WO2022117396A1 - Method for determining a final tightening torque and/or a final tightening angle for screws of a screw connection - Google Patents

Method for determining a final tightening torque and/or a final tightening angle for screws of a screw connection Download PDF

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WO2022117396A1
WO2022117396A1 PCT/EP2021/082596 EP2021082596W WO2022117396A1 WO 2022117396 A1 WO2022117396 A1 WO 2022117396A1 EP 2021082596 W EP2021082596 W EP 2021082596W WO 2022117396 A1 WO2022117396 A1 WO 2022117396A1
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screw
final tightening
screw connection
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tightening torque
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Achim Romer
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
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    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
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    • B25B23/1475—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a final tightening torque or final tightening angle for a screw in a screw connection and a corresponding computer program, machine-readable storage medium and electronic control device.
  • the present invention relates to a method for producing a screw connection and a corresponding device.
  • screw connections or screw connections are tightened under torque control, angle of rotation control or distance limit control.
  • the disadvantage of all these methods is the scatter in the preload force of the screws. These mainly result from screw or screw-in thread-specific scattering (e.g. scattering of the coefficient of friction or scattering of geometrical features of the screw or thread).
  • the present invention creates a method for determining a final tightening torque or a final tightening angle for a screw in a screw connection.
  • the procedure includes the steps: Detecting at least one measured variable during the production of the screw connection with the screw.
  • the invention is based on the finding that measured variables that occur and are recorded during the production of a screw connection can be used to use a mathematical method in general or a method of machine learning (ML method) in particular to a screw-specific final tightening torque or a screw-specific final tightening angle.
  • ML method machine learning
  • the derivation is performed using an artificial neural network.
  • the artificial neural network can be an autoencoder.
  • the input data and the output data are those that occur and are recorded during the screwdriving process up to a predetermined point in time or progress.
  • the architecture of an autoencoder which has a so-called “bottleneck", allows the artificial neural network to learn and extract important features in the measured variables unmonitored or self-monitored. From the result, which is a compressed representation of the input data, an assignment to the optimal Final tightening torque or final tightening angle can be created. This assignment can be done manually or with an additional neural network.
  • the artificial neural network has been trained with data accumulated during the making of bolted connections with bolts.
  • the at least one measured variable comprises less than 100% of the data occurring during the production of the screw connection.
  • the at least one measured variable can include more than 80% or at most 90% of the data generated during the production of the screw connection.
  • a further aspect of the present invention is a computer program which is set up to carry out all the steps of the method according to the present invention.
  • Another aspect of the present invention is a machine-readable storage medium on which the computer program according to the present invention is stored.
  • a further aspect of the present invention is an electronic control unit which is set up to carry out all steps of the method according to the present invention.
  • the electronic control unit can be a Field Programmable Gate Array (FPGA).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • a further aspect of the present invention is a manufacturing method for producing a screw connection with a screw.
  • the procedure includes the following steps:
  • a further aspect of the present invention is a device for producing a screw connection, which is set up to carry out all the steps of the method according to the further aspect of the present invention.
  • 1 shows a flow chart of the method according to the first aspect of the present invention
  • 2 shows a flow chart of the method according to the second aspect of the present invention
  • FIG. 3 shows a diagram with measured variables recorded during the production of a screw connection.
  • FIG. 1 shows a flowchart of method 100 for control according to the first aspect of the present invention.
  • the method 100 occurs during the making of a bolted connection with a bolt.
  • step 101 at least one measured variable is recorded during the production of the screw connection with the screw.
  • the at least one measured variable can be one or more arbitrary measured variables.
  • the at least one measured variable is related to the production of the screw connection.
  • the measured variable recorded can be the torque and the current of the drive spindle of the screwing device.
  • a final tightening torque or a final tightening angle for the screw of the screw connection is derived as a function of the at least one measured variable recorded.
  • FIG. 2 shows a flow chart of the production method 200 for producing a screw connection with a screw according to the second aspect of the present invention.
  • step 201 at least one measured variable is recorded during the production of the screw connection with the screw.
  • a final tightening torque or a final tightening angle for the screw in the screw connection is determined using the method according to the first aspect of the present invention as a function of the at least one measured variable recorded.
  • the at least one measured variable for example a value curve of the at least one measured variable or, if several measured variables are recorded, the value curves of the several measured variables are fed to the method for determining a final tightening torque or a final tightening angle according to the first aspect of the present invention and, depending on this, the final tightening torque or the final tightening angle is determined.
  • step 203 the specific final tightening torque or the specific final tightening angle is applied to the screw of the screw connection.
  • FIG. 3 shows a diagram with measured values recorded during the production of a screw connection.
  • the time progress is plotted on the abscissa.
  • the recorded measured variables are plotted on the ordinate.
  • these are the torque (solid curve) and the current of the drive spindle (dashed curve) of the screwing device.
  • the example shown shows a torque-controlled, double tightening process with downstream determination of a load limit.
  • the screw In the period up to tO, the screw enters the tapping thread. In the period between tO and tl, the processes of entering the tapping thread, tapping and screwing into the thread take place. A friction can be derived from the detected moment.
  • the present invention is based on the finding that the data that accumulates up to, for example, 90% completion of the screw connection, i. H. until the re-tightening is completed, are sufficient to determine the final tightening torque or the final tightening angle.
  • This determination or “prediction” of the screw-specific final tightening torque or final tightening angle can be carried out by applying a suitable mathematical method to the data generated during the screwing process.
  • a suitable mathematical method to the data generated during the screwing process.
  • the present invention can also be applied to a single tightening method, e.g. H. apply to tightening procedures that are completed after the initial tightening of the bolt.
  • the ML method used or the autoencoder determines the final tightening torque or final tightening angle individually for each screw, which leads to a minimal deviation from the required preload force.
  • the ML method is taught using measurement curves.
  • a measured or alternatively an estimated value for the preload force resulting from the input data must be available.
  • the ML process can use the input data, which is generated before the tightening process is completed, to determine how each screw must be tightened individually.

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Abstract

The invention relates to a method (100) for determining a final tightening torque and/or a final tightening angle for a screw in a screw connection, the method comprising the steps of: detecting (101) at least one measurement variable during the production of the screw connection having the screw; deriving (102) a final tightening torque and/or a final tightening angle for the screw of the screw connection according to the at least one measurement variable detected.

Description

Beschreibung description
Titel title
Verfahren zur Bestimmung eines Endanzugsmoments bzw. eines Endanzugswinkels für Schrauben einer Schraubverbindung Method for determining a final tightening torque or a final tightening angle for screws in a screw connection
Die vorliegende Erfindung betrifft ein in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bestimmung eines Endanzugsmoments bzw. Endanzugswinkels für eine Schraube in einer Schraubverbindung sowie ein entsprechendes Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und elektronische Steuervorrichtung. In a first aspect, the present invention relates to a method for determining a final tightening torque or final tightening angle for a screw in a screw connection and a corresponding computer program, machine-readable storage medium and electronic control device.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung sowie eine entsprechende Vorrichtung. In a second aspect, the present invention relates to a method for producing a screw connection and a corresponding device.
Stand der Technik State of the art
Nach aktuellem Stand der Technik werden Schraubverbindungen bzw. Verschraubungen drehmomentgesteuert, drehwinkelgesteuert oder streckengrenzgesteuert angezogen. Nachteil aller dieser Verfahren ist die Streuung in der Vorspannkraft der Schrauben. Diese ergeben sich hauptsächlich aus schrauben- bzw. einschraubgewindespezifischen Streuungen (z. B. Streuung des Reibwertes oder Streuung von Geometriemerkmalen der Schraube bzw. des Gewindes). According to the current state of the art, screw connections or screw connections are tightened under torque control, angle of rotation control or distance limit control. The disadvantage of all these methods is the scatter in the preload force of the screws. These mainly result from screw or screw-in thread-specific scattering (e.g. scattering of the coefficient of friction or scattering of geometrical features of the screw or thread).
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Bestimmung eines Endanzugsmoments bzw. eines Endanzugswinkels für eine Schraube in einer Schraubverbindung. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen mindestens einer Messgröße während des Herstellens der Schraubverbindung mit der Schraube. Against this background, the present invention creates a method for determining a final tightening torque or a final tightening angle for a screw in a screw connection. The procedure includes the steps: Detecting at least one measured variable during the production of the screw connection with the screw.
Ableiten eines Endanzugsmoments bzw. eines Endanzugswinkels für die Schraube der Schraubverbindung in Abhängigkeit von der erfassten, mindestens einen Messgröße. Deriving a final tightening torque or a final tightening angle for the screw of the screw connection as a function of the recorded at least one measured variable.
Mithilfe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Streuung der Vorspannkraft bei Schraubverbindungen bzw. Verschraubungen reduziert werden. With the aid of the method according to the present invention, the scattering of the prestressing force in screw connections or screw connections can be reduced.
Dabei basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass Messgrößen, die während des Herstellens einer Schraubverbindung anfallen und erfasst werden, verwendet werden können, um mittels eines mathematischen Verfahrens im Allgemeinen bzw. eines Verfahrens des maschinellen Lernens (ML-Verfahren) im Speziellen auf ein schraubenspezifisches Endanzugsmoment bzw. einen schraubenspezifischen Endanzugswinkel abgebildet werden zu können. The invention is based on the finding that measured variables that occur and are recorded during the production of a screw connection can be used to use a mathematical method in general or a method of machine learning (ML method) in particular to a screw-specific final tightening torque or a screw-specific final tightening angle.
Dadurch ergeben sich u. a. die Vorteile, dass die Streuung der Vorspannkräfte minimiert werden können. Dadurch dementsprechend die Kosten für Material oder Schraubengröße eingespart werden können. Und ferner die Robustheit und Zuverlässigkeit der Schraubverbindung gesteigert werden können. This results, among other things, in the advantages that the spread of the preload forces can be minimized. As a result, the costs for material or screw size can be saved accordingly. And furthermore, the robustness and reliability of the screw connection can be increased.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ableitung mittels eines künstlichen neuronalen Netzes. Das künstliche neuronale Netz kann dabei ein Autoencoder sein. According to an embodiment of the method of the present invention, the derivation is performed using an artificial neural network. The artificial neural network can be an autoencoder.
Bei der Anwendung eines Autoencoders als künstliches neuronales Netz sind die Eingangs, wie auch die Ausgangsdaten, die bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt bzw. Fortschritt des während des Schraubvorgangs angefallenen und erfassten Messgrößen. Die Architektur eines Autoencoders, die eine sog. „Engstelle“ aufweist, kann das künstliche neuronale Netz unüberwacht bzw. selbstüberwacht wichtige Merkmale in den erfassten Messgrößen erlernen und extrahieren. Aus dem Ergebnis, welches eine komprimierte Repräsentation der Eingangsdaten darstellt, kann durch einen initialen Abgleich mit einer kleinen Anzahl von vermessenen Schraubvorgängen eine Zuordnung zum optimalen Endanzugsmoment bzw. Endanzugswinkel erstellt werden. Diese Zuordnung kann dabei manuell oder mit einem zusätzlichen neuronalen Netz erfolgen. <> When an autoencoder is used as an artificial neural network, the input data and the output data are those that occur and are recorded during the screwdriving process up to a predetermined point in time or progress. The architecture of an autoencoder, which has a so-called "bottleneck", allows the artificial neural network to learn and extract important features in the measured variables unmonitored or self-monitored. From the result, which is a compressed representation of the input data, an assignment to the optimal Final tightening torque or final tightening angle can be created. This assignment can be done manually or with an additional neural network. <>
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wurde das künstliche neuronale Netz mit Daten trainiert, die während des Herstellens von Schraubverbindungen mit Schrauben angefallen sind. According to an embodiment of the method of the present invention, the artificial neural network has been trained with data accumulated during the making of bolted connections with bolts.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfasst die mindestens eine Messgröße weniger als 100 % der während des Herstellens der Schraubverbindung anfallenden Daten umfasst. According to one embodiment of the method of the present invention, the at least one measured variable comprises less than 100% of the data occurring during the production of the screw connection.
Die mindestens eine Messgröße kann dabei mehr als 80 % bzw. maximal 90 % der während des Herstellens der Schraubverbindung anfallenden Daten umfassen. The at least one measured variable can include more than 80% or at most 90% of the data generated during the production of the screw connection.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen. A further aspect of the present invention is a computer program which is set up to carry out all the steps of the method according to the present invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert ist. Another aspect of the present invention is a machine-readable storage medium on which the computer program according to the present invention is stored.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Steuereinheit, welche eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen. A further aspect of the present invention is an electronic control unit which is set up to carry out all steps of the method according to the present invention.
Bei der elektronischen Steuereinheit kann es sich um ein Field Programmable Gate Array (FPGA) handeln. Mittels des Einsatzes eines FPGA als elektronische Steuereinheit, welche eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen, ist es möglich die Verarbeitungszeit zur Bestimmung des Endanzugsmoments bzw. Endanzugswinkels zu verbessern. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mit einer Schraube. The electronic control unit can be a Field Programmable Gate Array (FPGA). By using an FPGA as an electronic control unit, which is set up to carry out all steps of the method according to the present invention, it is possible to improve the processing time for determining the final tightening torque or final tightening angle. A further aspect of the present invention is a manufacturing method for producing a screw connection with a screw.
Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: The procedure includes the following steps:
Herstellen der Schraubverbindung mit der Schraube und Erfassen mindestens einer Messgröße während des Herstellens der Schraubverbindung. Establishing the screw connection with the screw and detecting at least one measured variable during the establishment of the screw connection.
Bestimmen eines Endanzugsmoments bzw. eines Endanzugswinkels für die Schraube in der Schraubverbindung mittels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der erfassten mindestens einen Messgröße. Determining a final tightening torque or a final tightening angle for the screw in the screw connection by means of a method according to the present invention as a function of the at least one measured variable recorded.
Anbringen des bestimmten Endanzugsmoments bzw. des bestimmten Endanzugswinkels. Application of the specific final tightening torque or the specific final tightening angle.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Schraubverbindung, welche eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen. A further aspect of the present invention is a device for producing a screw connection, which is set up to carry out all the steps of the method according to the further aspect of the present invention.
Zeichnungen drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Further features and advantages of the aspects of the present invention are explained below using embodiments with reference to the figures.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung; 1 shows a flow chart of the method according to the first aspect of the present invention; 2 shows a flow chart of the method according to the second aspect of the present invention;
Fig. 3 ein Diagramm mit erfassten Messgrößen während des Herstellens einer Schraubverbindung. 3 shows a diagram with measured variables recorded during the production of a screw connection.
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens 100 zur Regelung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. FIG. 1 shows a flowchart of method 100 for control according to the first aspect of the present invention.
Das Verfahren 100 läuft während es Herstellens einer Schraubverbindung mit einer Schraube ab. The method 100 occurs during the making of a bolted connection with a bolt.
In Schritt 101 mindestens eine Messgröße während des Herstellens der Schraubverbindung mit der Schraube erfasst. Prinzipiell kann es sich bei der mindestens einen Messgröße um eine oder mehrere beliebige Messgrößen handeln. Zentral für die Erfindung ist, dass die mindestens eine Messgröße einen Bezug zu dem Herstellen der Schraubverbindung aufweist. So kann es sich bspw. bei der erfassten Messgröße um das Drehmoment und den Strom der Antriebsspindel der Schraubvorrichtung handeln. In step 101, at least one measured variable is recorded during the production of the screw connection with the screw. In principle, the at least one measured variable can be one or more arbitrary measured variables. Central to the invention is that the at least one measured variable is related to the production of the screw connection. For example, the measured variable recorded can be the torque and the current of the drive spindle of the screwing device.
In Schritt 102 wird ein Endanzugsmoment bzw. ein Endanzugswinkel für die Schraube der Schraubverbindung in Abhängigkeit von der erfassten mindestens einen Messgröße abgeleitet. In step 102, a final tightening torque or a final tightening angle for the screw of the screw connection is derived as a function of the at least one measured variable recorded.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Herstellungsverfahrens 200 zum Herstellen einer Schraubverbindung mit einer Schraube gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows a flow chart of the production method 200 for producing a screw connection with a screw according to the second aspect of the present invention.
In Schritt 201 erfolgt während des Herstellens der Schraubverbindung mit der Schraube das Erfassen mindestens einer Messgröße. In step 201, at least one measured variable is recorded during the production of the screw connection with the screw.
In Schritt 202 wird ein Endanzugsmoment bzw. ein Endanzugswinkel für die Schraube in der Schraubverbindung mittels des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der erfassten mindestens eine Messgröße bestimmt. Dazu wird die mindestens eine Messgröße bspw. ein Werteverlauf der mindestens eine Messgröße bzw. beim Erfassen von mehreren Messgrößen die Werteverläufe der mehreren Messgrößen dem Verfahren zum Bestimmen eines Endanzugsmoments bzw. eines Endanzugswinkels gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zugeführt und in deren Abhängigkeit das Endanzugsmoment bzw. der Endanzugswinkel bestimmt. In step 202, a final tightening torque or a final tightening angle for the screw in the screw connection is determined using the method according to the first aspect of the present invention as a function of the at least one measured variable recorded. For this purpose, the at least one measured variable, for example a value curve of the at least one measured variable or, if several measured variables are recorded, the value curves of the several measured variables are fed to the method for determining a final tightening torque or a final tightening angle according to the first aspect of the present invention and, depending on this, the final tightening torque or the final tightening angle is determined.
In Schritt 203 wird das bestimmte Endanzugsmoment bzw. der bestimmte Endanzugswinkel auf die Schraube der Schraubverbindung angebracht. In step 203 the specific final tightening torque or the specific final tightening angle is applied to the screw of the screw connection.
Das Anbringen kann dabei bspw. mittels einer Vorrichtung zum Herstellen einer Schraubverbindung, bspw. mittels eines entsprechend ausgestalteten Schraubers erfolgen. It can be attached, for example, by means of a device for producing a screw connection, for example by means of an appropriately designed screwdriver.
Figur 3 zeigt ein Diagramm mit erfassten Messgrößen während des Herstellens einer Schraubverbindung. FIG. 3 shows a diagram with measured values recorded during the production of a screw connection.
Auf der Abszisse ist der Zeitfortschritt aufgetragen. Auf der Ordinate sind die erfassten Messgrößen aufgetragen. In dem abgebildeten Beispiel sind dies das Drehmoment (durchgezogene Kurve) und der Strom der Antriebsspindel (gestrichelte Kurve) der Schraubvorrichtung aufgetragen. Das abgebildete Beispiel zeigt ein momentengesteuertes, zweifach Anzugsverfahren mit nachgeschalteter Bestimmung einer Belastungsgrenze. The time progress is plotted on the abscissa. The recorded measured variables are plotted on the ordinate. In the example shown, these are the torque (solid curve) and the current of the drive spindle (dashed curve) of the screwing device. The example shown shows a torque-controlled, double tightening process with downstream determination of a load limit.
In dem Zeitraum bis tO erfolgt das Einlaufen der Schraube in das Furchgewinde. Im Zeitraum zwischen tO und tl erfolgen die Vorgänge Einlaufen ins Furchgewinde, Furchen, Einschrauben ins Gewinde. Dabei kann anhand des erfassten Moments eine Reibung abgeleitet werden. In the period up to tO, the screw enters the tapping thread. In the period between tO and tl, the processes of entering the tapping thread, tapping and screwing into the thread take place. A friction can be derived from the detected moment.
Im Zeitpunkt tl ist der 1. Anzug der Schraube abgeschlossen. At time tl, the first tightening of the screw is complete.
Im Zeitraum zwischen tl und t2 erfolgt das Lösen des 1. Anzugs um 360°. Im Zeitraum zwischen t2 und t3 erfolgt der Wiederanzug, der im Zeitpunkt t4 abgeschlossen ist. Ab dem Zeitpunkt t4 beginnt die nachgeschaltete Bestimmung einer Belastungsgrenze. In the period between t1 and t2, the first tightening is released by 360°. In the period between t2 and t3, the re-tightening takes place, which is completed at time t4. The downstream determination of a load limit begins from point in time t4.
Es ist deutlich, dass die Daten des abgebildeten Beispiels erst nach Abschluss des Herstellens des Schraubvorgangs vorliegen. It is clear that the data of the example shown is only available after the screwing process has been completed.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Daten, die bis bspw. bis zum 90 %-igen Abschluss des Herstellens der Schraubverbindung anfallen, d. h. bis zum Abschluss des Wiederanzugs, ausreichen, um das Endanzugsmoment bzw. den Endanzugswinkel zu bestimmen. The present invention is based on the finding that the data that accumulates up to, for example, 90% completion of the screw connection, i. H. until the re-tightening is completed, are sufficient to determine the final tightening torque or the final tightening angle.
Diese Bestimmung bzw. „Vorhersage“ des schraubenspezifischen Endanzugsmoments bzw. Endanzugswinkels kann durch die Anwendung eines geeigneten mathematischen Verfahrens auf die während des Schraubvorgangs anfallenden Daten erfolgen. Als vorteilhaftes mathematisches Verfahren hat sich die Anwendung eines Verfahrens des maschinellen Lernens (ML-Verfahren), insbesondere eines künstlichen neuronalen Netzes, bspw. in Form eines Autoencoders, herausgestellt. This determination or "prediction" of the screw-specific final tightening torque or final tightening angle can be carried out by applying a suitable mathematical method to the data generated during the screwing process. The use of a machine learning method (ML method), in particular an artificial neural network, for example in the form of an autoencoder, has proven to be an advantageous mathematical method.
Auch wenn das dargestellte Beispiel ein zweifach Anzugsverfahren zeigt, lässt sich die vorliegende Erfindung auch auf einfach Anzugsverfahren, d. h. auf Anzugsverfahren, die nach dem ersten Anzug der Schraube abgeschlossen sind, anwenden. Although the illustrated example shows a double tightening method, the present invention can also be applied to a single tightening method, e.g. H. apply to tightening procedures that are completed after the initial tightening of the bolt.
Das angewendete ML-Verfahren bzw. der Autoencoder ermittelt bevor der Schraubvorgang beendet ist, für jede Schraube individuell das Endanzugsmoment bzw. Endanzugswinkel, welches bzw. welcher zu einer minimalen Abweichung zur geforderten Vorspannkraft führt. Before the screwdriving process is completed, the ML method used or the autoencoder determines the final tightening torque or final tightening angle individually for each screw, which leads to a minimal deviation from the required preload force.
Um dies zu erreichen wird das ML-Verfahren mit Messkurven angelernt. Für dieses Anlernen muss ein vermessener oder alternativ ein abgeschätzter Wert für die sich auf Basis der Eingangsdaten ergebende Vorspannkraft vorliegen. So kann das ML-Verfahren anhand der Eingangsdaten, welche bis vor dem Abschluss des Anzugsverfahrens anfallen, wie jede Schraube individuell angezogen werden muss. In order to achieve this, the ML method is taught using measurement curves. For this teaching, a measured or alternatively an estimated value for the preload force resulting from the input data must be available. In this way, the ML process can use the input data, which is generated before the tightening process is completed, to determine how each screw must be tightened individually.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren (100) zur Bestimmung eines Endanzugsmoments und/oder eines Endanzugswinkels für eine Schraube in einer Schraubverbindung mit den Schritten: 1. Method (100) for determining a final tightening torque and/or a final tightening angle for a screw in a screw connection, comprising the steps:
- Erfassen (101) mindestens einer Messgröße während des Herstellens der Schraubverbindung mit der Schraube; - Detecting (101) at least one measured variable during the production of the screw connection with the screw;
- Ableiten (102) eines Endanzugsmoments und/oder eines Endanzugswinkels für die Schraube der Schraubverbindung in Abhängigkeit von der erfassten mindestens einen Messgröße. - Deriving (102) a final tightening torque and/or a final tightening angle for the screw of the screw connection as a function of the at least one measured variable recorded.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ableitung mittels eines künstlichen neuronalen Netzes erfolgt. 2. The method according to claim 1, wherein the derivation takes place by means of an artificial neural network.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das künstliche neuronale Netz ein Autoencoder ist. 3. The method of claim 2, wherein the artificial neural network is an autoencoder.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das künstliche neuronale Netz mit Daten trainiert wurde, die während des Herstellens von Schraubverbindungen mit Schrauben angefallen sind. 4. The method according to claim 2 or 3, wherein the artificial neural network was trained with data that occurred during the manufacture of screw connections with screws.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Messgröße weniger als 100 % der während des Herstellens der Schraubverbindung anfallenden Daten umfasst, insbesondere mehr als 80 %, insbesondere maximal 90 % der während des Herstellens der Schraubverbindung anfallenden Daten. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one measured variable comprises less than 100% of the data occurring during the production of the screw connection, in particular more than 80%, in particular a maximum of 90% of the data occurring during the production of the screw connection.
6. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen. 9 6. A computer program which is set up to carry out all the steps of the method according to any one of claims 1 to 5. 9
7. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist. 7. Machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 6 is stored.
8. Elektronische Steuereinheit, insbesondere FPGA, welche eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. 8. Electronic control unit, in particular FPGA, which is set up to carry out all the steps of the method according to one of claims 1 to 5.
9. Herstellungsverfahren (200) zum Herstellen einer Schraubverbindung mit einer Schraube, umfassende die Schritte: 9. Manufacturing method (200) for producing a screw connection with a screw, comprising the steps:
- Herstellen (201) der Schraubverbindung mit der Schraube und Erfassen mindestens einer Messgröße während des Herstellens der Schraubverbindung;- Establishing (201) the screw connection with the screw and detecting at least one measured variable during the establishment of the screw connection;
- Bestimmen (202) eines Endanzugsmoments und/oder eines Endanzugswinkels für die Schraube in der Schraubverbindung mittels eines Verfahrens einem der Ansprüche 1 bis 5 in Abhängigkeit von der erfassten mindestens einen Messgröße; - Determining (202) a final tightening torque and/or a final tightening angle for the screw in the screw connection by means of a method according to one of claims 1 to 5 as a function of the detected at least one measured variable;
- Anbringen (203) des bestimmten Endanzugsmoments und/oder des bestimmten Endanzugswinkels auf die Schraube der Schraubverbindung. - Attaching (203) the specific final tightening torque and/or the specific final tightening angle to the screw of the screw connection.
10. Vorrichtung zum Herstellen einer Schraubverbindung, welche eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach Anspruch 9 auszuführen. 10. Device for producing a screw connection, which is set up to carry out all the steps of the method according to claim 9.
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