SE1451258A1 - Intelligent nitmaskin - Google Patents

Abstract

En nitförbindelses kvalitet kan nu för tiden endast fastställas ytligt, särskilt om det rör sig om medelst handnitmaskiner genomförda förbindelser Uppfinningen avser en nitmaskin, vilken innefattar en omfångsrik sensorik för kvalitativ analys av nitförbindelser. Detta underlättar för användaren att göra en bedömning av kvaliteten pånitförbindelsen. Figur1

Description

fx) u: R.351237 DE Das zuvor genannte Gerät ermitteit die im Betrieb auftretenden Kräfte nur indirekt mitteis des Stromes und damit ungenau. Außerdem geben derartige Geräte dem Anwender in der eine OK/Nicht-OK ~ Regei iedigiich Rückmeidung für den durchgeiührten Setzvorgang, Eine dauerhaite und auch später noen nacnvoiiziehbare Quaiitätskontrolie iür jeden einzeinen Nietvorgang ist sornit kaum reaiisierbar, obgieich eine soiche Qualitätskontroiie bei vieien Anwendungen, Wie beispieisweise in der KFZ-industrie, Luft- entscheidende Roiie zur Erfüiiung zahireicher aber auch in der und Raumfanrtindustrie, eine Sicherheitsrichtiinien eine große Roiie spieit.

Die Erfindung steiit ein Nietsetzgerät zur Verfügung, rnitteis dessen eine Qualitätskontroile derart rnögiich ist, dass neben dem eigentiichen Ergebnis eines Setzvorganges (QK/Niciwt-OK) auch die Prozessdaten bereitgesteiit werden, die während des Setzvorganges entstartden sind.

Die Erfindung betrifft ein Nietsetzgerät, vorzugsweise ein- handgehaitenes Akku-Nietsetzgerät, zum Setzen von aus einer Niethiiise und einem abreißbaren Nietdorn bestehenderi Biindnieten øder Blindmuttern.

Erfindungsgernäß wird dieses Nietsetzgerät mit einer umfangreichen Sensorik ausgestattet, beispieisweise einem ersten Sensor zur Erfassung derart angeordnet, dass er direkt oder indirekt den zurückgeiegten Weg der vom eines zurückgeiegten Weges. Dieser Wegesensor ist im Gerät Gerät umfassten Zugvorrichtung erfassen kann. Ein zweiter Sensor dient zur Eriassung einer von der Zugvorrichtung aufgebrachten Kraft. Vorzugsweise kann dieser Krattsensor die Kraft direkt oder indirekt messen.

Seite 2 von 14 10 30 R.351237 DE Die Erfindung stelit somit ein kompaktes Nietsetzgerät zur Verfügung, mitteis dessen ein prozesssicheres Setzen von Biindnieten und Biindrnuttern reaiisierbar wird. Spezieii bei der Ausführung als handgehaitenes Akku- Arbeiten zugängiichen Steilen gewährieitet werden. Dies ist von besonders honem Nietsetzgerät kann ein prozesssicheres auch an schwer Nutzen beim Setzen von sicherheitsreievanten Biindnieten und Blindmuttern, Wie dies beispieisvvešse bei der Befestigung von Airbags in einem Kraftfahrzeug der Faii ist.

Vorzugsweise ist zusätziich im Gerät ein Gerätesteiierrnittei mit Datenspeicher integriert, welches derart mit dem ersten und dem zweiten Sensor verbunden ist, dass dieses die von den Sensoren während eines Setzvorgangs kontinuieriich gelieierte und/oder Datenmenge speichern auswerten kann.

Die Erfindung ermögiicht sornit eine Protokoiiierung/Ermittiung von während eines Setzvorgangs angefaiien Prozessdaten, wie beispieisweise Kraft-Weg- Daten. Der Protokoliierung kann eine Beurteiiung und Weitergabe der Daten dass an eine iibergeordnete Einrichtung foigen. Es wäre auch denkbar, alternativ oder zusätziich zum Gerätesteuermittei ein alternatives Mittei iedigiich die Datenanbindung/Datenschnittsteiie zur Anbindung des Nietsetzgerätes an vorgesehen ist, vveiohes Funktion einer eine übergeordnete Einrichtung erfülit und die Protokoliierung/Ermiitiung von wàhrend eines Setzvorgangs angefaiien Prozessdaten, wie beispieisweise Kraft-Weg-Daten, rnitteis der übergeordneten Einrichtung erroigt.

Vorzugsiveise ist der Sensor zur Erfassung einer aufgebrachten Kraft ais Kraftsensor mit Nietdorndurchführung ausgebiidet. Dies errnögiioht eine kompaktere Bauweise des Gerätes.

Seite 3 von 14 10 2G 13351237 DE Die Zugvorríchtung ist vorzugsweise mitteis eines Spindeitriebs reaiisiert, mitteis dessen eine Drehbewegung in eine transietorische Bewegung umsetzbar ist. Der Wegsensor ist derart am Spindeitrieb angeordnet, dass eine indirekte Wegrnessung der Zugvorrichtung über die Drehbewegung der Spindel reaiisiert ist. Der Einsatz eines iinearen Wegaufnehmers ist damit nicht erforderiich, die Genauigkeit ist jedoch vergleichbar.

Der Antrieb ist bevorzugt rnitteis eines eiektrischen Motors reaiisiert, wobei vorzugsweise der Wegsensor derart am Motor angeordnet ist, dass eine indirekte Wegmessung der Zugvorrichtung über die Drehbewegung des Motors reaiisierbar ist. Derartige iviesstechnik ist preiswert am Markt erhäitlich. Denkbar wäre es auch die Zugvorrichtung und den Motor durch einen Linearentrieb mit geeigneter Linearwegeerfassung zu ersetzen.

Ganz besonders beverzugt ist von dem erfindungsgernäßen Gerät ein Funkmedul, vorzugsweise ein WLAN~iViodui, zur drahtlosen Ûbertragung von Prozessdaten umfasst.

Die Prozessdaten können sornit ortsunabhängig an übergeordnete Einrichtungen wie Prozesssteuerungen und/oder Gerätesteuerungen, übermitteit werden.

Seite 4 von 14 m lf)- 25 R.351237 DE Ebenfaiis von der Erfindung umfasst ist ein Verfahren zum Betrieb eines Nietsetzgerätes Wie zuvor beschrieben mit den Schritien: a) Erfassen des von der Zugvorrichtung zurückgeiegten Weges während eines Setzvorgangs mitteis des Wegsensors in Form von Wege-Daten; b) Erfassen der von der Zugvorrichtung aufgehrachten Kraft vvährend eines Setzvorgangs mittels des Kraftsensors in Abhängigkeit des zurückgeiegten Weges End Form von Kraftdaien; Anschiießend erfoigt eine Protokoiiierung der Daten. Hierzu werden die Daten von dem integrierten oder externen Gerätesteuermittei vorzugsweise in Abhängigkeit zueínarider in Form von Kraft-Weg-Daten erfasst.

Das Verfahren ermögiicht die zuvor bereits beschrieoenen Vorteiie hinsichtiich der prozesssicheren Anbringung von Nieten und Muttern, insbesondere an sioherheitsreievanten Baugruppen.

Bei gewünschter zentraier Überwachung der durcngeführien Prozesse können die protokoiiíerten Kraft-Weg-Daten vorzugsweise drahtios, an eine übergeordnete Steuereinrichtung übertragen und/oder in einern vom Setzgerät urniassten Datenspeicher abgeiegt und darnit zwischengespeichert werden.

Seite 5 von 14 2G R.35í237 DE Der Setzvorgang kann unter Vervvendung der protokoilierten Krait-Weg-Daten mitteis eines vorn Setzgerät umfassten Gerätesteuermitteis unrnitteibar im Gerät seibst oder rnitteis einer übergeordneten Steuereinrichtung, insbesondere hinsichtiich der Quaiität, anaiysiert werden. Dem Benutzer werden so umiangreiche informationen über den zuietzt ausgeführten Nietvorgang geliefert, weiche weit über eine OK/Nicht-OK-iniormation hinausgehen.

Es ist damit rnögiich eine autornatísche Dokumentation und ein sicheres Setzen von Nieten anaiog zu Kiasse A-Verschraubungen (Gefahr für Leib und Leben) mitteis eines einzigen kompakten Gerätes zu reaiisieren.

Ebenso von der Eriindung umfasst ist ein Veriahren zum Betrieb einer Aniage, zum Beispiei Fertigungsiinien in der Biech und ivietaiiverarheitung und dergieichen, umfassend zumindest eine übergeordnete Prozesssteuerung und zumindest ein Nietsetzgerät Wie zuvor beschrieben.

Die übergeordnete Prozesssteuerung ist mit dem Nietsetzgerät drahtios und/oder drantgebunden verbuncien. Die während eines Setzvorgangs mitteis der im Nietsetzgeräi verwendeten Sensorik entstandenen Daten werden mit dem übergeordneten Prozesssteuerungmittei ausgetauscht.

Das erfindungsgemäße Nietsetzgerät kann auch autark, das bedeutet ohne die Notvvendigkeit einer 'Libergeordneten Steuerung, in die zuvor genannte Aniage integriert sein und nur bei Bedarf Daten an die übergeordnete Ggf.

Gerätesteuerung die zentraie Steuerung für mehrerer Nietsetzgerät eines Prozesssteuerung übermittein. kann sogar eine integrierte Verbundes von Nietsetzgeräten erfüiien.

Die übergeordnete Prozesssteuerung kann die Daten anaiysieren und/oder visuell aufbereiten und beispieisweise an eine Liniensteuerung weiterieiten.

Die Erfindung umfasst auch eine Bearbeitungsvorrichtung, vorzugsvveise einen eines Werkstückes. Die Nietautomaten, zur Bearbeitung Bearbeitungsvorriciwtung umfasst mindestens ein Nietsetzgerät, Wie bereits Seite 6 von 14 15 51351237 DE beschrieben. Umfasst ist zusätziich eine Haitevorrichtung, mitteis weicher das Nietsetzgerät in einer Bearbeitungsposition an einer Oberfläche des Werkstücks (vertikai/horizontal) mindestens Werkstück gehaiten und/oder bewegbar ist und eine Vorrichtung, mitteis weicher das horizontal/vertikal bewegbar und/oder fixiert ist.

Das Nietsetzgerät kann in diesem spezieilen Faiie auch ohne integrieite Steuerung auskornmen, da eine übergeordnete Steuerung verwendet werden kann, weiche mit dem Nietsetzgerät derart miiteis des im Nietsetzgerät integrierten Gerätesteuermitteis oder mitteis des im Nietsetzgerät integrierten iviitteis zur Anbindung an die übergeordnete Steuerung verbunden ist, dass disse mit dem Nietsetzgerät irn Nietsetzgerät bereitgehaitene Kraft-Weg-Daien austauschen kann.

Selbstverständiich sind auch varianten denkbar, bei denen das Nietsetzgerät eine iniegrierte Steuerung umiasst oder sogar die Bearbeitungsvorrichtung und/oder einen Verbund von Bearbeitungsvorrichtungen seibst steueri.

Seite 7 von 14 120 30 R.351237 DE Figur 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Nietsetzgerätes.

Figur 2 zeigt eine Bearbeitungsvorrichiung.

Das in Figur 1 gezeigte Nietsetzgerät dient zurn Setzen von aus einer Niethüise und einem abreißbaren Nietdorn bestehenden Biindnieten oder Biindmuttern. Es handeit sich um ein Akkugerät für den Handbetrieb.

Vorgesehen ist ein Gerätekopf 10 mit ivfiundstück zum Haiten des Nietdorns.

Entlang derseiben Achse 13 sind angrerizend zueinander der Gerätekopi 10 und/oder ein Kraftsensor mit Nietdorndurchführung 9 und/oder eine Trapez- oder Kugeiumiaufspindei 7 mit Nietdorndurchiührung und/oder vorzugsweise ein Nietdornbeiwäiter 12 angeordnet. Der während der Montage vom iviundstück gehaitene Nietdorn kann somit nach dessen Abriss durch die zuvor genannien Komponenien 10, 9, 7 hindurch bis zum Nietdornbehäiter 12 geiühri werden.

Die Trapez- oder Kugeiumiaufspindei 7 wird mitteis eines Elektrornotors 5, ggf. angetrieben. An der Trapez- oder Kugeiumiaufspindei 7 ist ein Wegesensor 8 vorzugsweise in Verbindung mit einern Getriebe 6 , mit Versatz, angeordnet, weicher den von der Trapez- oder Kugeiumiaufspindei 7 zurückgeiegten Weg direkt oder indirekt, mitteis des von der Trapez- oder Kugeiumiauispindei 7 zurückgeiegten Drehwinkeis, eriassen kann. Aiternativ könnte der Wegesensor 8 auch am Motor 5 angeordnet sein.

Bezugszeichen 11 kennzeichnet eine Steuerelektronik mit Kommunikationsniodui und Dispiay, vveiche zurniridest teiiweise auch vom Gehäuse urniasst sein kann. Der Nietdornbehäiter 12 kann auch zurnindest teiiweise nur vom Gehäuse umfasst sein.

Eiektrisch versorgt wird die gesarrite zuvor genannte Anordnung rnitteis eines Akkus 1, dazu ist ein Kabeiioaum 3 vorgesehen, Zum Ein- und Aussciiaiten dient der Startschaiter 4. Bezugszeichen 2 kennzeichnet die Schnittsteiie mit Leistungseiektronik zur Ansteuerung des Motors 5.

Seite 8 von 14 10 2.0 k.) fn (i R.35l237 DE Zurnindest die Komnonenten 2, 3, ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 sind voiiständig vorn Gehäuse des Nietseizzgerät urnschiossen, vorzugsweise auch noch die Komponente 11.

Bie Steuerelektronik 11 ist rnit einern Datenspeicher ausgestattet und derart mit den Sensorerr 8, 9 verbunden, dass diese die von den Sensoren während eines Setzvorgangs kontinuieriich geiieierte Datenrnenge irn Datenspeicher speichern und/oder auswerten kann.

Vorzugsweise umiasst das eriindungsgernäße Nietsetzgerät ein Funkmodul 14, vorzugsweise ein WLAN-Modul und/oder Mobiifunk-iviodui (GSM/GS/Gii), zur drahtiosen Üioertragung von Prozessdaten oder abgespeicherten Daten Beide Moduie abhängig von der Signaiquaiität en eine übergeordnete Steuerung 15. könnten auch aiternierend beispieisweise und der Anbindung an Datennetze aktiviert werden. Unter Prozessdaten werden kontinuieriicne Datenströme verstanden, weiche während des Setzvorganges von Biindnieten oder Biindnietmuttern rnitteis der Krait- und Wegsensorik erzeugt werden und damit iür einen spezifischen Setzvorganges charekteristischen Daten darsteiien, weiche unter anderem eine Quaiitätsanaiyse zuiasssen (Kraft-Weg-Daten).

Eine soiche Quaiitätsanaiyse kann unter (Kraft-Weg-Deten) Steuereiektronik 11 und/oder mitteis einer übergeordneten Einrichtung 15 Heranziehung von Referenzdatensätzen entvveder mitteis der Geräte- durchgeführt werden. im Display der integrierten Geräte-Sieuereiektronik 11 können somit neben einer reinen OK/NOK - information (NOK = Nicht OK) an den Benutzer auch Kraft-Weg-Kurven oder darauf bezogene Analyseergebnisse angezeigt werden. Eine iibergeordneten Einrichtung bedient sich hierzu eines externen Dispiays.

Derartige Anaiysen eriauben es dann die Krait-Weg-Diagramme einer Jïeden einzelnen Nietverbindung, weiche innerhaib einer Fertigungsiinie reaiisiert wurde, zu bewerien.

Seite 9 von 14 10 R.35l23? DE Figur 2 zeigt eine Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes 24 umfassend mindestens ein Nietsetzgerät 21 und umfassend míndestens eine Werkzeughaitevorrichtung 22, mittels weicher das Nietsetzgerät 21 in einer Bearbeitungsposition an einer Oberfiäcne des Werkstiicks 24 gehaiten und in vertikaier und/oder horizontaier Richtung bewegbar ist, und rnit mindestens mit einer Werkstückhaitevorrichtung 23, mitteis weicher das Werkstück 24 in vertikaier und/oder in horizontaier Richtung bewegbar ist. Die Bearbeitungsvorrichtung könnte mitteis einer wei-she mit dem Nietsetzgerät 21 übergeorcineten Steuerung 25, kommuniziert, gesteuert wercien. Auch wàre es denkbar, dass die inn Nietsetzgeräi 21 integrierte Steuerung die Bearbeitungsvorgänge steuert.

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Claims (1)

1. 0 R.351237 DE 1. Nietsetzgerät zum Setzen von aus einer Niethüise und einem abreißbaren Nietdorn bestehenden Biindnieten oder Blindmuttern, insbesondere Akkugerät für den Handbetrieb, mit Gerätekopf (10), in weichem ein Mechanismus zum Greifen eines Nietderns vorgesehen ist, mit Zugverrichtung (7) zum Ziehen eines Nietdorns und mit Anirieb (5) zum Antreiben der Zugverrichtung (7), woiaei zwischen Antrieb (5) und Zugvorrichtting (7) vorzugsweise ein Getriebe (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sensor (8) zur Erfassung eines zurllickgeiegten Weges derart im Gerät angeordnet ist, dass dieser direkt oder indirekt den zurüekgeiegten Weg der Zugvorrichtung (7) eriassen kann und dass ein zweiter Sensor (9) zur Erfassung einer auigebrachten Kraft derart im Gerät angeordnet ist, dass dieser direkt oder indirekt die ven der Zugvorrichtung (7) aufgebrachte Zugkrait eriassen kann. . Nietsetzgerät gemäß dem vorherigen Anspriiche 1, wobei vom Geràt ein iviittei (11) umiasst ist, Welches ais integriertes Gerätesteuerrnittel und/oder als Schnittsteiie zur Anbindung des Gerätes an ein externes Gerätesteuermittei (15) ausgebiidet ist und Weiches derart mit dem ersten und dem zweiten Sensor (8, 9) verbunden ist, dass dem iviittei (11) die Sensordaten zugängiich sind. . Nietsetzgerät gemäß einem der vorhergeheiwden Anspriiche, wobei der Sensor (9) zur Erfassung der auigebrachten Zugkraft ais Kraftseiïsor mit Nietdorndurchführung ausgebildet ist. . Nietsetzgerät gemäß einem der verhergehenden Ansprüche, webei die Zugvorrichtung (if) rnittels eines Spindeitriebs reaiisiert ist, mittels dessen eine Drehbevvegung in eine translatorische Bewegung umseiïzbar ist, wobei der Wegsensor (8) derart am Spindeitrieb angeordnet ist, dass eine indirekte Wegmessung der Zugvorrichtung über die Drehbewegung der Spindel realisierbar ist. Seite 11 von 14 10 15 2G 3G R.351237 DE 5. Nietsetzgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antrieb (5) mitteis eines eiektrischen Motors reaiisiert ist und wobei vorzugsweise der Wegsensor (8) derart am Niotor angeordnet ist, dass eine indirekta Wegmessung der Zugvorrichtung über die Drehbewegung des Motors (5) reaiisierbar ist. . Nietsetzgerät gemäß einern der vorhergehencien Ansprüche, wobei von dem Gerät ein Funkmodui, vorzugsweise ein WLAN-iviodui und/'oder Mobilfunkmodui, zur drahtiosen Übertragung von Daten umfasst ist. .Verfahren zum Betrieb eines Nietsetzgerätes gemäß einern der vorhergehenden Ansprüche rnit den Schritten: » Erfassen des von der Zugvorrichtung (7) zurückgeiegten Weges vvährend eines Setzvorgangs mitteis des Wegsensors (8) in Form von Weg-Daten; - Erfassen der von der Zugvorriehtung (7) aufgebrachten Kraft während eines Setzvorgangs mitteis des Kraftsensors (9) in Form von Kraft-Daten; . Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Daten von einem integrierten und/oder externen Geràtesteuermittei (11) vorzugsweise in Abhängigkeit zueinander und in Form von Kraft-Weg-Daten protokolliert und/oder verarbeitet werden. .Verfahren gernäß Anspruch 8, wobei der Setzvorgang unter Vervvendung der Kraft-Weg-Daten, insbesondere hinsichtiich der Quaiität des Setzvorgangs, anaiysiert und visuaiisiert wird. Seite 12 von 14 10 10. 11. 12. R.351237 DE Verfahren zum Betrieb einer Anlage umfassend zumindest eine übergeordnete Prøzesssteuerung (15) und zumindest ein Nietsetzgerät gernäß einem der zuvor genannten Ansprüche 1 bis 6, wobei die dem Nietsetzgerät in übergeordnete Prozesssteuerung (15) mit vorzugsweise drahtloser Kommunikationsverbindung steht. Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeiiung eines Werkstückes (24) urnfassend mindestens ein Nietsetzgerät (21) gemäß einern der Anspriiche l bis 6, und umfassend rnindestens eine Werkzeughaitevorrichtung (22), rnitteis weicher das Nietsetzgerät (21) in einer Bearbeitungsposition an einer Oberfiäche des Werkstiicks (24) gehaiten und in vertikaler und/oder horizontaier Richtung bewegbar ist, und mit mindestens rnit einer Werkstückhaitevorrichtung (23), mitteis das Werkstück (24) Richtung bewegbar ist. weicher in vertikaier und/oder in herizontaler Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, urnfassend eine üioergeordnete Steuerung (25), weiche mit dem Nietsetzgerät (21) derart vorzugsweise drahtios verbunden ist, dass diese mit dem Nietsetzgerät (21) die vom Nietsetzgerät (21) bereitgehaitenen Kraft- Weg-Daten verarbeiten kann. Seite 13 von 14