(19) |
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(11) |
EP 3 375 571 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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05.07.2023 Patentblatt 2023/27 |
(22) |
Anmeldetag: 23.02.2018 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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SENSORIK FÜR EINEN ELEKTROSCHRAUBER ZUR KLASSIFIZIERUNG VON SCHRAUBVORGÄNGEN MITTELS
EINES MAGNETFELDSENSORS
SENSOR SYSTEM FOR AN ELECTRIC SCREWDRIVER FOR CLASSIFYING SCREW PROCESSES BY MEANS
OF A MAGNETIC FIELD SENSOR
ENSEMBLE DE CAPTEURS POUR UN TOURNEVIS ÉLECTRIQUE PERMETTANT DE CLASSIFIER LES PROCESSUS
DE VISSAGE AU MOYEN D'UN CAPTEUR DE CHAMP MAGNÉTIQUE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
23.02.2017 DE 102017202976
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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19.09.2018 Patentblatt 2018/38 |
(73) |
Patentinhaber: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung
der angewandten Forschung e.V. |
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80686 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Nickel, Christian
90513 Zirndorf (DE)
- Seitz, Jochen
90559 Burgthann (DE)
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(74) |
Vertreter: Pfitzner, Hannes et al |
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Schoppe, Zimmermann, Stöckeler
Zinkler, Schenk & Partner mbB
Patentanwälte
Radlkoferstraße 2 81373 München 81373 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 2 871 029 DE-A1-102006 053 091 DE-A1-102012 224 407 DE-A1-102016 108 841 US-A1- 2006 155 582 US-A1- 2013 189 041 US-B2- 8 004 664
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WO-A1-2012/177751 DE-A1-102009 027 587 DE-A1-102015 215 362 DE-B3-102011 087 361 US-A1- 2011 114 345 US-A1- 2016 299 526
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Sensorik für
einen Elektroschrauber sowie auf ein entsprechendes Verfahren zum Klassifizieren von
Schraubvorgängen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Sensorik
mit einem Magnetfeldsensor zur Ergänzung eines Elektroschraubers, wie beispielsweise
eines Akkuschraubers.
[0002] Im Rahmen einer fortschreitenden Digitalisierung der Abläufe und Prozesse in der
Fertigung zur Erhöhung der Qualität, Transparenz und Effizienz haben Hersteller (z.
B. Automobilhersteller) das Anliegen, Schraubprozessdaten auch von einfachen und preiswerten
handgeführten Schraubgeräten zu erfassen. Bei kabelgebundenen Schraubwerkzeugen ist
es im professionellen Einsatz üblich, dass die Anzahl der Verschraubungen erfasst
und die Drehmomente beim Schraubprozess überwacht werden. Bei kabellosen Schraubgeräten
stehen im professionellen und hochpreisigen Segment ebenfalls Produkte zur Verfügung,
sogenannte EC-Schrauber. Für eine Vielzahl an Verschraubungen können jedoch auch einfachere,
preiswertere und leichtere Akku-Schraubwerkzeuge eingesetzt werden.
[0003] Eine Überwachung der Schraubprozesse ist dann aber nicht möglich, da in der Regel
keine integrierte Messtechnik zur Auswertung vorhanden ist. Es gibt Aufsatzmodule,
die eine drahtlose Netzwerkverbindung herstellen (Wireless Automation System, WAS)
oder ein Werkzeug z. B. über Ultra-Wide-Band orten können.
[0004] Im Stand der Technik gibt es schon einige Ansätze. Beispielsweise werden Schraubdaten
innerhalb eines Werkzeugs direkt erfasst. In der
DE19948424A1 wird z. B. ausgeführt: "Eine direkte Messung der Vorspannkraft, auch Klemmkraft genannt,
beispielsweise über eine Druckmessdose unter dem Schraubenkopf oder eine Messung der
Schraubenlänge mittels Dehnmessstreifen sowie der Ultraschallinterferenzmessung oder
mit einem vermessbaren Stift in einer Längsbohrung der Schraube, ist wegen des Aufwandes
der Funktionsfähigkeit und der Kostensituation nur in Sonderfällen, nicht aber in
der Serien- bzw. Massengüterproduktion vertretbar. Um das vorspannkraftgesteuerte
Schraubverfahren in der Serienproduktion funktionell sicher anwenden zu können, ist
man dazu übergegangen, Schraubenköpfe mit Ultraschallsensoren zu versehen, wie zum
Beispiel durch Aufdampfen bzw. "Aufsputtern" von ultraschalleitenden Schichten, bestehend
aus einer Zinkoxid-, Schutz- und Elektrodenschicht, gemäß dem
U.S.-Patent, Nr. 5.220.839 vom 22. 06. 1993. Hierbei wird zur Anregung des Ultraschallsensors die Elektrodenschicht, die oberste
Schicht auf dem Schraubenkopf mit einem Kontaktpin und der Schraubenkopf mit einem
Schraubwerkzeug kontaktiert sowie ein hochfrequentes Niederspannungssignal zugeführt."
[0005] Weiter wird beispielsweise in der Patentschrift
DE19948424A1 oder
DE19960040A1 oder
DE102005002592A1 eine Kraftmessung im Schrauber aufgrund von Verformungen des Schraubenkopfes beschrieben.
In der
DE19948501A1 wird ein Ultraschallmesssystem, das in einem Elektroschrauber/Akkuschrauber integriert
ist und direkt die Vorspannkraft misst, offenbart. Dies kann mit den Sollwerten abgeglichen
werden, um dann in einer Steuerung/Regelung weiterverarbeitet zu werden.
[0006] Auch für vergleichsweise günstige Akkuschrauber wird meist das Drehmoment intern
gemessen und der Schraubvorgang bei Erreichen des eingestellten maximalen Drehmomentes
gestoppt. Ob dieses Drehmoment erreicht wurde, wird zum Beispiel über eine LED signalisiert
(Anzeige Grün oder Rot). Eine Übertragung oder Speicherung der Erfassung ist bei manchen
Akkuschraubern möglich, wie z. B. beim Bosch - Bluetooth EXACT (https://www.bosch-professional.com/de/de/bluetooth-exact-2478886-ocs-c/).
Eine Zuordnung einer Verschraubung zu einem bestimmten Schraubprozess, also Sicherstellen
einer Verschraubung an der richtigen Stelle, kann über Funkortung erfolgen, siehe
auch
US2008018912A.
[0007] Die
DE 10 2006 053091 A1 offenbart eine Sensorik mit einen Magnetfeldsensor, der ausgebildet ist, um ein Magnetfeld
eines Elektromotors, welches aus der Bewegung des Elektromotors herrührt, zu detektieren,
um ein Signal anzeigend die Magnetfeldstärke auszugeben; und mit einer Auswerteeinheit,
die ausgebildet ist, um anhand des Verlaufs des Signals bezüglich der Magnetfeldstärke
über die Zeit beispielsweise Drehzahl oder Drehrichtung des Elektromotors abzuleiten.
[0008] Bei all den Stand-der-Technik-Ansätzen ist es aus derzeitiger Sicht nicht möglich,
kostengünstige Akkuschrauber so zu erweitern, dass eine sichere zuverlässige Detektion,
inklusive einer Drehrichtungsdetektion möglich ist. Deshalb besteht der Bedarf nach
einem verbesserten Ansatz.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept zu schaffen, dass eine kostengünstige
Add-On-Lösung für bestehende Elektroschrauber schafft, mittels welcher eine zuverlässige
gute Klassifizierung von Schraubvorgängen möglich ist.
[0010] Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
[0011] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Sensorik für einen
Elektroschrauber. Diese umfasst einen Magnetfeldsensor sowie eine Auswerteeinheit.
Der Magnetfeldsensor, wie beispielsweise ein ein- oder dreiachsiger Magnetfeldsensor,
ist ausgebildet, um ein Magnetfeld, welches aus der Aktivität eines Elektromotors
des Elektroschraubers herrührt, zu detektieren. Der Sensor gibt ein entsprechendes
Signal, das die aktuelle Magnetfeldstärke anzeigt aus. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet,
um anhand des zeitlichen Verlaufs des Signals bezüglich der Magnetfeldstärke Schraubvorgänge
zu klassifizieren.
[0012] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
bei einem Elektroschrauber, wie z. B. einem Akkuschrauber das Magnetfeld - bedingt
durch den Betrieb / die elektro-magnetische Induktion des Elektromotors - Charakteristika
aufweist bzw. charakteristisch variiert, so dass ausgehend von einer Auswertung der
Magnetfeldstärke eine Klassifikation von Schraubvorgängen ermöglicht wird. Unter Klassifikation
wird allgemein das Unterscheiden von Einschraub- und Ausschraubvorgängen verstanden.
Hierbei kann beispielsweise auch differenziert werden, ob es sich um einen (Drehmoment
freien) Schraubvorgang oder um einen Anzugsvorgang handelt. Besonders vorteilhaft
ist, dass das Magnetfeld mittels eines Magnetfeldsensors z.B. an der Gehäuseaußenseite
des Elektroschraubers gemessen wird, so dass also ein Sensorkit als Aufsatzmodul für
einen handelsüblichen Akkuschrauber entsprechend Ausführungsbeispielen konzipiert
ist. Dieser Sensorkit bzw. allgemein die Sensorik umfasst also zumindest den Magnetfeldsensor
sowie die entsprechende Auswerteeinheit zur Klassifizierung.
[0013] Der Vorteil besteht darin, dass die Schraubprozesse transparent gemacht werden und
Klarheit besteht, ob ein Schraubfall oder eine Abfolge von Schraubvorgängen in Ordnung
war oder nicht. Dies kann direkt dem Nutzer mitgeteilt und/oder einem Produktionssystem
gemeldet werden. Dadurch kann die Prozesssicherheit erhöht, die Fehlerrate reduziert
und damit die Qualität eines Endproduktes erhöht werden.
[0014] Entsprechend Ausführungsbeispielen kann ein Schraubvorgang als Anziehvorgang oder
Doppelverschraubungsvorgang klassifiziert werden, wenn ein Maximum bzw. ein erster
Extremwert vor einem Minimum bzw. einem zweiten zum ersten entgegengesetzten Extremwert
vorliegt. Insbesondere beim Doppelverschraubungsvorgang folgt nach dem Minimum im
Verlauf kein weiteres Maximum oder Minimum. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann ein Eindrehvorgang klassifiziert werden, wenn der Verlauf ein Maximum / ersten
Extremwert vor einem Minimum / zweitem Extremwert, vor einem weiteren Maximum / weiterer
zweiter Extremwert und vor einem weiteren Minimum / weiterem ersten Extremwert (usw.)
aufweist. Umgekehrt kann entsprechend einem Ausführungsbeispiel ein Ausdrehvorgang
klassifiziert werden, wenn der Verlauf ein Minimum / zweiter Extremwert vor einem
Maximum / ersten Extremwert (und gegebenenfalls auch ein weiteres Minimum vor einem
weiteren Maximum) aufweist. In Summe heißt dies, dass wenn der Verlauf nur wenige
Maxima und Minima (Extremwerte) aufweist, es sich dann nicht um eine fortlaufende
Rotation, sondern um einen Festzieh- bzw. Lösvorgang handelt, während ein Eindrehen
und Ausdrehen anhand von einer Mehrzahl an Maxima und Minima detektierbar ist. Die
Unterscheidung kann entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen auch anhand der Dauer
des Verlaufs bei den Eindreh- und Ausdrehvorgängen erhalten werden. Wie man erkennen
kann, wird eine Differenzierung zwischen dem Eindreh- und Ausdrehvorgang beispielsweise
anhand der Reihenfolge von Maximum und Minimum bestimmt. Insofern ermöglicht vorteilhafterweise
selbst eine einfache Auswertung der Magnetfeldstärke bzw. Variation der Magnetfeldstärke
eine Klassifizierung von Schraubvorgängen im Sinne von Eindrehen und Ausdrehen sowie
Festziehen und Lösen.
[0015] Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind anhand des Verlaufs auch noch Zusatzinformationen,
wie z. B. die Drehgeschwindigkeit, Änderung der Geschwindigkeit (beispielsweise anhand
der Frequenz des Aufeinanderfolgens von Maximum und Minimum) und/oder das vorherrschende
Drehmoment (z.B. anhand der Amplitude) erkennbar. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen
kann auch ein Rückschluss auf den Verschleiß des Elektroschraubers, z. B. bei Detektion
von Aussetzern, detektiert werden.
[0016] Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wäre es auch denkbar, dass nicht
nur der einzelne Schraubvorgang klassifiziert wird, sondern auch dass eine Vielzahl
von Schraubvorgängen klassifiziert und hierbei beispielsweise gezählt werden. Hierbei
kann entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen das Zählen auch derart erfolgen,
dass Eindrehvorgänge aufsummiert werden und Ausdrehvorgänge subtrahiert werden, um
vorteilhafterweise die tatsächliche Gesamtzahl der eingedrehten Schrauben zu detektieren
und nicht nur zu detektieren, wie viele Schraubvorgänge insgesamt erfolgt sind.
[0017] An dieser Stelle sei angemerkt, dass entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Magnetfeldsensor
beispielsweise dreiachsig ausgeführt ist. Weiter sei darauf hingewiesen, dass das
Signal des Magnetfeldsensors, das die Magnetfeldstärke anzeigt, vor Auswertung in
der Auswerteeinheit gefiltert sein kann. Insofern umfasst der Magnetfeldsensor entsprechend
einem Ausführungsbeispiel einen Filter.
[0018] Entsprechend Ausführungsbeispielen gibt es unterschiedliche Varianten, wie die Sensorik
ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann die Sensorik in einem Armband integriert
sein, das nahe an dem Elektroschrauber angeordnet ist. Entsprechend einem anderen
Ausführungsbeispiel kann die Sensorik auch direkt mechanisch mit dem Elektroschrauber
gekoppelt sein, indem beispielsweise der Magnetfeldsensor auf das Gehäuse aufgeklebt
bzw. allgemein aufgebracht ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass jeder Elektroschrauber
bzw. jeder Akkuschrauber leicht unterschiedliche Charakteristika aufweist. Um die
Sensorik als allgemeinen Sensorkit/Aufsatzmodul für jegliche Akkuschrauber bzw. Elektroschrauber
zu verkaufen, kann die Sensorik entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel auch
eine Kalibriereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, die entsprechenden Kalibrierparameter
für den jeweiligen Akkuschrauber zu bestimmen und der Auswerteeinheit zur Verfügung
zu stellen, so dass diese unter Berücksichtigung der Kalibrierparameter die Auswertung
durchführt.
[0019] Um nun die Daten über die Klassifizierungen auch weiterverarbeiten zu können, kann
die Sensorik auch eine Drahtlosschnittstelle oder allgemein eine Schnittstelle aufweisen,
um die Auswerteergebnisse auszugeben. Über diese Drahtlosschnittstelle bzw. Schnittstelle
können entsprechend einer weiteren Variante auch Teile der Sensorik, nämlich der Magnetfeldsensor
mit der externen Auswerteelektronik verbunden sein.
[0020] Entsprechend optionalen Ausführungsbeispielen umfasst die Sensorik einen Beschleunigungssensor
bzw. allgemein einen Lagesensor, der ermöglicht, neben der einzelnen Klassifizierung
auch die vorherrschende Lage des Elektroschraubers zu bestimmen und zu dem klassifizierten
Schraubvorgang abzuspeichern, um zu einem späteren Zeitpunkt feststellen zu können,
ob die Schraube beispielsweise vertikal (nach unten oder nach oben) oder horizontal
eingedreht worden ist.
[0021] Zusätzliche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Klassifizierung
von Schraubvorgängen mittels eines Elektroschraubers. Das Verfahren umfasst die Schritte
"Bestimmen des vorherrschenden Magnetfelds am bzw. in der Nähe des Elektromotors des
Elektroschraubers" und "Klassifizieren der Schraubvorgänge anhand des Verlaufs der
Magnetfeldstärke über die Zeit". Dieses Verfahren kann auch computerunterstützt ablaufen,
so dass einzelne Schritte als Computerprogramm realisiert sein können.
[0022] Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Elektroschraubers in Kombination mit einer Sensorik
gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2a
- ein schematisches Diagramm, anhand welches ein Eindringvorgang klassifiziert wird
zur Illustration eines Ausführungsbeispiels;
- Fig. 2b
- ein schematisches Diagramm, mittels welchem eine Doppelverschraubung klassifiziert
wird zur Illustration eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- Fig. 2c
- ein schematisches Diagramm, mittels welchem ein Ausdrehvorgang klassifiziert wird
zur Illustration eines zusätzlichen Ausführungsbeispiels; und
- Fig. 3a-3c
- schematische Diagramme zu Rohdaten des Magnetfeldsensors, anhand welcher Vorgänge
zum Eindrehen, Doppelverschraubung und Ausdrehen klassifizierbar sind.
[0023] Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele anhand der Figuren im Detail erläutert werden,
sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar
bzw. austauschbar ist.
[0024] Fig. 1 zeigt einen Akkuschrauber 10 mit einem Schraubkopf 12 sowie einen in das Gehäuse
14 des Akkuschraubers integrierten Elektromotor 16.
[0025] Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist an dem Akkuschrauber 10 (allgemein Elektroschrauber)
eine Sensorik 20 angebracht. Diese Sensorik 20 umfasst, wie in der Vergrößerung dargestellt,
einen Magnetfeldsensor 22 (wie z. B. den einachsigen oder mehrachsigen Magnetfeldsensor)
sowie eine Auswerteelektronik 24. Der Sensor 20 ist so an dem Gehäuse 14 des Elektroschraubers
10 angeordnet, dass der Magnetfeldsensor 22 das von dem Elektromotor 16 ausgehende
(induzierte) Magnetfeld bzw. insbesondere die Magnetfeldänderung detektieren kann.
Im Regelfall geht beim Betrieb des Elektromotors 16 von selbigem ein Magnetfeld in
eine Richtung (x, y oder z) aus, so dass ein einachsiger Magnetfeldsensor ausreicht,
insbesondere wenn dieser entsprechend gegenüber dem Elektromotor 16 positioniert ist.
Umgekehrt ausgedrückt heißt das also, dass die Sensorik 20 und insbesondere der Magnetfeldsensor
22 auch entsprechend gegenüber dem Elektromotor 16, das heißt also parallel zu demselben
oder orthogonal zu demselben ausgerichtet ist.
[0026] Der Magnetfeldsensor 22, wie z. B. ein Halleffekt-Sensor, ist ausgebildet, um bei
Detektion einer Magnetfeldstärke ein entsprechendes Signal anzeigend die Magnetfeldstärke
auszugeben. Dieses Signal bzw. der Verlauf derselben über die Zeit wird dann von der
Auswerteeinheit 24 empfangen und entsprechend klassifiziert. Die Klassifizierung kann
beispielsweise ausgehend von der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Minima und Maxima
bzw. Maxima und Minima des Magnetfeldstärkeverlaufs oder anhand der Dauer der Änderung
im Magnetfeldstärkeverlauf oder der Dauer der in dem Verlauf (vgl. Plateaus Plateaus
an den Extrempunkten von D1, D2 und D3 im Vergleich zu E1, E2 und E3) erfolgen. Bei
diesen Plateaus geht der Sensor beispielsweise eine gewisse Zeit in die Begrenzung.
In Fig.2 ist diese Charakteristik auf Grund der Filterung nicht mehr sichtbar. Weiter
wäre auch eine Auswertung der Frequenz im Magnetfeldstärkenverlauf oder der Amplitude
desselben möglich. Die Frequenz ggf. in Kombination mit der Amplitude gibt beispielsweise
einen Hinweis auf die Drehzahl des Motors 16, während die Amplitudenwerte /-beträge
einen Hinweis auf das Drehmoment geben.
[0027] Besonders relevant sind entsprechend Ausführungsbeispielen die Klassifizierung der
Schraubrichtung.
[0028] Weiter ist auch noch relevant zu differenzieren, ob es sich um einen Einschraub-
oder um einen Anzugs- bzw. Ausschraub- oder Lösvorgang handelt. Diese Merkmale sind,
wie bereits angedeutet anhand der Reihenfolge von Maxima und Minima sowie anhand der
Wiederholhäufigkeit von Maxima und Minima sowie der Verlaufsdauer identifizierbar.
Das Klassifizieren wird nachfolgend Bezug nehmend auf die Fig. 2a bis 2c für die Fälle
"Eindringen", "Doppelverschraubung" und "Lösen/Ausdrehen" erläutert.
[0029] Fig. 2a zeigt ein Diagramm eines gefilterten Signals des Magnetfeldsensors (vgl.
Bezugszeichen 20 in Fig. 1), wobei über die x-Achse die Zeit in Sekunden und über
die y-Achse die Magnetfeldstärke in einer willkürlichen Einheit aufgetragen ist. Hierzu
sei angemerkt, dass die x-Achse des Magnetfeldsensors bei dem Diagramm ausgewertet
wurde, da es sich bei dem verwendeten Magnetfeldsensor um einen mehrachsigen Magnetfeldsensor
handelt.
[0030] In dem Diagramm aus Fig. 2a sind drei Schraubvorgänge, nämlich Verschraubungs- bzw.
Eindrehvorgänge E1 bis E3 dargestellt. Charakteristisch für jeden Eindrehvorgang ist,
dass ein Maximum max1_E1, max1_E2 und max1_E3 einem Minimum min1_E1, min1_E2 und min1_E3
vorausgeht. Jeder Schraubvorgang E1, E2 und E3 weist auch noch zusätzliche Maxima
max2_E1, max2_E2 und max2_E3 sowie zusätzliche Minima min2_E1, min2_E2 und min2_E3
auf. D.h. also , dass während eines Schraubvorganges eine hohe Dynamik im Signal des
Magnetfeldsensors beobachtet wird.
[0031] Dieses Vorliegen von mehreren Maxima und mehreren Minima ist typisch für Eindreh-
bzw. Festziehvorgänge von Schrauben. Besonders charakteristisch für das Eindrehen
ist, dass jeder Schraubvorgang E1 bis E3 mit einem Maximum max1_E1, max2_E2 und max3_E3
beginnt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass ohne Drehvorgänge der Wert der Magnetfeldstärke
zwar auf null gesetzt ist, dies aber einen um das Offset (im Ruhebetrieb vorherrschendes
Magnetfeld) bereinigten Wert darstellt.
[0032] Das Offset rührt beispielsweise aus weiteren Magnetfeldern, wie z. B. das Erdmagnetfeld
oder Störfelder in der Umgebung, her. Der Magnetfeldsensor misst also all die vorliegenden
Magnetfelder und kann aber auch durch die Veränderung über die Zeit das Magnetfeld
vom Drehmomenterzeuger von den weiteren Magnetfeldern differenzieren, um dann das
Magnetfeld vom Drehmomenterzeuger (Antrieb, Elektromotor) zu extrahieren. Hierbei
kann eine Kalibrierung erfolgen, um das relevante Magnetfeld zu nullen und den Offset
zu beseitigen. Die Verarbeitung der Signale des Magnetfeldsensors kann durch Filtern
erfolgen, um die relevanten Merkmale zu extrahieren.
[0033] Fig. 2b zeigt ein weiteres Diagramm mit drei Doppelverschraubvorgängen D1, D2 und
D3. Hier weist jeder Vorgang D1 bis D3 ebenfalls ein erstes Maximum max1_D1 bis max1_D3
sowie nach dem Maximum auch folgende Minima min1_D1 bis min1_D3 auf. Der Doppelverschraubvorgang
D1 bis D3 ist gegenüber dem Einschraubvorgang E1 bis E3 dadurch gekennzeichnet, dass
keine weiteren Maxima vorliegen. Der Hintergrund hierzu ist, dass bei einer Doppelverschraubung
zwar ein Festziehen, nicht aber eine erhebliche Rotation der Schraube erfolgt.
[0034] Ausgehend von den Ausführungsbeispielen aus Fig. 2a und 2b ist deutlich zu erkennen,
dass ein Eindrehvorgang bzw. Verschraubvorgang durch ein Minimum min1_x, welches auf
ein initiales Maximum max1_x folgt, gekennzeichnet ist.
[0035] Fig. 2c zeigt Ausdreh- bzw. Lösvorgänge L1 bis L3. Diese weisen ebenfalls Minima
und Maxima auf, wobei immer initial jeder Kurvenverlauf mit einem Minimum min1_L1
bis min1_L3 beginnt. Der zweite Wendepunkt je Kurve L1 bis L3 ist dann ein Maximum
max1_L1 bis max1_L3. Bei Ausdrehvorgängen folgen dann weitere Minima und Maxima dem
Maxima max1_L1 bzw. max1_L3 (vgl. max2_L1 bis max2_L3 bzw. min2/3_L1 bis min2/3_L3.
Diese mehrfach wechselnden Minima und Maxima, wobei die Abfolge immer Minimum → Maximum
ist, ist kennzeichnend für einen Löse- bzw. Ausdrehvorgang.
[0036] Wie oben bereits erläutert, stellen die charakteristischen Verläufe E1 bis E3, D1
bis D3 und L1 bis L3 aus den Fig. 2a bis 2c jeweils die gefilterten Magnetfeldsensordaten
(hier von der x-Achse des Magnetfeldsensors) dar. Diese Sensordaten rühren von den
Rohdaten her, welche Bezug nehmend auf die Fig. 3a bis 3c erläutert werden. Fig. 3a
illustriert die drei Eindrehvorgänge E1 bis E3, Fig. 3b, drei Doppelverschraubvorgänge
D1 bis D3, während Fig. 3c die drei Ausdrehvorgänge L1 bis L3 illustriert. Die Diagramme
aus den Fig. 3a bis 3c umfassen jeweils drei Werte, nämlich ein Signal SX für die
x-Achse, ein Signal SZ für die z-Achse sowie ein Signal SY für die y-Achse. Zur Ermittlung
der Diagramme wurde als Sensor beispielsweise ein XsensMTE-30 verwendet.
[0037] Wie zu erkennen ist, liefert die y-Achse keinerlei Information bezüglich den Schraubvorgängen
E1 bis L3, da der Wert in der y-Achse über die Gesamtzeit von 5 bis 55 Sekunden (über
die drei Diagramme aus Fig. 3a bis 3c) konstant bleibt.
[0038] Das Diagramm zu dem z-Achsensignal SZ weist zwar Variationen aus, die auch den einzelnen
Ereignissen E1 bis L3 zuordenbar sind, wobei für die Auswertung das SX-Signal zu bevorzugen
ist. Bei dem SX-Signal sind die einzelnen Ereignisse E1 bis L3 eindeutig identifizierbar.
Bei diesem Signal in der Rohfassung (ungefilterten Fassung) können einige weitere
Erkenntnisse bezüglich der Klassifizierung entnommen werden.
[0039] Bzgl. der Reigenfolge von Minimum und Maximum ist festzustellen, dass, wenn die Sensorachse
bzw. der Magnetfeldsensor um 180° gedreht wird, das Signal für Ein-und Ausdrehen umgekehrt
aussehen kann, also erst Max dann Min und danach erst Min und wieder Max. Außerdem
kann auch das Magnetfeld des Motors je nach Anordnung und Aufbau eines Schraubers
andere Magnetfeldausrichtungen erzeugen. Im Allgemeinen liegt ein Ein- und Ausdrehen
vor, wenn ein gegensätzliches Verhalten z.B. in Bezug auf die Extrempunkte beobachtet
wird. D.h. also, dass der Signalverlauf beim Ausdrehen spiegelverkehrt zum Eindrehen
ist.lm Hinblick auf Fig. 3a ist festzustellen, dass das letzte Minimum bzw. allgemein
der letzte Wert in dem jeweiligen Verlauf für die Schraubvorgänge E1 bis E3 einen
relativ starken Ausschlag (im Vergleich zu den anderen Minima und Maxima) hat, was
darauf zurückzuführen ist, dass hier hohes Drehmoment anliegt.
[0040] Eine weitere Erkenntnis kann durch den Vergleich der Diagramme für die Eindrehvorgänge
E1 bis E3 mit den Doppelverschraubvorgängen D1 bis D3 aus Diagramm 3a und 3b gezogen
werden, nämlich dass die Zeit für die Doppelverschraubvorgänge D1 bis D3 gegenüber
den kompletten Eindrehvorgängen E1 bis E3 signifikant reduziert ist. Die Zeit der
Eindrehvorgänge E1 bis E3 ist ungefähr so lang wie die Zeit der Ausdrehvorgänge L1
bis L3, was beispielsweise einen Hinweis darauf bietet, dass eine ähnliche Anzahl
an Gewindegängen beim Eindrehen als auch beim Ausdrehen hier erfolgt. Bezüglich des
Diagramms 3c ist auch noch festzustellen, dass das initiale Minimum (charakteristisch
für Ausdrehvorgänge) sehr stark ausgeprägt ist (im Vergleich zu den anderen Amplituden
am stärksten), was daraufhin zurückzuführen ist, dass beim Ausdrehen am Anfang ein
sehr starkes Drehmoment zum Lösen der Schraube aufgewendet werden muss.
[0041] An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Betrachtung der relativen Werte immer bezogen
auf einen Nullwert ist, der beispielsweise über das Plateau zwischen den einzelnen
Vorgängen E1/E2, E2/E3, ... L2/L3 oder das initiale Plateau (vgl. Bezugszeichen A0)
definiert ist. Die initialen Plateaus symbolisieren beispielsweise keine Drehung.
Hintergrund ist, dass sich bei keiner Drehung das Magnetfeld kaum ändert, siehe Plateau
zwischen den Schraubvorgängen in E1, E2, E3. Eine Änderung der Geschwindigkeit wirkt
sich z.B. im Wesentlichen in der Amplitude aus. Im Zeitpunkt der Änderung sind Ausschläge
zu erwarten (z.B. durch Ruckeln der Mechanik).
[0042] Anhand der drei Beispiele für Eindrehen, Doppelverschraubungen und Ausdrehen ist
zu erkennen, dass die Wirkung der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele vor allem
die ist, dass die Schraub-/Drehrichtung und die Schraubdauer bestimmt werden kann,
so dass bestimmbar ist, ob eine Schraube verschraubt oder gelöst wurde bzw. eine Doppelverschraubung
vorliegt. Dies ist signifikant bei der Beurteilung, ob ein Schraubfall oder eine Abfolge
von Schraubvorgängen in Ordnung war oder nicht. Drehgeschwindigkeit, Drehmoment und
Ort sind weitere Größen, die bei einer Beurteilung helfen können.
[0043] Wie bereits erläutert, ist es ausgehend von bestimmten Charakteristika (relative
Amplitude bzw. Absolutwert, der Maxima in den Amplituden möglich Rückschlüsse auf
die Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment zu ziehen. Hierdurch kann dann auch in
der Konsequenz festgestellt werden, ob es sich bei dem Drehvorgang um einen Leerlauf
oder einen mit Last (in Material geschraubt) erfolgten Schraubvorgang handelt.
[0044] Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Bezug nehmend auf Fig. 1 erläuterte
Sensorik auch um weitere Einzelsensoren, wie z. B. einen Beschleunigungssensor, der
ausgebildet ist, um die Erdbeschleunigung und damit die Lage des Akkuschraubers zu
bestimmen, erweitert werden. Hierdurch ist es möglich, Rückschlüsse auf den Schraubenort
(nach unten oder nach oben bzw. zur Seite) zu treffen. Durch die Auswertung der Lage
beim Schrauben, die Richtung der Intensität des Magnetfeldes kann so wesentlich exakter
bestimmt werden, um welche Schraube es sich gerade handelt, die beim aktuellen Schraubvorgang
klassifiziert wurde.
[0045] Darüber hinaus sei angemerkt, dass eine Kombination der Beschleunigungs- und Drehratensensoren
als Erweiterung für die Ausführungsbeispiele zu einer erhöhten Genauigkeit und Robustheit
führen kann. Hintergrund hierzu ist, dass ausgehend von Beschleunigungswerten (z.
B. Ermitteln mit den Beschleunigungssensoren / Inertialsensoren) auch eine Klassifizierung
erfolgen kann, wie nachfolgend erläutert wird.
[0046] Es konnte anhand von Messdaten, z.B. Beschleunigungssignale und Drehraten welche
unter realen Bedingungen aufgezeichnet wurden, gezeigt werden, dass die Klassifikation
und Zählung von korrekten Schraubvorgängen mittels low-cost-Inertialsensordaten mit
hoher Zuverlässigkeit durchführbar ist. Durch die Bestimmung der Lage des Akkuschraubers
anhand von Beschleunigungssensoren kann die Robustheit zur Klassifikation eines Schraubfalls
erhöht werden, indem (möglicherweise fehlerhaft) erkannte Schraubvorgänge bei unterschiedlicher
Lage des Akkuschraubers ausgeschlossen werden können. Ein korrekter Schraubvorgang
setzt sich aus zwei Phasen, der Einschraubphase und der Anziehphase, zusammen. Die
Anziehphase wurde im Wesentlichen durch die ruckartige Drehbewegung des Akkuschraubers
um die Schraubachse beim Erreichen des maximalen Drehmoments erfasst. Es konnte festgestellt
werden, dass die Erkennung der Anziehphase mit den low-cost- und industrial-grade-Sensoren
gleichermaßen gut funktioniert. Die Einschraubphase wurde im Wesentlichen durch die
Schätzung der Schraubdauer erfasst. Es konnte festgestellt werden, dass die Schätzung
der Schraubdauer und somit die Bestimmung der Einschraubphase mit den industrial-grade-Sensoren
um einiges zuverlässiger ist als bei den low-cost-Sensoren.
[0047] Eine Doppelverschraubung (d. h. eine bereits angezogene Schraube wird nochmals angezogen)
liegt in der Regel vor, wenn die Schraubdauer sehr kurz ist. Eine Doppelverschraubung
ist nicht erkennbar, wenn die Schraubdauer unbekannt ist. Die Schätzung der Schraubdauer
ist mit den bisher untersuchten Merkmalen mittels low-cost-Sensoren nicht sehr zuverlässig.
Durch eine künstliche ruckartige Drehbewegung des Akkuschraubers um die (optional
definierte) Rotationsachse der Schraube kann (ohne die Information der Schraubdauer)
eine fehlerhafte Klassifikation eines korrekten Schraubvorgangs ausgelöst werden.
Die Kenntnis darüber, ob die Schraube heraus- oder hereingedreht wird, ist für die
erfolgreiche Erkennung eines korrekten Schraubvorgangs hilfreich und liefert wichtige
Informationen zur Bestimmung der Anzahl der korrekten Verschraubungen. Das Lösen einer
bereits angezogenen Schraube beginnt häufig mit einer ruckartigen Drehbewegung um
die Rotationsachse der Schraube, die (ohne Information über die Einschraubphase) zu
einer Klassifikation eines korrekten Schraubvorgangs führen kann. Ausgehend von dieser
Erkenntnis wäre entsprechend Ausführungsbeispielen der Magnetfeldsensorkit zur Klassifizierung
von Schraubvorgängen erweiterbar.
[0048] Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann in das System ein zusätzliches Ortungssystem
ergänzt werden, so dass der Aufenthaltsort des Werkzeugs (des Sensorelements, das
an dem Elektrowerkzeug befestigt ist) zusätzlich in die Betrachtung einfließen kann,
ob eine Verschraubung in Ordnung ist oder nicht.
[0049] Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Sensorik auch eine Kommunikationsschnittstelle,
wie z. B. eine Drahtlosschnittstelle oder eine USB-Schnittstelle aufweisen, über welche
die Klassifizierungsdaten auslesbar sind. Das Auslesen kann entweder direkt während
der Klassifizierung erfolgen oder zu einem späteren Zeitpunkt. Wenn das Auslesen zu
einem späteren Zeitpunkt erfolgt, weist der Sensorkit zusätzlich einen Speicher zum
Protokollieren der erfolgten Klassifizierungen auf, in welchem dann die Art, Uhrzeit
oder Anzahl der klassifizierten Schraubvorgänge gespeichert wird. Zur Bestimmung der
Anzahl sei an dieser Stelle angemerkt, dass es bei dem hier vorgeschlagenen Ansatz
vorteilhaft ist, dass Eindrehvorgänge von Ausdrehvorgängen unterschieden werden können,
um so nicht die Anzahl der erfolgten Schraubvorgänge, sondern die Anzahl der erfolgten
Eindrehvorgänge genauer zu bestimmen. Hierzu werden die Eindrehvorgänge aufsummiert,
während eventuell vorliegende Ausdrehvorgänge (z. B. zum Korrigieren der entsprechenden
Verschraubung) von der Summe abgezogen werden. Zusätzlich kann entsprechend weiteren
Ausführungsbeispielen mittels der oben erläuterten Schaltungstypologie aus Sensor
und Auswerteeinheit auch Zusatzinformationen, z. B. die Betriebsdauer des Elektroschraubers,
das Nutzungsverhalten allgemein, die Abnutzung/Verschleiß ermittelt werden. Vorteilhafterweise
ist es so möglich, eine Statistik zu erstellen oder Wartungen des Elektrowerkzeuges
zu planen.
[0050] Auch wenn bei obigen Ausführungsbeispielen immer davon ausgegangen wurde, dass der
Magnetfeldsensor direkt an dem Elektroschrauber befestigt ist, z. B. durch Kleben
oder mittels einer Klammer, einem Klettverschluss oder anderen Befestigungsmitteln,
sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Magnetfeldsensor und/oder eventuelle weitere
Sensoren nicht direkt an dem Elektroschrauber angebracht sein müssen, bevorzugt aber
in der Nähe platziert sein sollten. Ein möglicher Ort wäre das Handgelenk, bzw. die
Integration in eine Smartwatch. Umso näher das Sensorkit bzw. das Sensorelement an
dem Werkzeug bzw. dem Motor des Werkzeugs platziert ist, umso höher ist zwar die Genauigkeit,
wobei aber durch derart flexible Einheiten, welche als Smartwatch angelegt werden
können, auch weitere Anwendungsgebiete erschließbar sind. Beispiele hierfür sind zusätzliche
Elektrowerkzeugen, wie eine Nietpistole.
[0051] Auch wenn obige Ausführungsbeispiele insbesondere im Zusammenhang mit einer Vorrichtung
erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass das Konzept bzw. Teile des Konzepts
auch in ein Verfahren implementierbar sind. Deshalb beziehen sich weitere Ausführungsbeispiele
auf ein Verfahren zur Klassifizierung von Schraubvorgängen mit den Schritten "Bestimmen
eines Magnetfeldes", um eine Information über die Magnetfeldstärke auszugeben, und
Klassifizieren anhand des Verlaufs der Magnetfeldstärke über die Zeit des jeweiligen
Schraubvorgangs.
[0052] Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht
es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen,
sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender
Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist.
Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt
beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details
oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte
können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats),
wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische
Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder
mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt
werden.
[0053] Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der
Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann
unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk,
einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines
EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen
oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale
gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken
können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb
kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
[0054] Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger,
der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren
Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren
durchgeführt wird.
[0055] Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt
gemäß Anspruch 16 implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam
ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem
Computer abläuft.
[0056] Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert
sein.
[0057] Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise
ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder
alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen
Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor
zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein
werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung
durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor
(CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
[0058] Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen
und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten
einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den
Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten,
die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert
wurden, beschränkt sei.
1. Sensorik (20) für einen Elektroschrauber (10), mit folgenden Merkmalen:
einen Magnetfeldsensor (22), der ausgebildet ist, um ein Magnetfeld des Elektromotors
(16) des Elektroschraubers (10), welches aus der Bewegung des Elektromotors (16) des
Elektroschraubers (10) herrührt, zu detektieren, um ein Signal anzeigend die Magnetfeldstärke
auszugeben; und
eine Auswerteeinheit (24), die ausgebildet ist, um anhand des Verlaufs des Signals
bezüglich der Magnetfeldstärke über die Zeit Schraubvorgänge im Sinne eines Eindrehvorgangs
einer Schraube anhand einer Einschraubphase und Anziehphase zu klassifizieren sowie
eines Ausdrehvorgangs anhand eines anfänglichen Lösen der Schraube zu klassifizieren.
2. Sensorik (20) gemäß Anspruch 1, wobei ein Schraubvorgang als Ausdrehvorgang (L1, L2,
L3) klassifiziert wird, wenn der Verlauf ein Minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2,
min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2,
min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) vor einem Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2,
max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3,
max2_L3) aufweist; oder
wobei ein Schraubvorgang als Ausdrehvorgang (L1, L2, L3) klassifiziert wird, wenn
der Verlauf einen zweiten Extremwert (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3,
min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2,
min1_L3, min2_L3, min3_L3) vor einem ersten zu dem zweiten entgegengesetzten Extremwert
(max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1,
max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) aufweist.
3. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Schraubvorgang als Doppelverschraubung
(D1, D2, D3) oder Anziehvorgang (E1, E2, E3) klassifiziert wird, wenn der Verlauf
ein Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3,
max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) vor einem Minimum (min1_E1,
min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1,
min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) aufweist; oder
wobei ein Schraubvorgang als Doppelverschraubung (D1, D2, D3) oder Anziehvorgang (E1,
E2, E3) klassifiziert wird, wenn der Verlauf einen ersten Extremwert (max1_E1, max2_E1,
max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2,
max1_L3, max2_L3) vor einem zweiten zu dem ersten entgegengesetzten Extremwert (min1_E1,
min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1,
min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) aufweist.
4. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Schraubvorgang als Eindrehvorgang
klassifiziert wird, wenn der Verlauf ein Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2,
max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3)
und ein weiteres Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) vor einem weiteren
Minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3,
min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) aufweist;
oder
wobei ein Schraubvorgang als Eindrehvorgang klassifiziert wird, wenn der Verlauf einen
ersten Extremwert (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) und einen weiteren
ersten Extremwert (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) vor einem weiteren
zweiten zu dem ersten entgegengesetzten Extremwert (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2,
min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2,
min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) aufweist.
5. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Schraubvorgang als Doppelverschraubung
(D1, D2, D3) klassifiziert wird, wenn ein Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2,
max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3)
vor einem Minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2,
min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3)
ohne weiteres Maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) oder Minimum (min1_E1,
min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1,
min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) vorliegt; oder
wobei ein Schraubvorgang als Doppelverschraubung (D1, D2, D3) klassifiziert wird,
wenn ein einen ersten Extremwert (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1,
max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) vor einem
zweiten zu dem ersten entgegengesetzten Extremwert (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2,
min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2,
min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) ohne weiteren Extremwert (max1_E1, max2_E1, max1_E2,
max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3,
max2_L3, min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3,
min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) vorliegt.
6. Sensorik (20) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein Schraubvorgang in Form
einer Doppelverschraubung (D1, D2, D3) anhand der Dauer des Verlaufs und/oder von
Plateaus in dem Verlauf von Eindrehvorgängen und/oder Anziehvorgängen (E1, E2, E3)
unterschieden wird.
7. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorik (20) einen
Filter aufweist, der ausgebildet ist ein Signal, welches die Information über die
Magnetfeldstärke repräsentiert, zu filtern.
8. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Magnetfeldsensor (22)
ein dreiachsiger Magnetfeldsensor (22) ist.
9. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24)
ausgebildet ist, um anhand des Verlaufs eine aktuelle Drehgeschwindigkeit und/oder
ein aktuell vorherrschendes Drehmoment zu detektieren; und/oder
wobei die Auswerteeinheit (24) ausgebildet ist, um anhand des Verlaufs den Verschleiß
in dem Elektroschrauber (10) zu erkennen; und/oder
wobei die Auswerteeinheit (24) ausgebildet ist, um klassifizierte Schraubvorgänge
zu zählen; oder
wobei die Auswerteeinheit (24) ausgebildet ist, um klassifizierte Schraubvorgänge
zu zählen und um beim Zählen von Schraubvorgängen Eindrehvorgänge aufzusummieren und
Ausdrehvorgänge (L1, L2, L3) zu subtrahieren.
10. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Elektroschrauber (10)
ein Akkuschrauber ist.
11. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die als separates Aufsatzmodul
für den Elektroschrauber (10) ausgeführt ist und die Sensorik (20) mechanisch mit
dem Elektroschrauber (10) koppelbar ist; oder
wobei die Sensorik (20) mechanisch mit dem Elektroschrauber (10) koppelbar ist.
12. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorik (20) in ein
Armband integriert ist; und/oder
wobei die Sensorik (20) eine Drahtlosschnittstelle aufweist, über welche der Magnetfeldsensor
(22) mit der Auswerteeinheit (24) kommuniziert und/oder über welche für die Auswerteeinheit
(24) eine Information über die erfolgte Klassifizierung von Schraub- und/oder Bohrvorgängen
ausgebbar ist.
13. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorik (20) zusätzlich
einen Beschleunigungssensor umfasst, und die Auswerteeinheit (24) ausgebildet ist,
eine Lage der Sensorik (20) und/oder des Elektroschraubers (10) im Raum durch Auswertung
einer vorherrschenden Erdbeschleunigung mittels des Beschleunigungssensors zu bestimmen.
14. Sensorik (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorik (20) eine Kalibriereinheit
aufweist, die ausgebildet ist, Kalibrierparameter für die Schraub- und/oder Bohrvorgängen
mit dem jeweiligen Elektroschrauber (10) zu bestimmen.
15. Verfahren zur Klassifizierung von Schraubvorgängen mittels eines Elektroschraubers
(10), mit folgenden Schritten:
Detektieren mittels eines Magnetfeldsensors eines Magnetfeldes des Elektromotors (16)
des Elektroschraubers (10), welches aus der Bewegung des Elektromotors (16) des Elektroschraubers
(10) herrührt, um eine Information über die Magnetfeldstärke auszugeben; und
Klassifizieren mittels einer Auswerteeinheit anhand eines Verlaufs der Magnetfeldstärke
über die Zeit eines Eindrehvorgangs einer Schraube anhand einer Einschraubphase und
Anziehphase sowie eines Ausdrehvorgangs anhand eines anfänglichen Lösen der Schraube
.
16. Computerprogramm mit einem Programmcode, der bewirkt, dass die Sensorik nach Anspruch
1 das Verfahren nach Anspruch 15 durchführt, wenn das Programm auf einem Computer
abläuft.
1. A sensor system (20) an electric screwdriver (10), comprising:
a magnetic field sensor (22) configured to detect a magnetic field of the electric
motor (16) of the electric screwdriver (10) which originates from moving the electric
motor (16) of the electric screwdriver (10) to output a signal indicating the magnetic
field strength;
an evaluation unit (24) configured to classify, using the waveform of the signal relating
to the magnetic field strength over time, screw processes in the sense of a screw-in
process of a screw using a screw-in phase and tightening phase, and classify a screw-out
process using initial loosening of the screw.
2. The sensor system (20) in accordance with claim 1, wherein a screw process is classified
as a screw-out process (L1, L2, L3,) if the waveform comprises a minimum (min1_E1,
min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1,
min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) before a maximum (max1_E1,
max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,
max2_L2, max1_L3, max2_L3); or
wherein a screw process is classified as a screw-out process if the waveform comprises
a second extreme value (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1,
min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3,
min3_L3) before a first extreme value opposite to the second one (max1_E1, max2_E1,
max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2,
max1_L3, max2_L3).
3. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein a screw
process is classified as double screwing (D1, D2, D3) or tightening process (E1, E2,
E3) if the waveform comprises a maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3,
max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before
a minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2,
min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3);
or
wherein a screw process is classified as double screwing (D1, D2, D3) or tightening
process (E1, E2, E3) if the waveform form comprises a first extreme value (max1_E1,
max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,
max2_L2, max1_L3, max2_L3) before a second extreme value opposite to the first one
(min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1,
min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3).
4. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein a screw
process is classified as a screw-in process if the waveform comprises a maximum (max1_E1,
max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,
max2_L2, max1_L3, max2_L3) and a further maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2,
max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3)
before a further minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1,
min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3,
min3_L3); or
wherein a screw process is classified as a screw-in process if the waveform comprises
a first extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) and a further first
extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3,
max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) before a further second extreme
value opposite to the first one (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3,
min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3,
min2_L3, min3_L3).
5. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein a screw
process is classified as double screwing (D1, D2, D3) if a maximum (max1_E1, max2_E1,
max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2,
max1_L3, max2_L3) is present before a minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2,
min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2,
min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) with no further maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2,
max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3,
max2_L3) or minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1,
min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3,
min3_L3); or
wherein a screw process is classified as double screwing (D1, D2, D3) if a first extreme
value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1,
max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) is present before a second extreme value
opposite to the first one (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1,
min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3,
min3_L3) with no further extreme value (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3,
max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3, min1_E1,
min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1,
min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3).
6. The sensor system (20) in accordance with any of claims 3 to 5, wherein a screw process
in the form of double screwing (D1, D2, D3) is differentiated using the duration of
the waveform and/or plateaus in the waveform of screw-in processes and/or tightening
process (E1, E2, E3).
7. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
sensor system (20) comprises a filter configured to filter a signal representing the
information on the magnetic field strength.
8. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
magnetic field sensor (22) is a three-axes magnetic field sensor (22).
9. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
evaluation unit (24) is configured to detect a current rotational speed and/or a currently
existing torque using the waveform; and/or
wherein the evaluation unit (24) is configured to recognize wear in the electric screwdriver
(10) using the waveform; and/or
wherein the evaluation unit (24) is configured to count classified screw processes;
or
wherein the evaluation unit (24) is configured to count classified screw processes
and, when counting screw processes, to sum up screw-in process and to subtract screw-out
processes (L1, L2, L3).
10. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
electric screwdriver (10) is a cordless screwdriver.
11. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, configured
as a separate add-on module for the electric screwdriver (10) and wherein the sensor
system (20) can be coupled mechanically to the electric screwdriver (10); or
wherein the sensor system (20) can be coupled mechanically to the electric screwdriver
(10).
12. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
sensor system (20) is integrated into a wristband; and/or
wherein the sensor system (20) comprises a wireless interface via which the magnetic
field sensor (22) communicates with the evaluation unit (24) and/or via which information
on the performed classification of screw and/or drilling processes can be output for
the evaluation unit (24).
13. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
sensor system (20) additionally comprises an acceleration sensor and the evaluation
unit (24) is configured to determine a position of the sensor system (20) and/or the
electric screwdriver (10) in space by evaluating an existing gravitational acceleration
by means of the acceleration sensor.
14. The sensor system (20) in accordance with any of the preceding claims, wherein the
sensor system (20) comprises a calibration unit configured to determine calibration
parameters for the screw and/or drill processes using the respective electric screwdriver
(10).
15. A method for classifying screw processes my means of an electric screwdriver (10),
comprising:
detecting, by means of a magnetic field sensor, a magnetic field of the electric motor
(16) of the electric screwdriver (10), which originates from moving the electric motor
(16) of the electric screwdriver (10) to output information on the magnetic field
strength; and
classifying, by means of an evaluation unit, using a waveform of the magnetic field
strength over time, a screw-in process of a screw using a screw-in phase and tightening
phase, and a screw-out process using an initial loosening of the screw.
16. A computer program comprising program code causing the sensor system in accordance
with claim 1 to perform the method in accordance with claim 15 when the program runs
on a computer.
1. Système de capteur (20) pour un tournevis électrique (10), aux caractéristiques suivantes:
un capteur de champ magnétique (22) qui est conçu pour détecter un champ magnétique
du moteur électrique (16) du tournevis électrique (10) qui résulte du mouvement du
moteur électrique (16) du tournevis électrique (10), pour générer un signal qui indique
l'intensité du champ magnétique; et
une unité d'évaluation (24), qui est conçue pour classifier, au moyen du déroulement
du signal en ce qui concerne l'intensité du champ magnétique dans le temps, les processus
de vissage dans le sens d'un processus de vissage au moyen d'une phase de vissage
et d'une phase de serrage, ainsi que pour classifier un processus de dévissage au
moyen d'un desserrage initial de la vis.
2. Système de capteur (20) selon la revendication 1, dans lequel un processus de vissage
est classifié comme processus de dévissage (L1, L2, L3) lorsque le déroulement présente
un minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2,
min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3)
avant un maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3,
max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3); ou
dans lequel un processus de vissage est classifié comme processus de dévissage (L1,
L2, L3) lorsque le déroulement présente une deuxième valeur extrême (min1_E1, min2_E1
min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1,
min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) avant une première valeur extrême
(max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1,
max2_L1, max1_L2,max2_L2, max1_L3, max2_L3) opposée à la deuxième valeur extrême.
3. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un
processus de vissage est classifié comme processus de double vissage (D1, D2, D3)
ou processus de serrage (E1, E2, E3) lorsque le déroulement présente un maximum (max1_E1,
max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,max2_L2,
max1_L3, max2_L3) avant un minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3,
min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3,
min2_L3, min3_L3); ou
dans lequel un processus de vissage est classifié comme processus de double vissage
(D1, D2, D3) ou processus de serrage (E1, E2, E3) lorsque le déroulement présente
une première valeur extrême (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1,
max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,max2_L2, max1_L3, max2_L3) avant une deuxième
valeur extrême (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2,
min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3)
opposée à la première valeur extrême.
4. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un
processus de vissage est classifié comme processus de vissage lorsque le déroulement
présente un maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2,
max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3,max2_L3) et un autre maximum
(max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1,
max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) avant un autre minimum (min1_E1, min2_E1
min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1,
min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3); ou
dans lequel un processus de vissage est classifié comme processus de vissage lorsque
le déroulement présente une première valeur extrême (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2,
max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3,max2_L3)
et une autre première valeur extrême (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3,
max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) avant
une autre deuxième valeur extrême (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3,
min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3,
min2_L3, min3_L3) opposée à la première valeur extrême.
5. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un
processus de vissage est classifié comme double vissage (D1, D2, D3) lorsqu'est présent
un maximum (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3,
max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3) avant un minimum (min1_E1, min2_E1
min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1,
min1_L2, min2_L2, min3_L2, min1_L3, min2_L3, min3_L3) sans un autre maximum (max1_E1,
max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2,
max2_L2, max1_L3, max2_L3) ou minimum (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3,
min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2,
min1_L3, min2_L3, min3_L3); ou
dans lequel un processus de vissage est classifié comme double vissage (D1, D2, D3)
lorsqu'est présente une première valeur extrême (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2,
max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1, max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3)
avant une deuxième valeur extrême (min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3, min2_E3,
min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2, min
1_L,3, min2_L3, min3_L3) opposée à la première valeur extrême sans une autre valeur
extrême (max1_E1, max2_E1, max1_E2, max2_E2, max2_E3, max1_D1, max1_D2, max1_D3, max1_L1,
max2_L1, max1_L2, max2_L2, max1_L3, max2_L3, min1_E1, min2_E1 min1_E2, min2_E2, min1_E3,
min2_E3, min1_D1, min1_D2, min1_D3, min1_L1, min2_L1, min3_L1, min1_L2, min2_L2, min3_L2,
min1_L3, min2_L3, min3_L3).
6. Système de capteur (20) selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel un processus
de vissage sous forme d'un double vissage (D1, D2, D3) est différencié au moyen de
la durée du déroulement et/ou de plateaux dans le déroulement des processus de vissage
et/ou des processus de serrage (E1, E2, E3).
7. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
système de capteur (20) présente un filtre qui est conçu pour filtrer un signal qui
représente l'information sur l'intensité du champ magnétique.
8. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
capteur de champ magnétique (22) est un capteur de champ magnétique à trois axes (22).
9. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité
d'évaluation (24) est conçue pour détecter, au moyen du déroulement, une vitesse de
rotation actuelle et/ou un couple actuellement dominant; et/ou
dans lequel l'unité d'évaluation (24) est conçue pour reconnaître, au moyen du déroulement,
l'usure dans le tournevis électrique (10); et/ou
dans lequel l'unité d'évaluation (24) est conçue pour compter les processus de vissage
classifiés; ou
dans lequel l'unité d'évaluation (24) est conçue pour compter les processus de vissage
classifiés et, lors du comptage des processus de vissage, pour additionner les processus
de vissage et soustraire les processus de dévissage (L1, L2, L3).
10. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
tournevis électrique (10) est un tournevis sans fil.
11. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, qui est réalisé
comme un module de rehaussement séparé pour le tournevis électrique (10) et le système
de capteur (20) peut être couplé mécaniquement au tournevis électrique (10); ou
dans lequel le système de capteur (20) peut être couplé mécaniquement au tournevis
électrique (10).
12. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
système de capteur (20) est intégré dans un bracelet; et/ou
dans lequel le système de capteur (20) présente une interface sans fil par l'intermédiaire
de laquelle le capteur de champ magnétique (22) communique avec l'unité d'évaluation
(24) et/ou par l'intermédiaire de laquelle une information sur la classification des
processus de vissage et/ou de perçage qui ont eu lieu peuvent être sorties pour l'unité
d'évaluation (24).
13. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
système de capteur (20) comporte en outre un capteur d'accélération, et l'unité d'évaluation
(24) est conçue pour déterminer une position du système de capteur (20) et/ou du tournevis
électrique (10) dans l'espace par l'évaluation d'une accélération gravitationnelle
dominante au moyen du capteur d'accélération.
14. Système de capteur (20) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
système de capteur (20) présente une unité de calibrage qui est conçue pour déterminer
les paramètres de calibrage pour les processus de vissage et/ou de perçage à l'aide
du tournevis électrique respectif (10).
15. Procédé permettant de classifier les processus de vissage au moyen d'un tournevis
électrique (10), aux étapes suivantes consistant à:
détecter, au moyen d'un capteur de champ magnétique, un champ magnétique du moteur
électrique (16) du tournevis électrique (10) qui résulte du mouvement du moteur électrique
(16) du tournevis électrique (10), pour sortir une information sur l'intensité du
champ magnétique; et
classifier au moyen d'une unité d'évaluation sur base d'un déroulement de l'intensité
du champ magnétique dans le temps d'un processus de vissage d'une vis au moyen d'une
phase de vissage et d'une phase de serrage ainsi que d'un processus de dévissage au
moyen d'un desserrage initial de la vis.
16. Programme d'ordinateur avec un code de programme qui amène le système de capteur selon
la revendication 1 à réaliser le procédé selon la revendication 15 lorsque le programme
est exécuté sur un ordinateur.
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