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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Schraubwerkzeugs.
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Entsprechende Verfahren sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. So ist es bekannt, ein Schraubwerkzeug an eine Prüfeinrichtung - auch als Prüfbank bezeichnet - anzuschließen und an dieser Prüfeinrichtung einen simulierten Verschraubungsprozess im Zuge eines Prüfprozesses mit dem Schraubwerkzeug auszuführen. Dabei wird vermittels einer prüfeinrichtungsseitigen Bremse, ein Widerstandsmoment dem schraubwerkzeugseitig auf die Prüfeinrichtung aufgebrachten Drehmoment entgegengesetzt, um ein Einschraubverhalten einer Schraubverbindung zu simulieren. Die Funktionsfähigkeit bzw. die Genauigkeit des Schraubwerkzeug wird anhand eines Vergleichs der prüfeinrichtungsseitig erfassten Werte mit schraubwerkzeugseitig erfassten Werten ausgeführt. Die prüfeinrichtungsseitige Bremse wird mit einem konstanten Anstieg des Drehmoments über den Drehwinkel angesteuert und bildet dabei ein Bremsverhalten ab, welches zwar für einen Vergleich unterschiedlicher Schraubwerkzeug miteinander ausreichend sein kann, jedoch für eine weitergehende Betrachtung unzureichend genau ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maßnahme eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der Genauigkeit, eines Schraubwerkzeugs in einem im Vergleich zu bisherigen Lösungen differenzierteren und aussagekräftigerem Maße ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Schraubwerkzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der Genauigkeit, eines Schraubwerkzeugs, mit den folgenden Verfahrensschritten: (a) Ausführen wenigstens zweier Schraubprozesse, wobei vermittels zumindest eines von einer Steuerinformation gesteuerten Aktors des Schraubwerkzeugs ein Drehmoment auf ein Schraubmittel übertragen wird. Während der Ausführung der wenigstens zwei Schraubprozesse wird dasselbe Schraubwerkzeug verwendet, insbesondere wird zur Ansteuerung des schraubwerkzeugseitigen Aktors dieselbe Steuerinformation verwendet. Mit anderen Worten wird mit einem Schraubwerkzeug eine Vielzahl an Schraubprozessen ausgeführt, wobei dieselbe Steuerungslogik zur Ansteuerung des Schraubwerkzeugs verwendet wird. Ferner erfolgt ein Erfassen von Erfassungsinformationen während des Ausführens der Schraubprozesse, welche jeweils das Schraubwerkzeug betreffende Momenten- und/oder Winkelgrößen beschreiben. Die Erfassungsinformationen können beispielsweise Schraubkurven umfassen, welche insbesondere einen Verlauf von Drehmoment und Drehwinkel während des Schraubprozesses abbilden bzw. beschreiben. Mit anderen Worten kann die Schraubkurve den Verlauf von Drehmoment und Drehwinkel über den Schraubprozess oder zumindest über einen Teil des Schraubprozesses abbilden.
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Die Erfassungsinformationen können beispielsweise aus gesammelten historischen Daten zu dem Schraubwerkzeug stammen. Beispielsweise wird auf Schraubdaten aus Dokumentationssystemen (z. B. Fasana) zur Gewinnung der Erfassungsinformationen zurückgegriffen.
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Diese Erfassungsinformationen, welche bei einem EC-Schrauber über eine schraubwerkzeugseitige Erfassungseinrichtung erfasst werden können, können im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schraubwerkzeugs in der Steuerungsinformation zur Ansteuerung des Aktors berücksichtigt werden. So kann z. B. eine Erfassungsinformation bei Vorliegen eines von einem vordefinierten Referenzfeld (z. B. Kontrollfenster) abweichenden Wert, eine Änderung der Betriebsweise des Aktors und damit des Schraubwerkzeug zur Folge haben. So ist es möglich, dass z. B. Kontrollfenster definiert sind, und bei einem Vorliegen einer Abweichung der Erfassungsinformation von wenigstens einem Kontrollfenster eine Änderung der Betriebsweise des Aktors, beispielsweise ein Stopp des Schraubprozesses, ausgeführt wird.
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Das Verfahren sieht es vor, dass ein Ermitteln einer repräsentativen Referenzinformation aus den Erfassungsinformationen erfolgt. Damit wird (a) ausgehend von im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schraubwerkzeugs und damit während der Ausführung von Schraubprozessen und/oder (b) aus Prüfprozessen gewonnenen Erfassungsinformationen eine diese Vielzahl der durchlaufenen Prozesse abbildende repräsentative Referenzinformation ermittelt bzw. erstellt. Diese repräsentative Referenzinformation steht damit nicht für einen Einzelfall, sondern für eine Referenz aus einer Gruppe bzw. aus einer Schaar an Erfassungsinformationen, z. B. einer Kurvenschaar an Drehmoment-Drehwinkel-Kurven. Aus der repräsentativen Referenzinformation bzw. in Abhängigkeit zu der repräsentativen Referenzinformation wird eine Bremssteuerinformation ermittelt bzw. gebildet. Unter Berücksichtigung der steuerungstechnischen Möglichkeiten der Bremse der Prüfeinrichtung, kann eine ausgehend von der repräsentativen Referenzinformation erzeugte Bremssteuerinformation erzeugt werden. Beispielsweise weist die Bremse der Prüfeinrichtung eine Trägheit bzgl. einer Veränderung des durch Sie einem an der Prüfeinrichtung angeschlossenen Schraubwerkzeugs entgegengebrachten Widerstandsmoment auf, sodass derartige Spitzen oder derartige, flink zu regelnde Abschnitte in der Steuerkurve der Bremse der Prüfeinrichtung z. B. durch gemittelte oder linear geregelte Abschnitte ersetzt werden. Damit kann eine Bremssteuerinformation erlangt werden, welche eine definierte und, insbesondere reproduzierbar, ausführbare Bremscharakteristik aufzeigende Bremskurve umfasst. Insbesondere kann eine derartige Bremskurve bzw. die durch diese ermöglichte Bremscharakteristik einen Verschraubungstyp spezifisch abbilden.
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Es ist möglich, dass eine schraubstellenbezogene Maschinenfähigkeitsuntersuchung bzw. Überprüfung des Schraubwerkzeug ausgeführt werden kann. Hierbei weisen unterschiedliche Schraubstellen unterschiedliche Verschraubungstypen, z. B. Schraubfallhärten auf, welche sich in deren Verlauf des Drehmoments und Drehwinkels zeigen. Im Stand der Technik erfolgt die Untersuchung des Schraubwerkzeugs anhand eines konstanten Bremsverhalts der prüfeinrichtungsseitigen Bremse, was im Falle von Kontrollfenstern innerhalb der Steuerinformation des Aktors des Schraubwerkzeugs zu Komplikationen führen kann, d. h. z. B., dass das Schraubwerkzeug durch dessen Kontrollfensterüberwachung des Drehmoment-Drehwinkel-Verlaufs den vereinfachten Ablauf des Bremsverhaltes der Bremse nicht als i. O. Schraubfall erkennt. Deshalb kann es im Stand der Technik dazu kommen, dass es zu manuellen Eingriffen in die Steuerinformation des Aktors und/oder in die Bremssteuerinformation der Bremse kommen kann, was zu menschlichen Fehlern führen kann. Folglich kann in diesem Anwendungsfall die Überprüfung des Schraubwerkzeugs nicht mit dem original eingestellten Parametersatz (z. B. Kontrollfensterüberprüfung während des Schraubprozesses) geprüft werden. Die Nutzung des original eingestellten Parametersatzes wird durch die erfindungsgemäße Verwendung der repräsentativen Referenzinformation und der Bremssteuerinformation ermöglicht.
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Diese Bremssteuerinformation kann zum Ausführen eines Prüfprozesses des Schraubwerkzeugs vermittels der Prüfeinrichtung verwendet werden. Dabei dient die Bremssteuerinformation zur Ansteuerung der Bremse der Prüfeinrichtung. Dadurch, dass die Bremssteuerinformation auf der repräsentativen Referenzinformation basiert und diese wiederum aus einer Vielzahl an Schraubprozessen gewonnen wurde, kann eine einerseits realitätsnahe und zugleich durch die Bremse der Erfassungseinrichtung ausführbare Simulation des Schraubprozesses an der Schraubeinrichtung ausgeführt werden.
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Im Zuge der Ausführung des Prüfprozesses unter Verwendung der Bremssteuerinformation wird eine Prüfinformation ausgehend von während des Prüfprozesses erfassten Momenten- und/oder Winkelwerten zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Schraubwerkzeugs erzeugt und ausgegeben.
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Es ist möglich, dass die Ausführung der wenigstens zwei Schraubprozesse des Schraubwerkzeugs zur Erfassung der Erfassungsinformationen im Zuge einer bestimmungemäßen Verwendung des Schraubwerkzeugs zur Erzeugung einer Schraubverbindung erfolgt. Damit können während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs eines Schraubwerkzeugs, z. B. während dessen Einsatzes am Montageband, die Erfassungsinformationen, über eine, insbesondere schraubwerkzeugseitige, Erfassungseinrichtung erfasst werden. Dies kann den Vorteil bergen, dass beispielsweise eine für den Einsatz des Schraubwerkzeugs und/oder des Verschraubungstyps handhabungsspezifische Aspekte (z. B. die Ausrichtung des Schraubwerkzeug während des Schraubprozesses durch den Werker) durch die Erfassungsinformationen miterfasst werden. Alternativ kann die Ausführung der wenigstens zwei Schraubprozesse zumindest teilweise oder ausschließlich auf einer Prüfeinrichtung ausgeführt werden. Der Schraubprozess kann beispielsweise das Bilden oder Lösen einer ein Schraubmittel aufweisenden Schraubverbindung umfassen. Bevorzugt umfasst die Schraubverbindung eine Schraube oder Mutter zur Verbindung wenigstens zweier Bauteile eines Fahrzeugs, bevorzugt eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug kann hierbei beispielsweise ein, insbesondere mehrspuriges, Kraftfahrzeug bzw. ein von einem Motor angetriebenes Straßenfahrzeug umfassen.
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Das vorliegend verwendete Schraubwerkzeug kann als Akkuschrauber und/oder als EC-Schrauber ausgebildet sein. Hierbei ist als EC-Schrauber ein Schraubwerkzeug mit elektronisch kommutierten (Electric Commutated) Motoren zu verstehen. Eine Kommutierung des Stroms kann beispielsweise elektronisch in einem zugeordneten Frequenzumrichter erfolgen, wobei der Frequenzumrichter die Spulen der dreiphasigen Drehstromwicklung je nach Stellung der (Permanent-)Magnetpole des Läufers bestromt. Aus einer Lastanalyse kann eine Information über die Rotorposition gewonnen werden. Der Aktor des Schraubwerkzeugs kann als Motor ausgebildet sein, welcher eine Antriebswelle zur bestimmungsgemäßen Drehmomentübertragung auf ein Schraubmittel antreibt.
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Es ist möglich, dass das Erfassen von Erfassungsinformationen während des Ausführens des Schraubprozesses anhand einer schraubwerkzeugseitigen Erfassungseinrichtung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassen von Erfassungsinformationen während des Ausführens des Schraubprozesses anhand einer an das Schraubwerkzeug angebauten, separaten Erfassungseinrichtung erfolgen. D. h. z. B., dass die Erfassungseinrichtung kein integraler Bestandteil des Schraubwerkzeugs ist, sondern eine separate Erfassungseinrichtung bildet, welche zum Zwecke der Erzeugung der Erfassungsinformationen an das Schraubwerkzeug bedarfsweise ansetzbar ist. Insbesondere ist die separat zum Schraubwerkzeug ausgebildete Erfassungseinrichtung im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schraubwerkzeugs nicht in Betrieb bzw. nicht am Schraubwerkzeug eingesetzt.
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Die repräsentative Referenzinformation kann beispielsweise unter Verwendung einer Mittelwertfunktion, insbesondere einer ein arithmetisches Mittel und/oder einen Median bildenden Funktion, und/oder unter Verwendung eines statistischen Modells, bevorzugt eines nicht-linearen Modells, besonders bevorzugt eines künstlichen neuronalen Netzwerks, ermittelt werden. Optional kann eine Wahl der angewendeten Mittelwertfunktion und/oder eine Modifikation in Abhängigkeit von der Art und/oder Beschaffenheit des Schraubwerkzeug und/oder eine Modifikation in Abhängigkeit von dem vorliegenden Verschraubungstyp (z. B. Direktverschraubung oder metrische Verschraubung) und/oder eine Modifikation in Abhängigkeit des Materials der vermittels der Schraubverbindung zu verbindenden Bauteile und/oder eine Modifikation in Abhängigkeit des Materials der Schraube oder der Mutter erfolgen.
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Zur Ermittlung der repräsentativen Referenzinformation kann beispielsweise eine von dem verwendeten Schraubwerkzeug und/oder von einem in den Schraubprozessen vorliegenden Verschraubungstyp abhängige Modifikationsinformation zur Erzeugung der Referenzinformation verwendet werden. Dadurch, dass schraubwerkzeugspezifische und/oder verschraubungstypspezifische Begebenheiten Berücksichtigung in der repräsentativen Referenzinformation findet bzw. finden, kann eine auf das jeweilige Schraubwerkzeug und/oder eine den vorliegenden Verschraubungstyp konkretisierte Überprüfung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der Genauigkeit, des Schraubwerkzeugs erfolgen.
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In einer optionalen Weiterbildung kann die Modifikationsinformation kritische Betriebsbereiche des verwendeten Schraubwerkzeugs abbilden und/oder als ein Auswahlkriterium zumindest eines Teils wenigstens einer Erfassungsinformation für die zumindest teilweise Ermittlung der Referenzinformation dienen. Mit anderen Worten wird vermittels der Modifikationsinformation ausgehend von der repräsentativen Referenzinformation ein für das Schraubwerkzeug schwieriger oder ungünstiger Betriebsfall gewählt, sodass dieser schwierige Betriebsbereich oder eine Tendenz hierzu, als Prüfmaßstab verwendet wird. Sofern das Schraubwerkzeug basierend auf schwierige Betriebsbereiche abbildende repräsentative Referenzinformation und/oder einer entsprechenden Bremssteuerinformation geprüft wird, kann eine sichere Überprüfung des Schraubwerkzeug erfolgen. Ein kritischer Betriebsbereich kann sich beispielsweise durch starke Steigungsveränderungen in der Schraubkurve, d. h. z. B. Verlauf Drehwinkel über Drehmoment, auszeichnen.
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Das Ermitteln einer Bremssteuerinformation kann beispielsweise eine Erzeugung von wenigstens zwei, bevorzugt von wenigstens drei, besonders bevorzugt von wenigstens vier, unterschiedlichen Betriebsfeldern zur Ansteuerung der prüfeinrichtungsseitigen Bremse umfassen. Ein Betriebsfeld ist hierbei ein Betriebsabschnitt, in welchem die Bremse im Vergleich zum zeitlich bzw. zum bzgl. der Drehzahl des Schraubwerkzeugs vorgelagerten Betriebspunkt eine unterschiedliche Ansteuerung der Bremse umfasst. Die ermittelte bzw. erzeugte Bremssteuerinformation kann beispielsweise aus wenigstens zwei Steuerkurvenabschnitten gebildet sein, die insbesondere einen stetigen Verlauf ausbilden. Die, insbesondere als Steuerkurvenabschnitte ausgebildeten, Betriebsfelder der Bremssteuerinformation können beispielsweise einen konstanten, insbesondere geradlinigen, Verlauf der Steuer- bzw. Bremskurve aufweisen. So ist es möglich, dass die Steuerkurvenabschnitte hinsichtlich deren Drehwinkel zu Drehmomentverlauf jeweils geradlinig verlaufen und zwei aufeinanderfolgende Steuerkurvenabschnitte sich durch deren Steigung unterscheiden.
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Zumindest (a) eine repräsentative Referenzinformation und/oder (b) eine Bremssteuerinformation und/oder (c) während des Ausführens des Prüfprozesses an der Prüfeinrichtung erfasste Momenten- und/oder Winkelwerte des Schraubwerkzeugs kann bzw. können beispielsweise zusätzlich zu während des Ausführens der Schraubprozesse erfassten Erfassungsinformationen zur Ermittlung einer weiteren repräsentativen Referenzinformation und/oder zur Ermittlung einer weiteren Bremssteuerinformation berücksichtigt werden. Mit anderen Worten kann zur Qualitätssteigerung neben einer ersten, eine weitere repräsentativen Referenzinformation und/oder Bremssteuerinformation erzeugt werden, wobei zu deren Erzeugung neben den Erfassungsinformationen aus dem Schraubprozess eine vorher ermittelte repräsentativen Referenzinformation und/oder Bremssteuerinformation einfließen kann. Auch kann eine automatisierte und/oder manuelle Gewichtung der Erfassungsinformationen und der vorherigen repräsentativen Referenzinformation und/oder Bremssteuerinformation vorgesehen sein.
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Typischerweise können die Erfassungsinformationen und die repräsentative Referenzinformation und/oder die Bremssteuerinformation einen vergleichbaren oder identischen Aufbau hinsichtlich der Datenstruktur aufweisen und damit auf einfache Weise in einer gemeinsamen Betrachtung berücksichtigt werden. Beispielsweise sind die Erfassungsinformationen und die repräsentative Referenzinformation und/oder die Bremssteuerinformation als Schraub- bzw. Bremskurven vorliegend, insbesondere als Drehmoment und Drehwinkel angebende Schraub- und/oder Bremskurven.
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Es ist möglich, dass eine Steuerdatenanalyseinformation erzeugt wird, welche einen Vergleich wenigstens einer Erfassungsinformation und/oder der repräsentativen Referenzinformation und/oder der Bremssteuerinformation mit wenigstens einem Kontrollfenster der Steuerinformation des Schraubwerkzeugs umfasst. Die Kontrollfenster der Steuerinformation dienen dazu, um definierte Betriebsbereiche bzw. Schraubverläufe während des Durchführens des Schraubprozesses zu bewerten und insbesondere zu überwachen. Dabei kann ein Kontrollfenster typischerweise nicht ein Endrehmoment und/oder einen Enddrehwinkel der vermittels des Schraubwerkzeug verschraubten Schraube umfassen, sondern vielmehr definierte Bereiche, welche während des Durchlaufens des Schraubprozesses und damit zeitlich vor dem Erreichen des Endrehmoments vorliegen. Beispielsweise kann bei einer sogenannten Direktverschraubung der Übergangsbereich von einem ein Gewinde schneidenden Verlaufsabschnitt zu einem kein Gewinde schneidenden Verlaufsabschnitt während des Schraubprozesses durch ein an diesem Übergangsbereich durch ein entsprechend vermittels Drehwinkel- und Drehmomentwerten definiertes Kontrollfenster der Steuerungsinformation überwacht werden. Dabei kann während des Ausführens des Schraubprozesses kontrolliert werden, ob die, insbesondere schraubwerkzeugseitig, erfasste Erfassungsinformation innerhalb der Kontrollfenster liegt oder nicht. Sofern eine Erfassungsinformation nicht in einem Kontrollfenster liegt, kann der Schraubprozess, insbesondere vorzeitig, beendet werden.
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Neben dem Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Schraubwerkzeugs betrifft die Erfindung auch eine Anordnung zur Überprüfung der Funktionalität eines Schraubwerkzeugs, wobei die Anordnung eine Prüfeinrichtung sowie eine Analyseeinrichtung umfasst und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist. Die Prüfeinrichtung ist hierbei mit einer Bremse ausgestattet, welche eingerichtet ist, einem während des Prüfprozesses durch das zu prüfende Schraubwerkzeug erzeugten Drehmoment, einen definierten Widerstand entgegenwirken zu lassen. Dieser Widerstand der Bremse wird während des ausgeführten Prüfprozesses verändert, insbesondere um ein einen Verschraubungstyp für den simulierten Schraubprozess bzw. einen Verschraubungstyp für die Drehmomentaufbringung durch das Schraubwerkzeug zu simulieren.
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Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Anordnung übertragbar bzw. anzuwenden.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionalität eines Schraubwerkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Prinzipdarstellung eines Aufbaus zur Ausführung eines Schraubprozesses und/oder Prüfprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Prinzipdarstellung der Erzeugung einer Bremssteuerinformation ausgehend von Erfassungsinformationen;
- 4 eine Prinzipdarstellung von Kontrollfenstern innerhalb einer Schraub- und/oder Bremskurve.
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In den Figuren ist ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Schraubwerkzeugs 1 dargestellt, wobei der Grundlegende Verfahrensablauf in 1 schematisch dargestellt ist.
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Zunächst erfolgt ein Durchführen bzw. Ausführen 100 wenigstens zweier Schraubprozesse. In einem Schraubprozess wird vermittels zumindest eines von einer Steuerinformation 5 gesteuerten Aktors (nicht dargestellt) des Schraubwerkzeugs 1 ein Drehmoment auf ein Schraubmittel 6 übertragen. Typischerweise wird das Schraubmittel 6 dazu verwendet, um ein erstes und wenigstens ein weiteres Bauteil 11, 12 miteinander zu verbinden, vgl. 2. Als Schraubprozess kann beispielsweise ein während des bestimmungsgemäßen bzw. regulären Betriebs des Schraubwerkzeugs 1 ausgeführte Herstellung einer Schraubverbindung verstanden werden.
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Während des Ausführens 100 der wenigstens zwei Schraubprozesse erfolgt ein Erfassen 101 von Erfassungsinformationen 2, 2', welche jeweils das Schraubwerkzeug 1 betreffende Momenten- und/oder Winkelgrößen beschreiben. Mit anderen Worten kann ein Drehmoment- zu Drehwinkelverhalten bzw. -verlauf während des Schraubprozesses erfasst werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn eine verschraubungstypabhängige Betrachtung bzw. Überprüfung der Funktionsfähigkeit, z. B. Genauigkeit, des Schraubwerkzeugs 1 erfolgen soll, da diese verschraubungstypspezifischen Erfassungsinformationen 2, 2' in die Überprüfung oder Beurteilung des Schraubwerkzeug 1 einfließen werden.
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Aus den Erfassungsinformationen 2, 2` wird eine repräsentative Referenzinformation 3 ermittelt (Ermitteln 102) bzw. erzeugt. Ausgehend von den vorliegenden Erfassungsinformationen 2, 2', welche beispielsweise in Form von Schraubkurven (z. B. Drehmoment über Drehwinkel) vorliegen, wird eine repräsentative Referenzinformation 3 erzeugt. Diese repräsentative Referenzinformation 3 dient als Ausgangspunkt für ein Ermitteln 103 einer Bremssteuerinformation 4 zur Ansteuerung einer Bremse 7 einer Prüfeinrichtung 8. Die Bremse 7 der Prüfeinrichtung 8 dient als Widerstandserzeugungsmittel für ein durch das Schraubwerkzeug 1 auf die Prüfeinrichtung 8 eingebrachtes Drehmoment. Durch eine veränderte Ansteuerung der Bremse 7 kann eine schraubtypspezifische bzw. schraubstellenspezifische Prüfung des mit der Prüfeinrichtung 8 verbundenen Schraubwerkzeugs 1 erfolgen. Durch die Veränderung des bremsseitig erzeugten Widerstands wird damit das schraubtypspezifische Entgegenwirken des Schraubmittels 6 während der Verbindung der beiden Bauteile 11, 12 simuliert.
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In 2 ist als Volllinie der Schraubprozess mit dem Schraubmittel 6 sowie den beiden zu verbindenden Bauteilen 11, 12 und als gestrichelte Linien der Prüfprozess umfassend die mit der Bremse 7 ausgestattete Prüfeinrichtung 8 mit deren Schnittstelle 19 zur Herstellung einer drehmomentübertragenden Verbindung mit dem Schraubwerkzeug 1 dargestellt. Je nachdem ob ein Schraubprozess oder ein Prüfprozess ausgeführt wird, wird das Schraubwerkzeug 1 mit dem Schraubmittel 6 oder der Schnittstelle 19 in Verbindung gebracht.
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Unter Verwendung der Bremssteuerinformation 4 zur Ansteuerung der Bremse 7 der Prüfeinrichtung 8 erfolgt ein Ausführen 104 eines Prüfprozesses des Schraubwerkzeugs 1. Hierzu wird das Schraubwerkzeug 1 mit der Prüfeinrichtung 8 verbunden. Während und/oder nach dem Prüfprozess werden während des Prüfprozesses erfasste Momenten- und/oder Winkelwerte zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Schraubwerkzeugs 1 herangezogen. Diese Beurteilung findet sich in einer hierzu erzeugten (Erzeugen 105) Prüfinformation 9 wieder und wird ausgegeben (Ausgeben 106).
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Es ist möglich, dass das Ausführen 100 der wenigstens zwei Schraubprozesse des Schraubwerkzeugs 1 zur Erfassung 101 der Erfassungsinformationen 2, 2' im Zuge einer bestimmungemäßen Verwendung des Schraubwerkzeugs 1 zur Erzeugung einer Schraubverbindung 10 erfolgt. Beispielsweise wird während des Einsatzes des Schraubwerkzeugs 1 im Montagebetrieb die für die Bildung der repräsentativen Referenzinformation 3 verwendeten Erfassungsinformationen 2, 2' erzeugt bzw. erfasst.
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Ein Schraubwerkzeug 1 kann beispielsweise als Akkuschrauber und/oder als EC-Schrauber ausgebildet sein. Ein EC-Schrauber weist typischerweise selbst eine Erfassungseinrichtung auf bzw. umfasst eine solche, sodass die EC-schrauberseitig erfassten Erfassungsinformationen 2, 2` weiterverarbeitet werden können. Als Akkuschraubers soll hierbei ein Schraubwerkzeugs verstanden werden, welches keine eigene Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Momenten- und/oder Winkelgrößen aufweist und/oder eine Ausgabe solcher Größen nicht ermöglicht. In diesem Fall kann zur Ermittlung der Erfassungsinformationen 2, 2' zwischen der drehmomentübertragenden Verbindung dieses Schraubwerkzeugs 1 und einem Schraubmittel 6 eine separate Erfassungseinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassen 101 von Erfassungsinformationen 2, 2' beispielsweise während des Ausführens 100 der Schraubprozesse anhand einer schraubwerkzeugseitigen Erfassungseinrichtung 13 erfolgen. Insbesondere ein Erfassen 101 von Erfassungsinformationen 2, 2' durch eine schraubwerkzeugseitige Erfassungseinrichtung und eine separate, in die drehmomentübertragende Verbindung zwischengeschaltete Erfassungseinrichtung (nicht dargestellt) kann die Genauigkeit der vorliegenden Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Schraubwerkzeugs 1 erhöhen.
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Die Ermittlung der repräsentative Referenzinformation 3 kann beispielsweise unter Verwendung einer Mittelwertfunktion auf die Vielzahl der berücksichtigten Erfassungsinformationen 2, 2' erfolgen. Die Mittelwertfunktion kann beispielsweise die Verwendung einer, ein arithmetisches Mittel und/oder einen Median bildenden Funktion und/oder unter Verwendung eines statistischen Modells, bevorzugt eines nicht-linearen Modells, besonders bevorzugt eines künstlichen neuronalen Netzwerks, ermittelt werden.
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Zur Ermittlung der repräsentativen Referenzinformation 3 kann beispielsweise eine von dem verwendeten Schraubwerkzeug 1 und/oder von einem in den Schraubprozessen vorliegenden Verschraubungstyp abhängige Modifikationsinformation 14 zur Erzeugung der repräsentativen Referenzinformation 3 verwendet werden. Beispielsweise umfasst die Modifikationsinformation 14 werkzeug- und/oder verschraubungstypspezifische Umstände und modifiziert hierbei die repräsentativen Referenzinformation 3 dahingehend, dass die werkzeug- und/oder verschraubungstypspezifischen Umstände einen prägenden Niederschlag in der modifizierten repräsentativen Referenzinformation 3 erhält. So kann die Modifikationsinformation 14 beispielsweise kritische Betriebsbereiche des verwendeten Schraubwerkzeugs 1 abbilden und/oder als ein Auswahlkriterium zumindest eines Teils wenigstens einer Erfassungsinformation 2, 2' für die Ermittlung der repräsentativen Referenzinformation 3 dienen.
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Das Ermitteln 103 einer Bremssteuerinformation 4 kann ein Erzeugen von wenigstens zwei, bevorzugt von wenigstens drei, besonders bevorzugt von wenigstens vier, unterschiedlichen Betriebsfeldern 15, 16 zur Ansteuerung der prüfeinrichtungsseitigen Bremse 7 umfassen. In den drei aufeinanderfolgenden Abbildungen der 3 ist ersichtlich, dass zunächst eine Vielzahl an Erfassungsinformationen 2, 2' vorliegen, im Zuge der Auswertung, z. B. vermittels eines vordefinierten Algorithmus, erfolgt das Erzeugen bzw. Ermitteln 102 der repräsentativen Referenzinformation 3, welche als weitere Kurve in dem Drehmoment-Drehwinkelverlaufsdiagramm dargestellt ist, vgl. die zweite Abbildung der 3. Schließlich wird ausgehend von dieser repräsentativen Referenzinformation 3 eine die Ansteuerbarkeit und Betriebsmöglichkeiten der Bremse 7 berücksichtigende Bremssteuerinformation 4 erzeugt 103 bzw. ermittelt, vgl. die letzte Abbildung innerhalb der 3. Um eine Ansteuerung der Bremse 7 zu ermöglichen, wird eine Bremssteuerinformation 4 erzeugt, welche wenigstens zwei, im vorliegenden Beispiel vier, Betriebsfelder 15, 16 umfasst, wobei jedes Betriebsfeld als linearer Verlauf eines Drehmoment-Drehwinkelverlaufs ausgebildet ist und sich die aufeinanderfolgenden, bevorzugt sämtliche, Betriebsfelder 15, 16 in deren Steigung unterscheiden. Mit anderen Worten bilden die Betriebsfelder 15, 16 eine abstrahierte bzw. vereinfachte Segmentierung der repräsentativen Referenzinformation 3. Damit kann das Bremsverhalten während des Prüfprozesses einer realen Schraubkurve zumindest so angenähert werden, dass die überwiegenden, insbesondere sämtliche, Einstellungen des Schraubwerkzeugs 1 während des Prüfprozesses beibehalten werden können. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass bei Anwendung der Bremssteuerinformation 4 wenigstens ein Teil, bevorzugt sämtliche, Kontrollfenster 17 bei einem ordnungsgemäß arbeitenden Schraubwerkzeug 1 durchlaufen werden.
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Beispielhaft sind in den 3 und 4 die Erfassungsinformationen 2, 2' und die repräsentative Referenzinformation 3 und die Bremssteuerinformation 4 als linienförmige und die Betriebsfelder 15, 16 als linienförmige oder flächige Elemente innerhalb eines einen Drehmoment- und Drehwinkelverlauf ausgebenden Diagramms dargestellt.
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Zumindest eine repräsentative Referenzinformation 3 und/oder eine Bremssteuerinformation 4 und/oder während des Ausführens 104 des Prüfprozesses an der Prüfeinrichtung 8 erfasste Momente- und/oder Winkelwerte des Schraubwerkzeugs 1 kann bzw. können zusätzlich zu während des Ausführens 100 der wenigstens zwei Schraubprozesse erfassten Erfassungsinformationen 2, 2', zur Ermittlung einer weiteren repräsentativen Referenzinformation und/oder zur Ermittlung einer weiteren Bremssteuerinformation, berücksichtigt werden.
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Es ist möglich, dass eine Steuerdatenanalyseinformation (nicht dargestellt) erzeugt wird, welche einen Vergleich wenigstens einer Erfassungsinformation 2, 2` und/oder der repräsentativen Referenzinformation 3 und/oder der Bremssteuerinformation 4 mit wenigstens einem, insbesondere mit einer Vielzahl an, Kontrollfenstern 17 der Steuerinformation 5 des Schraubwerkzeugs 1 umfasst. Mit anderen Worten können, insbesondere vordefinierte, Kontrollfester 17, welche im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schraubwerkzeugs 1 zur Ausführung von Schraubprozessen dienen, in einer Steuerdatenanalyseinformation berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass im Falle eines nicht Innenliegens wenigstens einer Erfassungsinformation 2, 2` und/oder einer repräsentativen Referenzinformation 3 und/oder einer Bremssteuerinformation 4 in zumindest einem, bevorzugt in sämtlichen, Kontrollfenstern 17 der Steuerinformation 5 des Schraubwerkzeugs 1 dies ausgegeben wird. Dabei kann z. B. eine n. i. O.-Beurteilung des Schraubwerkzeugs 1 zumindest für den in der Überprüfung betrachteten Verschraubungstyp erfolgen. In 4 ist der Verlauf der Erfassungsinformationen 2, 2' (Volllinie), der repräsentativen Referenzinformation 3 (Stichpunktlinie) sowie der Bremssteuerinformation 4 (Strichpunktpunktlinie) sowie die in dem Drehmoment zu Drehwinkelverlauf vorgesehenen Kontrollfenster 17 (Punktlinie) dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass sämtliche Kurven innerhalb der Kontrollfenster 17 liegen und damit eine prüfeinrichtungsseitige Überprüfung des Schraubwerkzeugs 3 ausführbar bei unveränderter Steuerinformation 5 (Betriebsparametern) ausführbar ist.
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Die Anordnung zur Überprüfung der Funktionalität eines Schraubwerkzeugs 1 umfasst zumindest eine Prüfeinrichtung 8 sowie eine Analyseeinrichtung 18, wobei die Analyseeinrichtung 18 insbesondere zum Ermitteln 102 der repräsentativen Referenzinformation 3 und/oder zum Ermitteln 103 der Bremssteuerinformation 4 und/oder zum Erzeugen 105 einer Prüfinformation 9 und/oder zum Ausgeben der Prüfinformation 9 und/oder zur Verarbeitung einer Modifikationsinformation 14 und/oder zum Abgleich von Moment- und Drehwinkelgrößen mit wenigstens einem Kontrollfenster 17 eingerichtet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraubwerkzeug
- 2, 2'
- Erfassungsinformation
- 3
- repräsentativen Referenzinformation
- 4
- Bremssteuerinformation
- 5
- Steuerinformation für 1
- 6
- Schraubmittel
- 7
- Bremse von 8
- 8
- Prüfeinrichtung
- 9
- Prüfinformation
- 10
- Schraubverbindung
- 11
- erstes Bauteil
- 12
- weiteres Bauteil
- 13
- Erfassungseinrichtung
- 14
- Modifikationsinformation
- 15
- erstes Betriebsfeld
- 16
- weiteres Betriebsfeld
- 17
- Kontrollfenster von 5
- 18
- Analyseeinrichtung
- 19
- Schnittstelle
- 100
- Ausführen wenigstens zweier Schraubprozesse
- 101
- Erfassen von 2, 2'
- 102
- Ermitteln von 3
- 103
- Ermitteln von 4
- 104
- Ausführen eines Prüfprozess
- 105
- Erzeugen von 9
- 106
- Ausgeben von 9
