. El aflojamiento de un tornillo ya apretado a menudo comienza con un movimiento de giro brusco alrededor del eje de rotación del tornillo, que puede conducir (sin información sobre la fase de enroscado) a una clasificación de un proceso de atornillado correcto. Partiendo de este conocimiento, el kit de sensores de campo magnético para la clasificación de los procesos de atornillado se podría ampliar conforme a los ejemplos de realización. [0047] A double screwing (i.e. an already tightened screw is tightened again) is generally present when the duration of screwing is very short. A double screwing is not recognizable if the duration of the screwing is unknown. The estimation of screwdriving duration is not very reliable with the characteristics examined so far using low-cost sensors. By means of a sudden artificial turning movement of the cordless screwdriver around the (optionally defined) axis of rotation of the screw, a misclassification of a correct screwdriving process can be triggered (without information on the screwdriving duration). Knowing whether the screw is unscrewed or screwed in is useful to successfully detect a correct screwdriving process and provides important information to determine the number of correct screwdrivings. The loosening of an already tightened screw often begins with a sharp twisting movement around the axis of rotation of the screw, which can lead (without information about the screwing phase) to a classification of a correct screwdriving process. Based on this knowledge, the magnetic field sensor kit for the classification of screwdriving processes could be expanded according to the embodiment examples.

[0048] Conforme a otros ejemplos de realización, se puede complementar un sistema de localización adicional en el sistema, de modo que la ubicación de la herramienta (el elemento sensor que está fijado en la herramienta eléctrica) también se puede incluir en la consideración de si un atornillado está en orden o no. [0048] According to other embodiments, an additional location system can be supplemented in the system, so that the location of the tool (the sensing element that is fixed on the power tool) can also be included in the consideration of whether a screwdriving is in order or not.

[0049] Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de sensores también puede presentar una interfaz de comunicación, tal como, por ejemplo, una interfaz inalámbrica o una interfaz USB, a través de la cual se pueden leer los datos de clasificación. La lectura se puede realizar directamente durante la clasificación o en un momento posterior. Si la lectura se realiza en un momento posterior, el kit de sensores presenta adicionalmente una memoria para protocolizar las clasificaciones realizadas, en la que se almacena el tipo, la hora o el número de procesos de atornillado clasificadas. Para determinar el número, cabe señalar en este punto que en el enfoque propuesto aquí es ventajoso que los procesos de enroscado se puedan distinguir de los procesos de desenroscado, para determinar con mayor precisión no el número de los procesos de atornillado realizados, sino el número de los procesos de enroscado realizados. Para ello, los procesos de enroscado se suman, mientras que los procesos de desenroscado (por ejemplo, para corregir el atornillado correspondiente) se restan de la suma. Además, conforme a otros ejemplos de realización, por medio de la tipología de circuito explicada anteriormente del sensor y la unidad de evaluación, también se puede determinar información adicional, por ejemplo, la duración de funcionamiento del destornillador eléctrico, el comportamiento de uso en general y el desgaste. Es posible ventajosamente elaborar una estadística o planificar los mantenimientos de la herramienta eléctrica. [0049] According to other embodiments, the sensor system may also have a communication interface, such as, for example, a wireless interface or a USB interface, via which the classification data can be read. Reading can be done directly during sorting or at a later time. If the reading is carried out at a later time, the sensor kit additionally has a memory to log the classifications carried out, in which the type, time or number of classified screwdriving processes is stored. To determine the number, it should be noted at this point that in the approach proposed here it is advantageous that the screwing processes can be distinguished from the unscrewing processes, in order to determine more precisely not the number of the screwing processes carried out, but the number of the screwing processes carried out. To do this, the screwing processes are added, while the unscrewing processes (for example, to correct the corresponding screwing) are subtracted from the sum. Furthermore, according to other embodiments, by means of the above-explained circuit typology of the sensor and the evaluation unit, additional information can also be determined, for example, the operating time of the electric screwdriver, the general usage behavior and wear. It is advantageously possible to compile statistics or plan maintenance of the power tool.

[0050] Aunque en los ejemplos de realización anteriores siempre se ha partido de que el sensor de campo magnético está fijado directamente al destornillador eléctrico, por ejemplo, mediante pegado o por medio de una grapa, un cierre de velcro u otros medios de fijación, cabe señalar en este punto que el sensor de campo magnético y/u otros eventuales sensores no tienen que estar montados directamente en el destornillador eléctrico, pero preferiblemente deben estar colocados cerca. Un posible lugar sería la muñeca o la integración en un reloj inteligente. Cuanto más cerca esté el kit de sensores o el elemento sensor de la herramienta o el motor de la herramienta, mayor será la precisión, pero donde también se pueden abrir otros campos de aplicación a través de unidades tan flexibles que se pueden aplicar como un reloj inteligente. Ejemplos de ello son las herramientas eléctricas adicionales, como una pistola de remaches. [0050] Although in the previous embodiment examples it has always been assumed that the magnetic field sensor is fixed directly to the electric screwdriver, for example, by gluing or by means of a staple, a Velcro closure or other fixing means, It should be noted at this point that the magnetic field sensor and/or other possible sensors do not have to be mounted directly on the electric screwdriver, but should preferably be placed nearby. A possible place would be the wrist or integration into a smartwatch. The closer the sensor kit or sensing element is to the tool or tool motor, the higher the precision, but where other fields of application can also be opened up through units so flexible that they can be applied like a watch intelligent. Examples include additional power tools, such as a rivet gun.

[0051] Aunque los ejemplos de realización anteriores se han explicado en particular en relación con un dispositivo, cabe señalar que el concepto o partes del concepto también se pueden implementar en un procedimiento. Por lo tanto, otros ejemplos de realización se refieren a un procedimiento para clasificar los procesos de atornillado con las etapas «Determinación de un campo magnético» para emitir una información sobre la intensidad del campo magnético y clasificación mediante el desarrollo de la intensidad del campo magnético a lo largo del tiempo de la respectiva proceso de atornillado. [0051] Although the above embodiments have been explained in particular in relation to a device, it should be noted that the concept or parts of the concept can also be implemented in a method. Therefore, other embodiment examples relate to a procedure for classifying screwdriving processes with the steps "Determination of a magnetic field" to output information on the intensity of the magnetic field and classification by developing the intensity of the magnetic field. over the time of the respective screwdriving process.

[0052] Aunque se han descrito algunos aspectos en relación con un dispositivo, se entiende que estos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, de modo que un bloque o un componente de un dispositivo también se debe entender como una etapa del procedimiento correspondiente o como una característica de una etapa del procedimiento. Análogamente a ello, los aspectos que se han descrito en relación con una o como una etapa del procedimiento también representan una descripción de un bloque correspondiente o detalles o características de un dispositivo correspondiente. Algunas o todas las etapas del procedimiento se pueden realizar mediante un aparato de hardware (o mediante el uso de un aparato de hardware), tal como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunos ejemplos de realización, algunas o varias de las etapas del procedimiento más importantes se pueden realizar por un aparato de este tipo. [0052] Although some aspects have been described in relation to a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding procedure, so that a block or a component of a device should also be understood as a step of the corresponding procedure or as a characteristic of a stage of the procedure. Analogously to this, the aspects that have been described in relation to one or as a step of the method also represent a description of a corresponding block or details or characteristics of a corresponding device. Some or all of the steps of the method may be performed by a hardware apparatus (or by the use of a hardware apparatus), such as, for example, a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important process steps can be performed by an apparatus of this type.

[0053] En función de determinados requisitos de implementación pueden estar implementados ejemplos de realización de la invención en hardware o en software. La implementación se puede llevar a cabo utilizando un medio de almacenamiento digital, por ejemplo, un disquete, un DVD, un disco Blu-ray, un CD, una ROM, una PROM, una EPROM, una EEPROM o una memoria FLASH, un disco duro u otra memoria magnética u óptica en la que se almacenan señales de control legibles electrónicamente que pueden interactuar o cooperar con un sistema informático programable de tal manera que se lleva a cabo el procedimiento respectivo. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador. [0053] Depending on certain implementation requirements, examples of embodiments of the invention may be implemented in hardware or software. The implementation can be carried out using a digital storage medium, for example, a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a disk hard drive or other magnetic or optical memory in which electronically readable control signals are stored that can interact or cooperate with a programmable computer system in such a way that the respective procedure is carried out. Therefore, the digital storage medium may be computer readable.

[0054] Por lo tanto, algunos ejemplos de realización según la invención comprenden un soporte de datos que presenta señales de control legibles electrónicamente, que son capaces de cooperar con un sistema informático programable de tal manera que se lleva a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento. [0054] Therefore, some embodiments according to the invention comprise a data carrier that presents electronically readable control signals, which are capable of cooperating with a programmable computer system in such a way that one of the described procedures is carried out. in the present document.

[0055] En general, los ejemplos de realización de la presente invención pueden implementarse como un producto de programa informático según la reivindicación 16, donde el código de programa es eficaz para llevar a cabo uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador. [0055] In general, the exemplary embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product according to claim 16, wherein the program code is effective to carry out one of the procedures when the computer program product is executed on a computer.

[0056] El código de programa también puede ser almacenado, por ejemplo, en un soporte legible por máquina. [0056] The program code may also be stored, for example, on a machine-readable medium.

[0057] En algunos ejemplos de realización, se puede utilizar un componente lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programable en campo, una FPGA) para llevar a cabo algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en el presente documento. En algunos ejemplos de realización, una matriz de puertas programable en campo puede cooperar con un microprocesador para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento. En general, en algunos ejemplos de realización, los procedimientos se llevan a cabo por parte de cualquier dispositivo de hardware. Esto puede ser un hardware de uso universal, como un procesador informático (CPU), o hardware específico para el proceso, tal como, por ejemplo, un ASIC. [0057] In some exemplary embodiments, a programmable logic component (e.g., a field-programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionalities of the methods described herein. In some exemplary embodiments, a field-programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some exemplary embodiments, the procedures are carried out by any hardware device. This can be universal hardware, such as a computer processor (CPU), or process-specific hardware, such as an ASIC.

[0058] Los ejemplos de realización descritos anteriormente representan solo una ilustración de los principios de la presente invención. Se entiende que las modificaciones y variaciones de las disposiciones y particularidades descritas en el presente documento serán obvias para otros expertos en la materia. Por lo tanto, se pretende que la invención solo esté limitada por el alcance de protección de las reivindicaciones a continuación y no por las particularidades específicas presentadas en base a la descripción y la explicación de los ejemplos de realización en el presente documento. [0058] The embodiment examples described above represent only an illustration of the principles of the present invention. It is understood that modifications and variations of the provisions and particularities described in this document will be obvious to other experts in the field. Therefore, it is intended that the invention is only limited by the scope of protection of the claims below and not by the specific particularities presented based on the description and explanation of the embodiment examples herein.

Claims

1. Sensor system (20) for an electric screwdriver (10), with the following characteristics:

a magnetic field sensor (22), which is configured to detect a magnetic field of the electric motor (16) of the electric screwdriver (10), which comes from the movement of the electric motor (16) of the electric screwdriver (10), to emit a signal indicating the intensity of the magnetic field; and

an evaluation unit (24), which is configured to classify, by the development of the signal with respect to the intensity of the magnetic field over time, the screwing processes in the sense of a process of screwing a screw by a screwing phase and a tightening phase, as well as to classify an unscrewing process by initially loosening the screw.

2. Sensor system (20) according to claim 1, wherein a screwing process is classified as an unscrewing process (L1, L2, L3) if the development has a minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1 , min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) before a maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_ L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3); either

where a screwdriving process is classified as an unscrewing process (L1, L2, L3) if the development presents a second extreme value (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) before a first extreme value opposite to the second (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max2_L3) .

3. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein a screwing process is classified as double screwing (D1, D2, D3) or as a tightening process (E1, E2, E3) if the development presents a maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before a minimum , min1_D1, min1_D2, min1_D3 , min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3); either

where a screwdriving process is classified as a double screwdriving (D1, D2, D3) or a tightening process (E1, E2, E3) if the development presents a first extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1 , max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before a second extreme value opposite the first (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, , min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3).

4. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein a screwing process is classified as a screwing process if the development has a maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) and other maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, before another minimum (min1_E1 , min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3);

where a screwdriving process is classified as a threading process if the development has a first extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) and another first extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before another second extreme value opposite to the first (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3).

5. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein a screwdriving process is classified as double screwdriving (D1, D2, D3) if a maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before a minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) without other maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) or minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E 2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3); where a screwdriving process is classified as double screwdriving (D1, D2, D3) if a first extreme value is present (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3 , max2_L3) before a second extreme value opposite the first min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3) no other value extreme (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3, min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1 , min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3).

6. Sensor system (20) according to any of claims 3 to 5, wherein a screwing process in the form of double screwing (D1, D2, D3) is differentiated by the duration of the course and/or plateaus in the course of the screwing processes and/or tightening processes (E1, E2, E3).

7. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the sensor system (20) has a filter that is configured to filter a signal that represents information about the intensity of the magnetic field.

8. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the magnetic field sensor (22) is a three-axis magnetic field sensor (22).

9. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is configured to detect by development a current rotational speed and/or a currently prevailing torque; I

where the evaluation unit (24) is configured to recognize wear in the electric screwdriver (10) by development; I

where the evaluation unit (24) is configured to count classified screwing processes; or where the evaluation unit (24) is configured to count the classified screwing processes and to add the screwing processes and subtract the unscrewing processes (L1, L2, L3) when counting the screwing processes.

10. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the electric screwdriver (10) is a cordless screwdriver.

11. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, which is realized as a separate superimposed module for the electric screwdriver (10) and the sensor system (20) can be mechanically coupled with the electric screwdriver (10); either

where the sensor system (20) can be mechanically coupled with the electric screwdriver (10).

12. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the sensor system (20) is integrated into a bracelet; I

where the sensor system (20) has a wireless interface, through which the magnetic field sensor (22) communicates with the evaluation unit (24) and/or through which it stops the evaluation unit (24). ) information can be issued on the classification of screwdriving and/or drilling processes.

13. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the sensor system (20) additionally comprises an acceleration sensor, and the evaluation unit (24) is configured to determine a position of the sensor system (20). ) and/or the electric screwdriver (10) in space by evaluating a predominant gravitational acceleration by means of the acceleration sensor.

14. Sensor system (20) according to any of the preceding claims, wherein the sensor system (20) has a calibration unit that is configured to determine the calibration parameters for the screwdriving and/or drilling processes with the respective screwdriver. electric (10).

15. Procedure for the classification of screwdriving processes using an electric screwdriver (10), with the following stages:

detection by means of a magnetic field sensor of a magnetic field of the electric motor (16) of the electric screwdriver (10), which comes from the movement of the electric motor (16) of the electric screwdriver (10), to emit information about the intensity of the magnetic field; and

classification by means of an evaluation unit by means of a development of the intensity of the magnetic field during the time of a screwing process of a screw by means of a screwing phase and a tightening phase, as well as an unscrewing process by an initial loosening of the screw.

16. Computer program with a program code that causes the sensor system according to claim 1 to perform the method according to claim 15 if the program is executed on a computer.