[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug mit einer mobilen Werkzeugeinrichtung
und einer mit dieser Werkzeugeinrichtung über eine Versorgungsleitung verbundene Leistungseinrichtung.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Schraubvorrichtung beschrieben, es wird
jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen mit drehbaren
Werkzeugen wie Bohrern, Schleifgeräten und dergleichen Anwendung finden kann. Den
hier beschriebenen Werkzeugen liegt das gemeinsame aus dem Stand der Technik bekannte
Konzept zugrunde, dass eine oder mehrere Werkzeugeinrichtungen durch eine stationär
angeordnete Leistungseinrichtung über eine Versorgungsleitung mit Strom versorgt werden.
[0002] Derartige Werkzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese werden üblicherweise,
wie erwähnt, durch eine stationäre Leistungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt
und durch eine ebenfalls stationäre Steuereinrichtung gesteuert, d.h. die stationäre
Steuereinrichtung dient dazu, die Drehzahl, das Drehmoment, die Drehrichtung und ähnliche
Parameter der Werkzeugeinrichtung zu steuern.
[0003] Dabei weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugeinrichtungen selbst
lediglich Bedienelemente für Grundfunktionen auf, d.h. um die Werkzeugeinrichtung
ein- und auszuschalten oder um die Drehrichtung zu ändern.
[0004] Um weitere Parameter der Werkzeugeinrichtung, wie die Drehzahl oder das Drehmoment
einstellen zu können, ist bei den aus dem Stand Technik bekannten Vorrichtungen eine
Programmierung über einen zusätzlichen Computer erforderlich. Dieser zusätzliche Computer
ist beispielsweise als Stationsrechner in einem Schaltschrank angeordnet. Bei kleineren
Anlagen wird eine Programmierung über ein Notebook oder dergleichen vorgenommen.
[0005] Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird zur Programmierung oder Einstellung
der Parameter der Werkzeugeinrichtung ein zusätzliches Display mit Touch-Screen verwendet.
Über dieses zusätzliche Display kann der Benutzer die Parameter der Werkzeugeinrichtung
wie das Drehmoment oder die Drehzahl einstellen.
[0006] Sowohl die Verwendung eines zusätzlichen PCs, als auch die Verwendung eines zusätzlichen
Displays ist jedoch mit Mehrkosten verbunden, die insbesondere im Falle kleinerer
Anlagen dazu führen, dass diese unrentabel werden. Daneben ist die Verwendung zusätzlicher
Eingabegeräte auch relativ aufwendig.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Verfügung
zu stellen, welches eine Änderung von Systemparametern wie etwa der Drehzahl oder
des aufgebrachten Drehmoments erlaubt, ohne dass dafür aufwendige und kostenintensive
zusätzliche Geräte vorgesehen werden müssen.
[0008] Dies wird durch ein Werkzeug nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0009] Das erfindungsgemäße Werkzeug weist wenigstens eine mobile Werkzeugeinrichtung zum
Bearbeiten von Werkstücken mit einem drehbaren Werkzeugelement auf. Daneben ist beabstandet
zu der Werkzeugeinrichtung eine mit dieser über eine Versorgungsleitung verbundene
stationäre Leistungseinrichtung zur Versorgung der Werkzeugeinrichtung mit elektrischer
Energie vorgesehen sowie eine beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung angeordnete stationäre
Steuerungseinrichtung zur Steuerung von Betriebszuständen der Werkzeugeinrichtung.
[0010] An der Werkzeugeinrichtung ist weiterhin wenigstens ein erstes und ein zweites Betätigungselement
angeordnet, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgelegt ist, dass die Steuerung
wenigstens eines Betriebszustands bevorzugt mittels der Steuerungseinrichtung durch
eine zusammenwirkende Betätigung beider Betätigungselemente erfolgt.
[0011] Unter einer Bearbeitung von Werkstücken wird jede Einwirkung auf das Werkstück verstanden
und insbesondere auch eine solche Bearbeitung, die unter Verwendung zusätzlicher Elemente
wie beispielsweise unter Verwendung von Schrauben erfolgt, wie insbesondere aber nicht
ausschließlich das Verschrauben mehrerer Elemente, das Ein und/oder Ausschrauben von
Schraubkörpern und dergleichen.
[0012] Unter einem Werkzeugelement wird dasjenige Element verstanden, welches direkt auf
das zu bearbeitende Werkstück einwirkt. Unter der Werkzeugeinrichtung wird diejenige
Einrichtung verstanden, an der das Werkzeugelement angeordnet ist, und die beispielsweise
vom Benutzer gehalten werden kann. Dies bedeutet, dass sich das Werkzeugelement gegenüber
der Werkzeugeinrichtung dreht. Damit handelt es sich bei der Werkzeugeinrichtung bevorzugt
um eine handbetätigte Einrichtung.
[0013] Unter einer Leistungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die einen Verbraucher
mit definierter elektrischer Energie versorgt, wie beispielsweise ein Netzteil oder
dergleichen. Unter einer Steuerungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die
auf wenigstens einen Parameter der Werkzeugeinrichtung einwirkt und diesen steuert,
wie beispielsweise auf die Drehzahl oder Drehrichtung der Werkzeugelemente, das maximal
auf eine Schraube aufbringbare Drehmoment oder dergleichen.
[0014] Unter einem Betätigungselement wird ein einzelnes eine bestimmte Funktion auslösendes
Element verstanden, wie beispielsweise eine einzelne Taste auf einem Tastenfeld oder
dergleichen.
[0015] Unter einem Betriebszustand wird jeder Zustand der Werkzeugeinrichtung verstanden,
der den Bearbeitungsvorgang beeinflusst, wie insbesondere aber nicht ausschließlich
ein eingeschalteter Zustand, ein ausgeschalteter Zustand, die Drehzahl des Werkzeugelements,
das auf das Werkstück bzw. eine Schraube aufzubringende Drehmoment oder Winkel, der
Verlauf der Drehzahl während eines Einschraubvorgangs, die Eindringtiefe in das Werkstück,
die Temperatur des Werkzeugelements oder dergleichen. Die Gesamtheit der Betriebszustände
wird als Gesamtbetriebszustand bezeichnet.
[0016] Unter einer zusammenwirkenden Betätigung von Betätigungselementen wird verstanden,
dass die Veränderung des Betriebszustands über eine Kombination von Betätigungen der
jeweiligen Betätigungselemente erfolgt, wobei die Betätigungen zeitlich hintereinander,
wenigstens teilweise zeitgleich oder allgemein in beliebig gearteten Abfolgen vorgenommen
werden können. Auch ist es möglich, dass durch unterschiedliche zusammenwirkende Betätigungen
unterschiedliche Betriebszustände geändert werden.
[0017] Alternativ zu der zusammenwirkenden Betätigung zweier oder allgemein mehrerer Betätigungselemente
kann auch ein in mehrere Betätigungsrichtungen betätigbares Betätigungselement vorgesehen
sein, wobei die Veränderung wenigstens eines Betriebszustandes durch eine zusammenwirkende
Betätigung dieses Betätigungselements in unterschiedlichen Betätigungsrichtungen erfolgt.
Unter unterschiedlichen Betätigungsrichtungen wird dabei verstanden, dass das Betätigungselement
auf unterschiedliche Weise bewegt werden kann, beispielsweise verschoben, gedrückt
oder gedreht werden kann.
[0018] Bevorzugt ist an der Werkzeugeinrichtung ein weiteres Betätigungselement angeordnet.
So dient beispielsweise ein Betätigungselement zum Ändern der Drehrichtung des Werkzeugelements
und das weitere Betätigungselement zum An- bzw. Ausschalten der Werkzeugeinrichtung.
[0019] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient wenigstens ein Betätigungselement
sowohl zur Steuerung eines ersten Betriebszustandes der Werkzeugeinrichtung als auch
zur Steuerung eines zweiten von dem ersten Betriebszustand unabhängigen Betriebszustand.
Diese Ausführungsform kann auch unabhängig von obigen Ausführungsformen, welche ein
Zusammenwirken zweier Betätigungselemente oder eine zusammenwirkende Betätigung in
unterschiedliche Betätigungsrichtungen vorsehen, zur Anwendung kommen.
[0020] Unter voneinander unabhängigen Betriebszuständen wird verstanden, dass die jeweiligen
Betriebszustände voneinander unabhängig eingestellt werden können, wie beispielsweise
die Drehrichtung einerseits und die Drehgeschwindigkeit oder das maximale aufzubringenden
Drehmoment andererseits.
[0021] Dies bedeutet, dass mit einem Betätigungselement, insbesondere durch eine identische
Betätigung dieses Betätigungselements, wie das Drücken einer Taste oder des Drehens
eines Drehschalters, ausgehend von einer bestimmten Ausgangswinkelstellung um einen
bestimmten Winkel sowohl ein erster Betriebszustand wie beispielsweise das Ein- und
Ausschalten der Werkzeugeinrichtung als auch ein zweiter Betriebszustand wie beispielsweise
eine Veränderung der Drehzahl gesteuert werden kann. Unter einem Steuern eines Betriebszustandes
wird verstanden, dass der jeweilige Betriebszustand wenigstens teilweise über das
entsprechende Betätigungselement eingestellt werden kann, d.h. nicht notwendigerweise
die zur Änderung eines Betriebszustandes nötige vollständige Steuerung durch ein Betätigungselement
durchgeführt wird, sondern gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme weiterer Betätigungselemente.
[0022] Durch das erfindungsgemäße Vorsehen von Betätigungselementen, welche zwei oder mehrere
Betriebszustände steuern können wird die Bedienung ohne die Zuhilfenahme externer
Eingabegeräte wie beispielsweise des oben beschriebenen Touch-Screens vereinfacht.
Die im Wesentlichen vollständige Steuerung der Werkzeugeinrichtung erfolgt wie oben
gesagt über die an den Werkzeugeinrichtungen angeordneten Betätigungselementen selbst.
Es können jedoch auch zusätzliche Bedienelemente an der Steuerungseinrichtung selbst
vorgesehen sein, etwa für die Veränderung besonders kritischer Parameter.
[0023] Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung ebenfalls über eine Versorgungsleitung, bevorzugt
über die gleiche Versorgungsleitung wie die Leistungseinrichtung mit der Werkzeugeinrichtung
elektrisch verbunden. Damit wird die Werkzeugeinrichtung durch eine Versorgungsleitung
einerseits mit elektrischer Energie versorgt und andererseits gesteuert.
[0024] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung eine
Speichereinrichtung auf, in der ein Auswahlmenü gespeichert ist, welches unter vorgegebenen
Bedingungen mit wenigstens einem Betätigungselement ansprechbar ist. Dies bedeutet,
dass man durch definierte Betätigung des Betätigungselements gegebenenfalls auch unter
Verwendung weiterer Betätigungselementes das in der Speichereinrichtung gespeicherte
Menü erreichen kann, um über dieses Auswahlmenü bestimmte Funktionen, wie beispielsweise
die Drehzahlsteuerung, die Drehmomentsteuerung aufrufen und die Drehzahl einstellen
zu können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dient ein Betätigungselement dazu,
einzelne Menüpunkte des oben genannten Menüs anzusteuern und das andere Betätigungselement
dazu, einen angesteuerten Menüpunkt auszuwählen.
[0025] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Werkzeug eine bevorzugt
beabstandet von der Werkzeugeinrichtung angeordnete Anzeigeeinrichtung auf, um wenigstens
einen Betriebszustand der Werkzeugeinrichtung anzuzeigen. Bevorzugt handelt es sich
dabei um ein Display, welches besonders bevorzugt an der Steuerungseinrichtung oder
der Leistungseinrichtung angeordnet ist. Mit Hilfe dieses Displays können die einzelnen
Funktionen wie beispielsweise die Drehzahl- oder Drehmomentsteuerung der Werkzeugeinrichtung
aufgerufen und eingestellt werden. Dabei weist bevorzugt dieses Display eine Größe
auf, die für eine Ablesung aus größerer Entfernung wie beispielsweise aus einer Entfernung
von mehr als 50 cm, bevorzugt von mehr als 1 m geeignet ist.
[0026] Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Vielzahl von Steuerungseinrichtungen
angeordnet sein, die jeweils unterschiedliche Werkzeugeinrichtungen ansteuern. Diese
Vielzahl von Steuerungseinrichtungen kann ein gemeinsames vergrößertes Display aufweisen,
wobei dieses Display zur Anzeige der Betriebszustände mehrerer verschiedener Werkzeugeinrichtungen
dient.
[0027] In einer weiteren Ausführungsform kann auch ein Projektionsdisplay zur Anwendung
kommen, d.h. in diesem Falle wird mittels einer Strahlungseinrichtung ein Display
auf eine Oberfläche projiziert. Bei dieser Ausführungsform können die Displaygrößen
unabhängig von eventuellen Gehäusegrößen eingestellt werden.
[0028] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Betätigungselement
aus einer Gruppe von Betätigungselementen ausgewählt, welche Tasten, Drehschalter,
Kippschalter, Schiebeschalter, berührungsempfindliche Sensoren, schallempfindliche
Sensoren, lichtempfindliche Sensoren, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält.
Bevorzugt sind mehrere oder alle der vorhandenen Betätigungselemente aus dieser Gruppe
ausgewählt. Mit Hilfe der schall- und lichtempfindlichen Sensoren kann eine Steuerung
durch akustische oder optische Befehle erreicht werden.
[0029] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Zeiterfassungseinrichtung
vorgesehen, welche die Zeitspanne, während derer ein bestimmtes Betätigungselement
betätigt wird erfasst und ein von dieser Zeitspanne abhängiges Steuerungssignal ausgeht.
So wird beispielsweise bei einer kurzen Betätigung des Betätigungselements die Anweisung
ausgegebenen, die Werkzeugeinrichtung ein- oder auszuschalten. Wird das Betätigungselement
über eine längere Zeitspanne betätigt, so wird durch das Steuerungssignal das oben
genannte Menü aufgerufen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfasst die
Zeiterfassungseinrichtung die Zeitspanne, während der ein weiteres Betätigungselement
betätigt wird.
[0030] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Betätigungselement
eine erste Bedienposition auf, in der der erste Betriebszustand gesteuert werden kann
und eine zweite Bedienposition in der der zweite Betriebszustand gesteuert werden
kann. So ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Schiebeschalter vorgesehen,
der in einer Bedienposition ein Ein- oder Ausschalten oder einen Wechsel der Drehrichtung
erlaubt, während er in der zweiten Bedienposition bevorzugt unter Einsatz weiterer
Betätigungselemente einen Zugriff auf eine Menüsteuerung beispielsweise zum Einstellen
der Drehzahl oder des Drehmoments ermöglicht. Damit ist bei dieser Ausführungsform
in einer Bedienposition eine Veränderung von oftmals benötigten Grundfunktionen möglich
und in der anderen Bedienposition eine Veränderung von Aufbaufunktionen.
[0031] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Betätigungselement
eine Erkennungseinrichtung auf, die ein körperspezifisches Merkmal des Benutzers erkennt.
Dabei können beispielsweise biometrische Daten des Benutzers, wie Fingerabdrücke oder
die Iris des Benutzers erkannt werden.
[0032] Auf diese Weise kann erreicht werden, dass nur ein bestimmter Personenkreis authorisiert
wird, bestimmte Parameter der Werkzeugeinrichtung zu verändern, um auf diese Weise
das Risiko von Fehlbedienungen zu verringern.
[0033] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an oder in der Werkzeugeinrichtung
eine Messeinrichtung zur Messung wenigstens eines Betriebszustandes der Werkzeugeinrichtung
angeordnet. Bei dieser Messeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Messeinrichtung
zur Ermittlung der Drehzahl des Werkzeugselements handeln. Die von dieser Messeinrichtung
ausgegebenen Werte werden an die Steuereinrichtung weitergeleitet, um auf diese Weise
eine genaue Steuerung der Drehzahl des Werkzeugelements zu gewährleisten.
[0034] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Werkzeugeinrichtung aus einer
Gruppe von Werkzeugeinrichtungen ausgewählt, welche Schraubeinrichtungen, Bohreinrichtungen,
Schleifeinrichtung und dergleichen enthält.
[0035] Besonders bevorzugt ist das Werkzeugelement auswechselbar, d.h. es können unterschiedliche
Werkzeugelemente beispielsweise mit unterschiedlichen Schraubendrehergrößen, unterschiedlichen
Schraubendreherformen und dergleichen aufgesetzt werden.
[0036] Bevorzugt ist der erste Betriebszustand aus einer Gruppe von Betriebszuständen ausgebildet,
welche die Drehrichtung des Werkzeugelements, einen angeschalteten Zustand und einen
ausgeschalteten Zustand enthält. Diese Zustände beschreiben die Grundfunktionen. Der
zweite Betriebszustand ist bevorzugt aus einer Gruppe von Betriebszuständen ausgewählt,
welche die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugelements, das über das Werkzeugelement
auf das zu bearbeitende Werkstück bzw. die Schraube wirkende Drehmoment und dergleichen
enthält. Bei dem zweiten Betriebszustand kann es sich weiterhin um den Drehwinkel
handeln, um den das Werkzeugelement gedreht wird, oder um eine definierte Erhöhung
oder Absenkung der Drehzahl des Werkzeugelements während des Schraubvorgangs. Auch
die Steuerung eines Intervallbetriebs sowie eine drehmomentabhängige Drehzahlsteuerung
sind denkbar. Diese Betriebszustände beschreiben die Aufbaufunktionen der Werkzeugeinrichtung.
[0037] Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Werkzeug mit einer Vielzahl von Werkzeugeinrichtungen
der oben beschriebenen Art gerichtet. In diesem Fall ist eine Vielzahl von Werkzeugeinrichtungen
vorgesehen, die bevorzugt mit einer Vielzahl von jeweils zugeordneten Steuereinrichtungen
verbunden sind. Bevorzugt ist einer vorgegebenen Anzahl dieser Werkzeugeinrichtungen
jeweils ein Netzteil zugeordnet.
[0038] Dieses System erlaubt das unabhängige Betreiben und Steuern ein Vielzahl von Werkzeugeinrichtungen.
Dabei können die Werkzeugeinrichtungen jeweils mit gleichen oder auch unterschiedlichen
Werkzeugelementen bestückt sein.
[0039] Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zum Betreiben eines Werkzeugs
gerichtet, wobei das Werkzeug wenigstens eine mobile Werkzeugeinrichtung zum Bearbeiten
von Werkstücken mit einem drehbaren Werkzeugelement aufweist, eine beabstandet zu
der Werkzeugeinrichtung mit dieser elektrisch über eine Versorgungsleitung verbundene
stationäre Leistungseinrichtung zur Versorgung der Werkzeugeinrichtung mit elektrischer
Energie und eine beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung angeordnete und mit der Werkzeugeinrichtung
in Verbindung stehende stationäre Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Werkzeugeinrichtung.
Dabei wird wenigstens ein Betriebszustand der Werkzeugeinrichtung durch eine zusammenwirkende
Betätigung wenigstens zweier an der Werkzeugeinrichtung angeordneter Betätigungselemente
oder durch zusammenwirkende Betätigung eines Betätigungselementes in wenigstens zwei
unterschiedlichen Betätigungsrichtungen verändert.
[0040] Unter einer mobilen Werkzeugeinrichtung wird verstanden, dass diese wenigstens innerhalb
eines vorgegebenen Aktionsradius mobil ist, wobei dieser Aktionsradius beispielsweise
durch die Länge der Versorgungsleitung zwischen der Werkzeugeinrichtung und der Leistungseinrichtung
bestimmt wird.
[0041] Bevorzugt wird wenigstens ein Betriebszustand mittels eines vorgegebenen Auswahlmenüs
gesteuert. Bei diesem Betriebszustand handelt es sich insbesondere aber nicht ausschließlich
um die Drehgeschwindigkeit, das Drehmoment oder dergleichen. Auch ein vorgegebenes
Arbeitsprogramm der Werkzeugeinrichtung wird als Betriebszustand aufgefasst, wie beispielsweise
ein Programm, welches bewirkt, dass Schrauben zunächst mit einer bestimmten Drehzahl
eingeschraubt und bei Erreichen eines bestimmten Drehmoments noch um einen vorgegebenen
Winkel weiter angezogen werden.
[0042] Bevorzugt wird das Auswahlmenü durch eine fortwährende Betätigung wenigstens eines
Betätigungselementes über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg aktiviert. So ist es
beispielsweise möglich, das Betätigungselement über eine Zeitspanne von etwa 5 sec.
hinweg zu betätigen, um in das Auswahlmenü zu gelangen. Es sind jedoch auch andere
Arten der Betätigungen möglich, um in das Auswahlmenü zu gelangen, wie etwa kurze
hintereinandergelegene Betätigungen des Betätigungselements, eine gleichzeitige Betätigung
des ersten und des zweiten Betätigungselements und dergleichen.
[0043] Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin zeigen:
- Fig. 1
- ein Werkzeug nach dem Stand der Technik;
- Fig. 2
- ein erfindungsgemäßes Werkzeug;
- Fig. 3
- eine erfindungsgemäße Werkzeugeinrichtung in einer ersten Ansicht;
- Fig. 4
- ein Werkzeugelement mit der Werkzeugeinrichtung aus Fig. 3 in einer weiteren Ansicht;
und
- Fig. 5
- eine erfindungsgemäße Steuerungs- / Leistungseinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung.
[0044] Fig. 1 zeigt ein Werkzeug nach dem Stand der Technik. Dieses weist zwei Werkzeugeinrichtungen
42 auf, die in (nicht gezeigte) Halterungen eines Roboters eingebaut werden können.
Diese Werkzeugeinrichtungen 42 sind über Versorgungsleitungen 45 mit Leistungseinrichtungen
48 und Steuerungseinrichtungen 47 verbunden. Zur Änderung von Systemparametern wird
über eine Konfigurationsleitung 43 ein zusätzlicher Computer 44 angeschlossen. Anstelle
des Computers 44 kann auch ein (nicht gezeigtes) Display mit Touch-Screen angeschlossen
werden.
[0045] Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1, wobei mit dem Begriff Werkzeug die
gesamte in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung bezeichnet wird. Diese weist eine Vielzahl
von Werkzeugeinrichtungen 2 auf, von denen in Fig. 2 jedoch lediglich zwei dargestellt
sind. Diese Werkzeugeinrichtungen 2 weisen Werkzeugelemente 24 auf, wie im vorliegenden
Fall Schraubeinrichtungen. Mittels dieser Schraubeinrichtungen werden Schrauben in
das Werkstück ein- bzw. aus diesem ausgeschraubt.
[0046] Die Werkzeugeinrichtungen 2 weisen Messeinrichtungen 13 auf, um Betriebsparameter
der Werkzeugeinrichtung 2 wie beispielsweise die Drehgeschwindigkeit einer (nicht
gezeigten) Spindel, und damit die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugelements 24 zu messen.
Über eine Versorgungsleitung 5 werden die gemessenen Werte an eine Steuerungseinrichtung
7 weitergegeben um auf diese Weise eine Steuerung der Werkzeugeinrichtung 2 zu ermöglichen.
[0047] Das Bezugszeichen 10 bezieht sich auf eine Zentraleinheit, in der sowohl die Steuerungseinrichtungen
7 als auch die Leistungseinrichtungen 17 als auch eine Stromversorgungseinheit 3 untergebracht
sind. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind in der oberen Zentraleinheit 10
vier Steuerungs- / Leistungseinrichtungen untergebracht, die mit den Zahlen 1 ― 4
gekennzeichnet sind. Es ist jedoch auch möglich, eine hiervon abweichende Anzahl von
Steuerungs- / Leistungseinrichtungen 7/17 und weitere Zentraleinheiten 10 vorzusehen.
An den weiteren Steuerungs- /Leistungseinrichtungen können jeweils weitere (nicht
gezeigte) Werkzeugeinrichtungen angeordnet werden.
[0048] Die Stromzuführung an die Stromversorgungseinrichtung 12 erfolgt über eine Zuführungsleitung
18. Die Leistungseinrichtungen 17 werden über einen 3-Phasen-Anschluss versorgt und
weisen bevorzugt einen (nicht gezeigten) Umsetzer auf.
[0049] Bei der hier gezeigten Ausführungsform dient die Versorgungsleitung 5 sowohl zur
Stromversorgung für die Werkzeugeinrichtung 2 als auch als Steuerungsleitung, um die
Drehzahl oder das Drehmoment oder weitere Betriebszustände zu steuern. Die Versorgungsleitung
5 kann mit einer Plug&Play-Verbindungseinrichtung ausgestattet sein, die unmittelbar
nach dem Anschluss einer Werkzeugeinrichtung deren Betrieb ermöglicht. Das Werkzeugelement
24 ist an einem Werkzeugkopf 22 angeordnet, der gegenüber der Werkzeugeinrichtung
2 getrennt bzw. ausgewechselt werden kann. Das Werkzeugelement 24, bei dem es sich
in dieser Ausführungsform um einen Schraubendreher handelt, ist drehbar an dem Werkzeugkopf
22 der Werkzeugeinrichtung angeordnet.
[0050] Über (in Fig. 2 nicht im Detail gezeigte) Betätigungselemente 6 können, wie oben
dargestellt, die unterschiedlichen Betriebszustände der Werkzeugeinrichtung eingestellt
bzw. verändert werden.
[0051] Das Bezugszeichen 23 bezieht sich auf Datentransferleitungen, über die eine Speicherprogrammsteuerung
(SPS) 25 und eine Internetzugangseinrichtung 28 angeschlossen werden können.
[0052] Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugeinrichtung 2 in einer ersten Ansicht.
Diese weist einen Anschluss 11 zur Verbindung mit der in Fig. 2 gezeigten Versorgungsleitung
5 auf. Dieser Anschluss 11 wird über einen Kontakt 14 mit der Werkzeugeinrichtung
2 verbunden. Das Bezugszeichen 21 bezieht sich auf eine Griffeinheit, mit der der
Benutzer die Werkzeugeinrichtung halten und zur Bearbeitung des Werkstücks wie beispielsweise
zur Durchführung eines Schraubvorgangs einsetzen kann.
[0053] Die Bezugszeichen 6 und 8 beziehen sich auf ein erstes und ein weiteres Betätigungselement
zur Betätigung bzw. Bedienung der Werkzeugeinrichtung 2. In diesem Falle handelt es
sich bei dem zweiten Betätigungselement 8 um einen Schalter, der zum Ein- und Ausschalten
des Schraubers dient. Bei dem Betätigungselement 6 handelt es sich um einen Drehschalter,
der dazu dient, die Drehrichtung des Schraubers einzustellen. Das Betätigungselement
8 ist dabei so gestaltet, dass es während des Betriebs der Werkzeugeinrichtung ständig
betätigt, also gedrückt gehalten werden muss. Die beiden Betätigungselemente sind
dabei so angeordnet, dass beide betätigt werden können, ohne dass der Benutzer hierzu
umgreifen muss. Bevorzugt können beide Betätigungselemente ohne Umgreifen mit nur
einem Finger betätigt werden.
[0054] Wird bei dieser gezeigten Ausführungsform ein zweites (in Fig. 4 sichtbares) Betätigungselement
9 über einen längeren Zeitraum beispielsweise über 5 sec. hinweg gedrückt, so gelangt
der Benutzer in ein Auswahlmenü. Mit dem ersten Betätigungselement 6 kann er den einzustellenden
Menüpunkt auswählen. Nach einer getroffenen Auswahl des Menüpunkts mittels des Betätigungselements
6 wird mit dem zweiten Betätigungselement 9 der ausgewählte Menüpunkt bestätigt. Durch
eine Bestätigung des zweiten Betätigungselements 9 über eine vorgegebene Zeitspanne,
z.B. 5 sec. hinweg, wird der geänderte Wert abgespeichert.
[0055] Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist das Betätigungselement 6 im Wesentlichen
zwischen zwei Stellungen verstellbar, nämlich einer Stellung für eine Linksdrehung
und einer Stellung für eine Rechtsdrehung. Daneben kann jedoch das Betätigungselement
auch in weiteren Stellungen drehbar sein oder auch umlaufend drehbar angeordnet sein.
[0056] Fig. 4 zeigt eine weitere Ansicht der Werkzeugeinrichtung. Das Bezugszeichen 9 bezieht
sich auf das oben angesprochene zweite Betätigungselement, das in Form einer Taste
ausgeführt ist.
[0057] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es auch möglich, eine bereits begonnene
Programmierung über eine vorgegebene Betätigung des weiteren Betätigungselementes
8 oder auch durch Vorsehen eines weiteren Betätigungselementes, wie beispielsweise
einer Reset-Taste oder dergleichen, abzubrechen. In diesem Falle können die letzten
gespeicherten Einstellungen bzw. voreingestellte Systemwerte weiterverwendet werden.
Damit wirkt bei dieser Ausführungsform das Betätigungselement 8 als Abbruchmöglichkeit.
[0058] Um eine ungewollte Veränderung von Systemparametern zu vermeiden, oder nur einem
ausgewählten Benutzerkreise die Veränderung der Parameter zu ermöglichen, ist es möglich,
die Betätigungselemente 6, 8 und/oder 9 mit Sensorelementen auszustatten, die wie
oben erwähnt körperspezifische Merkmale des Benutzers erkennen. Daneben ist es auch
möglich, über die Betätigungselemente 6, 8 und/oder 9 PINs einzugeben und auf diese
Weise sicherzustellen, dass nur einem ausgewählten Benutzerkreis eine Veränderung
der Parameter ermöglicht wird.
[0059] Daneben ist es auch möglich, an der Steuerungseinrichtung 7 ein Tastenfeld vorzusehen,
welches vor einer Veränderung der Prozessparameter betätigt werden muss und auf diese
Weise ebenfalls nur einem vorgegebenen Personenkreis eine Veränderung der Parameter
zu erlauben. Auch könnten weitere Sicherungssysteme vorgesehen sein, wie Schlösser
oder dergleichen.
[0060] Fig. 5 bezieht sich auf eine Leistungseinrichtung 17. Diese weist neben einem Anschluss
29 für die Versorgungsleitung 5 eine Anzeigeeinrichtung 12 auf, über die der Benutzer
die zu treffenden Einstellungen verfolgen kann. Über diese Anzeigeeinrichtung 12 kann
dem Benutzer angezeigt werden, welchen Menüpunkt er ausgewählt hat bzw. welche Endeinstellungen
er an der Werkzeugeinrichtung 2 vorgenommen hat.
[0061] Neben dem hier gezeigten Display wären jedoch auch andere Anzeigeeinrichtungen möglich,
wie beispielsweise in einem einfacheren Fall eine Anzeige durch Leuchtdioden für unterschiedlich
eingestellte Drehgeschwindigkeiten und dergleichen. Die Anzeigeeinrichtung 12 könnte
jedoch auch außerhalb der Steuerungs- / Leistungseinrichtung angeordnet sein, wie
beispielsweise in Form eines zentralen Schirms, der von einer Vielzahl von Benutzern
gleichzeitig verfolgt werden kann.
[0062] Wie eingangs erwähnt, liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin,
dass die eigentliche Programmierung über die gegenüber äußeren Einflüssen unempfindliche
Werkzeugeinrichtung erfolgt, und nicht über ein im Stand der Technik verwendetes Touch-Screen-Display.
Damit ist es auch nicht nötig, derartig empfindliche Geräte in kritischen Bereichen,
d.h. in denjenigen Bereichen, in denen die eigentlichen Arbeiten durchgeführt werden,
anzuordnen.
[0063] Der Fachmann erkennt, dass die hier beschriebene Erfindung auch auf andere Werkzeuge
wie Schlagvorrichtungen, Schweißvorrichtungen und dergleichen Anwendung finden kann.
Die Anmelderin behält sich vor, auch für derartige Anwendungsbeispiele Schutz zu beanspruchen.
[0064] Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik
neu sind.
Bezugszeichenliste
[0065]
- 1
- Werkzeug
- 2
- Werkzeugeinrichtung
- 3
- Stromversorgungseinrichtung
- 5
- Versorgungsleitung
- 6
- erstes Betätigungselement
- 7
- Steuerungseinrichtung
- 8
- weiteres Betätigungselement
- 9
- zweites Betätigungselement
- 10
- Zentraleinheit
- 11
- Anschluss
- 12
- Anzeigeeinrichtung
- 13
- Messeinrichtung
- 14
- Kontakt
- 15
- Messwertleitung
- 17
- Leistungseinrichtung
- 18
- Zuführungsleitung
- 21
- Griffeinheit
- 22
- Werkzeugkopf
- 23
- Datentransferleitung
- 24
- Werkzeugelement
- 25
- Speicherprogrammsteuerung
- 28
- Internetzugangseinrichtung
- 29
- Anschluss
- 42
- Werkzeugeinrichtung
- 43
- Konfigurationsleitung
- 44
- Computer
- 47
- Steuerungseinrichtung
- 48
- Leistungseinrichtung
1. Werkzeug (1) mit wenigstens einer mobilen ein drehbares Werkzeugelement aufweisenden
Werkzeugeinrichtung (2) zum Bearbeiten von Werkstücken, einer beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung
(2) und mit dieser über eine Versorgungsleitung (5) verbundenen stationären Leistungseinrichtung
(17) zur Versorgung der Werkzeugeinrichtung (2) mit elektrischer Energie, einer beabstandet
zu der Werkzeugeinrichtung (2) angeordneten und mit der Werkzeugeinrichtung in Verbindung
stehenden stationären Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung von Betriebszuständen
der Werkzeugeinrichtung (2), mit wenigstens einem ersten (6) und einem zweiten (9)
an der Werkzeugeinrichtung (2) angeordneten Betätigungselement, wobei die Steuerungseinrichtung
(7) derart ausgelegt ist, dass eine Veränderung wenigstens eines Betriebszustands
durch eine zusammenwirkende Betätigung beider Betätigungselemente erfolgt.
2. Werkzeug (1) mit wenigstens einer mobilen ein drehbares Werkzeugelement aufweisenden
Werkzeugeinrichtung (2) zum Bearbeiten von Werkstücken, einer beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung
(2) und mit dieser über eine Versorgungsleitung (5) verbundenen stationären Leistungseinrichtung
(17) zur Versorgung der Werkzeugeinrichtung (2) mit elektrischer Energie, einer beabstandet
zu der Werkzeugeinrichtung (2) angeordneten und mit der Werkzeugeinrichtung in Verbindung
stehenden stationären Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung von Betriebszuständen
der Werkzeugeinrichtung (2), mit wenigstens einem ersten in unterschiedlichen Betätigungsrichtungen
betätigbaren Betätigungselement wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgelegt ist,
dass eine Veränderung wenigstens eines Betriebszustandes durch eine zusammenwirkende
Betätigung des ersten Betätigungselements in unterschiedlichen Betätigungsrichtungen
erfolgt.
3. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Werkzeugeinrichtung wenigstens ein weiteres Betätigungselement (8) angeordnet
ist.
4. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Betätigungselement (6, 8, 9) sowohl zur Veränderung eines ersten Betriebszustandes
der Werkzeugeinrichtung als auch zur Veränderung eines zweiten von dem ersten Betriebszustand
unabhängigen Betriebszustandes dient.
5. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinrichtung (7) eine Speichereinrichtung aufweist, in der ein Auswahlmenü
gespeichert ist, welches mit wenigstens einem Betätigungselement (6, 8, 9) ansprechbar
ist.
6. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,dass
das Werkzeug eine bevorzugt beabstandet von der Werkzeugeinrichtung (2) angeordnete
Anzeigeeinrichtung (12) zur Anzeige wenigstens eines Betriebszustandes der Werkzeugeinrichtung
(2) aufweist.
7. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Betätigungselement (6, 8, 9) aus einer Gruppe von Betätigungselementen
ausgewählt ist, welche Tasten, Drehschalter, Kippschalter, berührungsempfindliche
Sensoren, schallempfindliche Sensoren, lichtempfindliche Sensoren, Kombinationen hieraus
und dergleichen, enthält.
8. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Zeiterfassungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Zeitspanne, während derer
wenigstens ein Betätigungselement (6, 8, 9) betätigt wird, erfasst und ein von dieser
Zeitspanne abhängiges Steuerungssignal ausgibt.
9. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Betätigungselement eine erste Bedienposition aufweist, in der der erste
Betriebszustand gesteuert werden kann und eine zweite Bedienposition, in der der zweite
Betriebszustand gesteuert werden kann.
10. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Werkzeugeinrichtung (2) eine Messeinrichtung (13) zur Messung wenigstens eines
Betriebszustands der Werkzeugeinrichtung (2) angeordnet ist.
11. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Werkzeugeinrichtung (2) aus einer Gruppe von Werkzeugeinrichtungen ausgewählt
ist, welche Schraubeinrichtungen, Bohreinrichtungen, Schleifeinrichtungen, Kombinationen
hieraus und dergleichen, enthält.
12. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeugelement (24) auswechselbar ist.
13. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Betriebszustand aus einer Gruppe von Betriebszuständen ausgewählt ist, welche
die Drehrichtung des Werkzeugelements (24), einen angeschalteten Zustand, einen ausgeschalteten
Zustand und dergleichen enthält.
14. Werkzeug nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Betriebszustand aus einer Gruppe von Betriebszuständen ausgewählt ist,
welche die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugelements (24), das auf das Werkzeugelement
(24) wirkende Drehmoment und dergleichen enthält.
15. Werkzeug mit einer Vielzahl von Werkzeugeinrichtungen nach einem der vorangegangenen
Ansprüche.
16. Verfahren zum Betreiben eines Werkzeugs (1) mit wenigstens einer mobilen ein drehbares
Werkzeugelement (24) aufweisenden Werkzeugeinrichtung (2) zum Bearbeiten von Werkstücken,
einer beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung (2) und mit dieser über eine Versorgungsleitung
(5) verbundenen stationären Leistungseinrichtung (17) zur Versorgung der Werkzeugeinrichtung
(2) mit elektrischer Energie und einer beabstandet zu der Werkzeugeinrichtung (2)
angeordneten und mit der Werkzeugeinrichtung (2) in Verbindung stehenden stationären
Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung von Betriebszuständen der Werkzeugeinrichtung,
wobei wenigstens ein Betriebszustand der Werkzeugeinrichtung durch zusammenwirkende
Betätigung wenigstens zweier an der Werkzeugeinrichtung angeordneter Betätigungselemente
(6, 9) oder durch zusammenwirkende Betätigung eines Betätigungselementes in wenigstens
zwei unterschiedlichen Betätigungsrichtungen verändert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Betriebszustand mittels eines vorgegebenen Auswahlmenüs gesteuert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswahlmenü durch fortwährende Betätigung eines Betätigungselements über einen
vorgegebenen Zeitraum hinweg aktiviert wird.