EP2857146A2 - Kamera- und displaygeführte Schraubvorrichtung - Google Patents

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EP2857146A2
EP2857146A2 EP20140001648 EP14001648A EP2857146A2 EP 2857146 A2 EP2857146 A2 EP 2857146A2 EP 20140001648 EP20140001648 EP 20140001648 EP 14001648 A EP14001648 A EP 14001648A EP 2857146 A2 EP2857146 A2 EP 2857146A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
screwing
holding mechanism
freedom
camera
screwing device
Prior art date
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Granted
Application number
EP20140001648
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2857146B1 (de
EP2857146A3 (de
Inventor
Michael Bernoteit
Dirk Schupmann
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
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Publication date
Application filed by MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
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Publication of EP2857146A3 publication Critical patent/EP2857146A3/de
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Publication of EP2857146B1 publication Critical patent/EP2857146B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/0021—Stands, supports or guiding devices for positioning portable tools or for securing them to the work
    • B25H1/0028—Tool balancers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/002—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose for special purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/0021—Stands, supports or guiding devices for positioning portable tools or for securing them to the work
    • B25H1/0078—Guiding devices for hand tools
    • B25H1/0092—Guiding devices for hand tools by optical means

Definitions

  • the invention relates to a screw device for motorized execution of a screwing operation and a holding mechanism for this purpose.
  • An object of the invention is to provide a way by means of the screwing operations on poorly accessible and / or poorly visible screw locations can be performed improved, especially in ergonomically relaxed postures.
  • the invention provides a screw device with preferably a drive motor for motorized execution of a screwing at a screw point.
  • the screwing device is characterized in particular in that it comprises a camera device for filming the screwing point and / or the screwing operation and for transmitting the filmed images to a display device (eg a display) for the operator of the screwing device.
  • the camera device expediently serves as a virtual eye for the operator of the screwing device.
  • the invention thus enables in particular a camera and display-guided screwing, which contributes to the fact that the operator can perform the screwing in an ergonomically favorable posture.
  • the feature "filming” is to be interpreted broadly. It is possible, but not necessarily required, for the filmed images to be saved (eg cached). be, for. For quality control. However, it is possible that the camera equipment is filming, although the image transmission is not saved.
  • the camera device is expediently directed in the direction of the screw spindle and / or screwing tool in order to film the same and / or the screwing point, preferably together with the immediate surroundings of the screwing point.
  • the camera device is expediently configured so that it transmits the filmed images virtually in real time to the display device and thus the operator of the screwing can thus track the screwing virtually in real time.
  • the camera device is configured for radio-based transmission of the filmed images to the display device.
  • the camera device is configured for wire-based transmission of the filmed images to the display device.
  • the camera device is preferably configured to mirror the filmed images to display filmed movements on the display in a manner conforming to reality and not mirrored. This can z. B. a suitable mirror software are used.
  • the camera device is integrated in the housing of the screwing device or separated from the housing of the screwing device and expediently spaced apart spatially.
  • the screwing device preferably comprises a connection device for mounting on a suitable as described herein holding mechanism.
  • the screwing can z. B. comprise a compressed air motor for compressed air-based driving or an electric motor for electric-based driving.
  • the screw device may be a pneumatic or electric screwdriver.
  • the invention further comprises a holding mechanism for a screw device for motorized execution of a screwing operation at a screw point.
  • the screwing device may be configured as described herein.
  • the holding mechanism expediently comprises at least one translatory degree of freedom and / or at least one rotational degree of freedom and is designed to guide the screwing device and to absorb and divert forces or torques caused by the screwing device.
  • the holding mechanism is characterized in particular by a camera device for filming the screw point and / or the screwing operation and for transmitting the filmed images to a display device for the operator of the holding mechanism and thus expedient of the screwing.
  • the holding mechanism preferably comprises a telescopic device which forms a translatory degree of freedom.
  • the telescopic device preferably comprises at least two expediently coaxially arranged tubular elements, of which a tubular element can be telescoped in and out in a telescopic manner.
  • the movable tube element can, for. B. on a steel wire and a retractor hand-in and out.
  • the holding mechanism comprises a rail system (eg a chassis) with at least one travel rail, which forms at least one translational degree of freedom.
  • the rail system preferably comprises at least two travel rails, which form at least two translational degrees of freedom.
  • the telescopic device is at least partially rotatable about its longitudinal axis to form a rotational degree of freedom.
  • the telescopic device z. B be mounted on a pivot joint, which forms a rotational degree of freedom.
  • the telescopic device is expedient pivotally circular or circular arc.
  • the holding mechanism is preferably provided with an arm construction on which an actuating device for manually moving the holding mechanism and / or for switching on and / or off the screwing device is arranged.
  • the display device prefferably in such a way that it is moved with the arm construction when the arm construction is moved by means of the actuating device in order to move the holding mechanism.
  • the arm construction is preferably coupled to the telescopic device and protrudes preferably cantilever from the telescopic device.
  • the telescopic device is preferably suspended from the rail system down, preferably via the pivot joint.
  • the swivel joint preferably connects the telescopic device with the rail system.
  • the screwing device and / or the camera device are preferably coupled to the telescope device, preferably to an end section of the telescope device.
  • the holding mechanism in particular the rail system (eg a chassis), can be provided with a brake device that can be triggered by the operator for braking wheels of the holding mechanism, in particular of the rail system.
  • the braking device serves to derive the reaction torque of the screwing device.
  • rotational degree of freedom comprises pivoting movements and / or rotational movements (eg smaller than 360 ° or greater than 360 °).
  • the screwing device and / or the holding mechanism can be used in particular in aircraft construction, rail vehicle construction, motor vehicle construction (eg automobile and / or commercial vehicle construction), in series or individual assembly.
  • the screwing device designed for mounting on the holding mechanism can preferably provide a torque of greater than 100 Nm, 150 Nm, 200 Nm, 250 Nm or even greater than 300 Nm.
  • motor vehicle reversing cameras can be used as a camera device.
  • Motor vehicle reversing cameras are usually already equipped with a suitable mirror software.
  • the display device may, for. B. be permanently installed or be a mobile display (eg, a display of a mobile phone, a tablet, etc.).
  • a mobile display eg, a display of a mobile phone, a tablet, etc.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a screwing device 10 with a drive motor for motorized performing a screwing at a screw point according to an embodiment of the invention.
  • the screwing device 10 is designed as a motorized electric or pneumatic hand-held screwdriver with a handle 3 for manual movement.
  • the screwing device 10 comprises a camera device 1 for filming an in FIG. 1 not shown screwing and a screwing operation and for transmitting the filmed images to a display device 2 (eg., a display) for the operator of the screwing 10.
  • the camera device 1 serves as a virtual eye for the operator.
  • the transmission of the filmed images from the camera device 1 to the display device 2 is effected by radio (eg Bluetooth, etc.), but may alternatively be wire-based.
  • radio eg Bluetooth, etc.
  • it may be z. B. to a display of a mobile phone, a tablet, etc. act.
  • the camera device 1 is integrated in the housing of the screwing device 10. Alternatively, it is possible to separate the camera device 1 from the housing of the screw 10 and z. B. to connect via a coupling mechanism with the screw 10.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a holding mechanism 30 with a screw 20 for motorized performing a screwing at a screw point according to an embodiment of the invention.
  • the holding mechanism 30 preferably has a plurality of translatory degrees of freedom F1, F2 and F3 and a plurality of rotational degrees of freedom F4 and F5.
  • the translatory degrees of freedom F1, F2, F3 allow translational movements, while the rotational Degrees of freedom F4, F5 Enable rotation and / or pivoting movements (eg with or without angle restriction).
  • the holding mechanism 30 is designed to guide the screwing device 20 and absorb and divert forces or torques caused by the screwing device 20.
  • the holding mechanism 30 and the screw 20 are used in particular in industrial series assembly, where forces and torques are required, which can not be picked up by the operator purely manually or manually without a holding mechanism.
  • the holding mechanism 30 comprises a camera device 1 for filming an in FIG. 2 not shown screwing and a screwing operation and for transmitting the filmed images to a display device 2 for the operator of the holding mechanism 30 and thus the screw 20.
  • the transmission of the filmed images from the camera device 1 to the display device 2 may be radio-based or wire-based .
  • the camera device 1 serves as a virtual eye for the operator.
  • screwing can be performed on poorly visible and / or poorly accessible screw locations without the operator must take ergonomically unfavorable postures.
  • the camera device 1 films, but the filmed images are not stored.
  • the filmed images z. B. for quality control stored (eg cached).
  • the viewing direction R1 of the camera device 1 is almost opposite to the line of sight R2 of the operator. Therefore, the camera device 1 is expediently configured by means of software so that filmed images are mirrored in order to display filmed movements on the display device 2 in a manner that conforms to reality and not in mirror image. In embodiments in which the operator and camera device 1 are facing in opposite directions R1 and R2, movements of the screwing device 20 would have to be performed without a mirror function. B. are displayed to the right on the display device 2 as movements to the left, which would lead to confusion of the operator.
  • the holding mechanism 30 comprises a telescopic device 31, which forms a translational degree of freedom F1 and to which the camera device 1 and the screwing device 20 are fastened in order to be carried and guided by the telescope device 31.
  • the telescopic device 31 comprises two co-rotating, coaxially arranged tubular elements.
  • the tubular elements are hand-guided telescopically movable via a steel cable and a roll-up mechanism (not shown), in particular upwardly and downwardly displaceable.
  • the holding mechanism 30 further comprises a rail system with two slide rails 32 and 33, the translational degrees of freedom F2 and F3 form.
  • the telescopic device 31 is rotatable with at least one tubular element about its longitudinal axis L to form a rotational degree of freedom F4.
  • the telescopic device 31 is connected via a pivot joint 34 with the rail system.
  • the pivot joint 34 forms another rotational degree of freedom F5.
  • an arm construction 35 is coupled to the telescope device 31.
  • An actuator 36 for manually moving the holding mechanism 30 and for turning on or off the screw device 20 is formed on the arm structure 35.
  • the display device 2 is coupled to the arm structure 35 so as to be moved with the arm structure 35 when the holding mechanism 30 is moved by means of the actuator 36 to move the screw device 20.
  • the telescopic device 31 is suspended from the rail system down over the pivot joint 35.
  • the holding mechanism 30 thus represents a ceiling-mounted holding mechanism.
  • the camera device 1 functions as a virtual eye for the visual accessibility of poorly visible and / or poorly accessible screw locations, without the operator having to assume unfavorable ergonomic postures for this purpose.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung (10, 20) zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle und eine Haltemechanik (30) hierfür. Die Schraubvorrichtung (10, 20) und die Haltemechanik (30) zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Kameraeinrichtung (1) zum Filmen der Schraubstelle und/oder des Schraubvorgangs und zum Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung (2) für den Bediener umfassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs und eine Haltemechanik hierfür.
  • Im Flugzeugbau, Kraftfahrzeugbau, Schienenfahrzeugbau, in der Groß- und Kleinserienmontage, etc. ist es oftmals erforderlich, Schraubvorgänge an schlecht zugänglichen oder schlecht einsehbaren Schraubstellen auszuführen. In der Praxis führt das dazu, dass Bediener der Schraubvorrichtungen ergonomisch ungünstige Körperhaltungen einnehmen müssen, um die Schraubstellen erblicken zu können und die Schraubvorgänge ausführen zu können. Das Erfordernis, ergonomisch ungünstige Körperhaltungen einnehmen zu müssen, führt zu unangenehmen und zeitaufwändigen Schraubvorgängen und kann bei langfristiger Ausübung sogar zu Haltungsschäden der Bediener führen.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels der Schraubvorgänge an schlecht zugänglichen und/oder schlecht einsehbaren Schraubstellen verbessert ausgeführt werden können, insbesondere in ergonomisch entspannten Körperhaltungen.
  • Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
  • Die Erfindung schafft eine Schraubvorrichtung mit vorzugsweise einem Antriebsmotor zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle. Die Schraubvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Kameraeinrichtung zum Filmen der Schraubstelle und/oder des Schraubvorgangs und zum Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung (z. B. ein Display) für den Bediener der Schraubvorrichtung umfasst.
  • Die Kameraeinrichtung dient zweckmäßig als virtuelles Auge für den Bediener der Schraubvorrichtung. Die Erfindung ermöglicht somit insbesondere einen Kamera- und displaygeführten Schraubvorgang, was dazu beiträgt, dass der Bediener den Schraubvorgang in einer ergonomisch günstigen Körperhaltung ausführen kann.
  • Im Rahmen der Erfindung ist das Merkmal "Filmen" breit auszulegen. Es ist möglich, aber nicht zwangsläufig erforderlich, dass die gefilmten Bilder gespeichert (z. B. zwischengespeichert) werden, z. B. zur Qualitätskontrolle. Es ist allerdings möglich, dass die Kameraeinrichtung filmt, obwohl die Bildübertragung nicht gespeichert wird.
  • Die Kameraeinrichtung ist zweckmäßig in Richtung Schraubspindel und/oder Schraubwerkzeug gerichtet, um selbige und/oder die Schraubstelle, vorzugsweise nebst der unmittelbaren Umgebung der Schraubstelle, zu filmen.
  • Die Kameraeinrichtung ist zweckmäßig so konfiguriert, dass sie die gefilmten Bilder quasi in Echtzeit auf die Anzeigeeinrichtung überträgt und der Bediener der Schraubvorrichtung somit den Schraubvorgang quasi in Echtzeit verfolgen kann.
  • Es ist möglich, dass die Kameraeinrichtung zur Funk-basierten Übertragung der gefilmten Bilder an die Anzeigeeinrichtung konfiguriert ist. Es ist allerdings ebenso möglich, dass die Kameraeinrichtung zur Draht-basierten Übertragung der gefilmten Bilder an die Anzeigeeinrichtung konfiguriert ist.
  • Die Kameraeinrichtung ist vorzugsweise konfiguriert, um die gefilmten Bilder zu spiegeln, um gefilmte Bewegungen auf der Anzeigeeinrichtung realitätskonform und nicht spiegelverkehrt anzuzeigen. Dazu kann z. B. eine geeignete Spiegelsoftware zum Einsatz kommen.
  • Es ist möglich, dass die Kameraeinrichtung in das Gehäuse der Schraubvorrichtung integriert ist oder von dem Gehäuse der Schraubvorrichtung separiert und zweckmäßig räumlich beabstandet ist.
  • Die Schraubvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Anschlusseinrichtung zur Montage an eine zweckmäßig wie hierin beschriebene Haltemechanik.
  • Die Schraubvorrichtung kann z. B. einen Druckluft-Motor zum Druckluft-basierten Antreiben oder einen Elektromotor zum Elektro-basierten antreiben umfassen. Somit kann die Schraubvorrichtung ein Druckluft- oder Elektroschrauber sein.
  • Die Schraubvorrichtung kann z. B. als motorisierter, zweckmäßig pistolenförmiger, Handschrauber ausgeführt sein, vorzugsweise mit einem Handgriff zum manuellen Bewegen der Schraubvorrichtung.
  • Die Erfindung umfasst darüber hinaus eine Haltemechanik für eine Schraubvorrichtung zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle. Die Schraubvorrichtung kann wie hierin beschrieben ausgeführt sein.
  • Die Haltemechanik umfasst zweckmäßig zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad und/oder zumindest einen rotatorischen Freiheitsgrad und ist ausgeführt, um die Schraubvorrichtung zu führen und um durch die Schraubvorrichtung verursachte Kräfte oder Drehmomente aufnehmen und ableiten zu können. Die Haltemechanik zeichnet sich insbesondere durch eine Kameraeinrichtung zum Filmen der Schraubstelle und/oder des Schraubvorgangs und zum Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung für den Bediener der Haltemechanik und somit zweckmäßig der Schraubvorrichtung aus.
  • Die Haltemechanik umfasst vorzugsweise eine Teleskopeinrichtung, die einen translatorischen Freiheitsgrad bildet. Die Teleskopeinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest zwei zweckmäßig koaxial angeordnete Rohrelemente, wovon ein Rohrelement teleskopförmig einund ausgefahren werden kann. Das verschiebbare Rohrelement kann z. B. über ein Stahlseil und einen Aufrollmechanismus handgeführt ein- und ausgefahren werden.
  • Es ist möglich, dass die Haltemechanik ein Schienensystem (z. B. ein Fahrwerk) mit zumindest einer Verfahrschiene umfasst, die zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad bildet. Vorzugsweise umfasst das Schienensystem zumindest zwei Verfahrschienen, die zumindest zwei translatorische Freiheitsgrade bilden.
  • Es ist möglich, dass die Teleskopeinrichtung zumindest abschnittsweise um ihre Längsachse drehbar ist, um einen rotatorischen Freiheitsgrad zu bilden.
  • Ebenso kann die Teleskopeinrichtung z. B. an einem Schwenkgelenk montiert sein, das einen rotatorischen Freiheitsgrad bildet. Dadurch ist die Teleskopeinrichtung zweckmäßig kreis- oder kreisbogenförmig schwenkbar.
  • Die Haltemechanik ist vorzugsweise mit einer Armkonstruktion versehen, an der eine Betätigungseinrichtung zum manuellen Bewegen der Haltemechanik und/oder zum Einschalten und/oder Ausschalten der Schraubvorrichtung angeordnet ist.
  • Es ist möglich, dass an der Armkonstruktion die Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, vorzugsweise so, dass sie mit der Armkonstruktion mitbewegt wird, wenn die Armkonstruktion zur Bewegung der Haltemechanik mittels der Betätigungseinrichtung bewegt wird.
  • Die Armkonstruktion ist vorzugsweise an die Teleskopeinrichtung gekoppelt und ragt vorzugsweise kragarmförmig von der Teleskopeinrichtung ab.
  • Die Teleskopeinrichtung ist vorzugsweise von dem Schienensystem nach unten abgehängt, vorzugsweise über das Schwenkgelenk. Das Schwenkgelenk verbindet vorzugsweise die Teleskopeinrichtung mit dem Schienensystem.
  • Die Schraubvorrichtung und/oder die Kameraeinrichtung sind vorzugsweise an die Teleskopeinrichtung gekoppelt, vorzugsweise an einen Endabschnitt der Teleskopeinrichtung.
  • Zu erwähnen ist, dass die Haltemechanik, insbesondere das Schienensystem (z. B. ein Fahrwerk), mit einer vom Bediener auslösbaren Bremseinrichtung zum Bremsen von Rädern der Haltemechanik, insbesondere des Schienensystems, versehen sein kann. Die Bremseinrichtung dient dazu, das Reaktionsmoment der Schraubvorrichtung abzuleiten.
  • Zu erwähnen ist ferner, dass im Rahmen der Erfindung das Merkmal "rotatorischer Freiheitsgrad" Schwenkbewegungen und/oder Drehbewegungen (z. B. kleiner 360° oder größer 360°) umfasst.
  • Zu erwähnen ist außerdem, dass die Schraubvorrichtung und/oder die Haltemechanik insbesondere im Flugzeugbau, Schienenfahrzeugbau, Kraftfahrzeugbau (z. B. Automobilund/oder Nutzfahrzeugbau), zweckmäßig in der Serien- oder Einzelmontage, eingesetzt werden können.
  • Zu erwähnen ist darüber hinaus, dass die zur Montage an die Haltemechanik ausgeführte Schraubvorrichtung vorzugsweise ein Drehmoment von größer 100 Nm, 150 Nm, 200 Nm, 250 Nm oder sogar größer 300 Nm zur Verfügung stellen kann.
  • Als Kameraeinrichtung können übliche Kraftfahrzeug-Rückfahrkameras verwendet werden. Kraftfahrzeug-Rückfahrkameras sind üblicherweise schon mit einer geeigneten Spiegelsoftware ausgestattet.
  • Die Anzeigeeinrichtung kann z. B. fest installiert sein oder ein mobiles Display (z. B. ein Display eines Mobilfunktelefons, eines Tablets, etc.) sein.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
    • Figur 1
    zeigt eine schematische Ansicht einer Schraubvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
    Figur 2
    zeigt eine schematische Ansicht einer Haltemechanik gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Schraubvorrichtung 10 mit einem Antriebsmotor zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Schraubvorrichtung 10 ist als motorisierter Elektro- oder Druckluft-Handschrauber mit einem Handgriff 3 zum manuellen Bewegen ausgeführt.
  • Die Schraubvorrichtung 10 umfasst eine Kameraeinrichtung 1 zum Filmen einer in Figur 1 nicht gezeigten Schraubstelle und eines Schraubvorgangs und zum Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung 2 (z. B. ein Display) für den Bediener der Schraubvorrichtung 10. Die Kameraeinrichtung 1 dient als virtuelles Auge für den Bediener. Die Übertragung der gefilmten Bilder von der Kameraeinrichtung 1 zu der Anzeigeeinrichtung 2 erfolgt über Funk (z. B. Bluetooth, etc.), kann alternativ aber auch Draht-basiert erfolgen. Bei der Anzeigeeinrichtung 2 kann es sich z. B. um ein Display eines Mobilfunktelefons, eines Tablets, etc. handeln.
  • Die Kameraeinrichtung 1 ist in das Gehäuse der Schraubvorrichtung 10 integriert. Alternativ ist es möglich, die Kameraeinrichtung 1 von dem Gehäuse der Schraubvorrichtung 10 zu separieren und z. B. über einen Kopplungsmechanismus mit der Schraubvorrichtung 10 zu verbinden.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Haltemechanik 30 mit einer Schraubvorrichtung 20 zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Haltemechanik 30 weist vorzugsweise mehrere translatorische Freiheitsgrade F1, F2 und F3 und mehrere rotatorische Freiheitsgrade F4 und F5 auf. Die translatorischen Freiheitsgrade F1, F2, F3 ermöglichen translatorische Bewegungen, während die rotatorischen Freiheitsgrade F4, F5 Dreh- und/oder Schwenkbewegungen (z. B. mit oder ohne Winkelbeschränkung) ermöglichen.
  • Die Haltemechanik 30 ist ausgeführt, um die Schraubvorrichtung 20 zu führen und um durch die Schraubvorrichtung 20 verursachte Kräfte oder Drehmomente aufnehmen und ableiten zu können. Die Haltemechanik 30 und die Schraubvorrichtung 20 finden insbesondere Anwendung in der industriellen Serienmontage, wo Kräfte und Drehmomente erforderlich sind, die ohne eine Haltemechanik vom Bediener nicht mehr rein manuell oder händisch aufgenommen werden können.
  • Die Haltemechanik 30 umfasst eine Kameraeinrichtung 1 zum Filmen einer in Figur 2 nicht gezeigten Schraubstelle und eines Schraubvorgangs und zum Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigevorrichtung 2 für den Bediener der Haltemechanik 30 und somit der Schraubvorrichtung 20. Die Übermittlung der gefilmten Bilder von der Kameraeinrichtung 1 zu der Anzeigeeinrichtung 2 kann Funk-basiert oder Draht-basiert erfolgen. Die Kameraeinrichtung 1 dient als virtuelles Auge für den Bediener. Dadurch können Schraubvorgänge an schlecht einsehbaren und/oder schlecht zugänglichen Schraubstellen ausgeführt werden, ohne dass der Bediener dafür ergonomisch ungünstige Körperhaltungen einnehmen muss. Es ist möglich, dass die Kameraeinrichtung 1 filmt, die gefilmten Bilder aber nicht gespeichert werden. Allerdings sind Ausführungsformen möglich, in denen die gefilmten Bilder z. B. zur Qualitätskontrolle gespeichert (z. B. zwischengespeichert) werden.
  • Wie sich aus Figur 2 ergibt, ist die Blickrichtung R1 der Kameraeinrichtung 1 quasi entgegengesetzt zu der Blickrichtung R2 des Bedieners. Deshalb ist die Kameraeinrichtung 1 zweckmäßig mittels einer Software so konfiguriert, dass gefilmte Bilder gespiegelt werden, um gefilmte Bewegungen auf der Anzeigeeinrichtung 2 realitätskonform und nicht spiegelverkehrt anzuzeigen. Bei Ausführungsformen, in denen Bediener und Kameraeinrichtung 1 in entgegengesetzte Richtungen R1 und R2 blicken, würden ohne Spiegelfunktion Bewegungen der Schraubvorrichtung 20 z. B. nach rechts auf der Anzeigeeinrichtung 2 als Bewegungen nach links angezeigt werden, was zu einer Verwirrung des Bedieners führen würde.
  • Die Haltemechanik 30 umfasst eine Teleskopeinrichtung 31, die einen translatorischen Freiheitsgrad F1 bildet und an der die Kameraeinrichtung 1 und die Schraubvorrichtung 20 festgemacht sind, um von der Teleskopeinrichtung 31 getragen und geführt zu werden.
  • Die Teleskopeinrichtung 31 umfasst zwei ineinanderlaufende, koaxial angeordnete Rohrelemente. Die Rohrelemente sind über ein Stahlseil und einen Aufrollmechanismus (nicht gezeigt) handgeführt teleskopartig verfahrbar, insbesondere nach oben und unten verschiebbar.
  • Die Haltemechanik 30 umfasst ferner ein Schienensystem mit zwei Verfahrschienen 32 und 33, die translatorische Freiheitsgrade F2 und F3 bilden.
  • Die Teleskopeinrichtung 31 ist mit zumindest einem Rohrelement um ihre Längsachse L drehbar, um einen rotatorischen Freiheitsgrad F4 zu bilden. Zudem ist die Teleskopeinrichtung 31 über ein Schwenkgelenk 34 mit dem Schienensystem verbunden. Das Schwenkgelenk 34 bildet einen weiteren rotatorischen Freiheitsgrad F5.
  • An die Teleskopeinrichtung 31 ist eine Armkonstruktion 35 gekoppelt. An der Armkonstruktion 35 ist eine Betätigungseinrichtung 36 zum manuellen Bewegen der Haltemechanik 30 und zum Einschalten bzw. Ausschalten der Schraubvorrichtung 20 ausgebildet. Die Anzeigeeinrichtung 2 ist so an die Armkonstruktion 35 gekoppelt, dass sie mit der Armkonstruktion 35 mitbewegt wird, wenn die Haltemechanik 30 mittels der Betätigungseinrichtung 36 zur Bewegung der Schraubvorrichtung 20 bewegt wird.
  • Die Teleskopeinrichtung 31 ist von dem Schienensystem nach unten über das Schwenkgelenk 35 abgehängt. Die Haltemechanik 30 stellt somit eine deckengeführte Haltemechanik dar.
  • Aus den Figuren 1 und 2 ergibt sich, dass die Kameraeinrichtung 1 als virtuelles Auge zur visuellen Erreichbarkeit schlecht einsehbarer und/oder schlecht zugänglicher Schraubstellen fungiert, ohne dass der Bediener hierzu ungünstige ergonomische Körperhaltungen einnehmen muss.
  • Mittels der Erfindung kann somit ein Kamera-Display-geführter Schraubvorgang realisiert werden.
  • Zu erwähnen ist, dass als Kameraeinrichtung 1 auf im Wesentlichen herkömmliche Kraftfahrzeug-Rückfahrkameras zurückgegriffen werden kann. Herkömmliche Kraftfahrzeug-Rückfahrkameras sind einerseits relativ robust und umfassen andererseits bereits die zuvor erwähnte Spiegelfunktion (z. B. Spiegel-Software).
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche, unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kameraeinrichtung
    2
    Anzeigeeinrichtung/Display
    3
    Handgriff
    10
    Schraubvorrichtung
    20
    Schraubvorrichtung
    30
    Haltemechanik
    31
    Teleskopeinrichtung
    32
    Verfahrschiene
    33
    Verfahrschiene
    34
    Schwenkgelenk
    35
    Armkonstruktion
    36
    Betätigungseinrichtung
    F1
    Freiheitsgrad
    F2
    Freiheitsgrad
    F3
    Freiheitsgrad
    F4
    Freiheitsgrad
    F5
    Freiheitsgrad
    L
    Längsachse der Teleskopeinrichtung
    R1
    Blickrichtung der Kameraeinrichtung
    R2
    Blickrichtung des Bedieners

Claims (20)

  1. Schraubvorrichtung (10; 20) zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubvorrichtung (10; 20) eine Kameraeinrichtung (1) zum Filmen der Schraubstelle und/oder des Schraubvorgangs und Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung (2) für den Bediener der Schraubvorrichtung (10; 20) umfasst.
  2. Schraubvorrichtung (10; 20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) zur Funk-basierten Übertragung der gefilmten Bilder an die Anzeigeeinrichtung (2) konfiguriert ist.
  3. Schraubvorrichtung (10; 20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) zur Draht-basierten Übertragung der gefilmten Bilder an die Anzeigeeinrichtung (2) konfiguriert ist.
  4. Schraubvorrichtung (10; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) konfiguriert ist, die gefilmten Bilder zu spiegeln, um gefilmte Bewegungen auf der Anzeigeeinrichtung (2) realitätskonform anzuzeigen.
  5. Schraubvorrichtung (10; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) in das Gehäuse der Schraubvorrichtung (10, 20) integriert ist oder von dem Gehäuse der Schraubvorrichtung (10, 20) separiert und räumlich beabstandet ist.
  6. Schraubvorrichtung (10; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubvorrichtung (10; 20) eine Anschlusseinrichtung zur Montage an einer Haltemechanik (30) aufweist.
  7. Schraubvorrichtung (10; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubvorrichtung (10; 20) Druckluft-basiert oder Elektro-basiert antreibbar ist.
  8. Schraubvorrichtung (10; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubvorrichtung (10; 20) ein motorisierter Handschrauber (10) ist, vorzugsweise mit einem Handgriff (3) zum manuellen Bewegen der Schraubvorrichtung (10).
  9. Haltemechanik (30) für eine Schraubvorrichtung (20) zum motorisierten Ausführen eines Schraubvorgangs an einer Schraubstelle, wobei die Haltemechanik (30) zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad (F1, F2, F3) und/oder zumindest einen rotatorischen Freiheitsgrad (F4, F5) aufweist und ausgeführt ist, um die Schraubvorrichtung (20) zu führen und um durch die Schraubvorrichtung (20) verursachte Kräfte oder Drehmomente aufzunehmen und abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemechanik (30) eine Kameraeinrichtung (1) zum Filmen der Schraubstelle und/oder des Schraubvorgangs und Übermitteln der gefilmten Bilder an eine Anzeigeeinrichtung (2) für einen Bediener umfasst.
  10. Haltemechanik (30) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 ausgebildet ist und/oder die Schraubvorrichtung (20) gemäß Anspruch 7 ausgebildet ist.
  11. Haltemechanik (30) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemechanik (30) eine Teleskopeinrichtung (31) umfasst, die einen translatorischen Freiheitsgrad (F1) bildet.
  12. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemechanik (30) ein Schienensystem mit zumindest einer Verfahrschiene (32, 33) umfasst, die zumindest einen translatorischen Freiheitsgrad (F2, F3) bildet.
  13. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemechanik (30) ein Schienensystem mit zumindest zwei Verfahrschienen (32, 33) umfasst, die zumindest zwei translatorische Freiheitsgrade (F2, F3) bilden.
  14. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass, dass die Teleskopeinrichtung (31) zumindest abschnittsweise um ihre Längsachse (L) drehbar ist, um einen rotatorischen Freiheitsgrad (F4) zu bilden.
  15. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass, dass die Teleskopeinrichtung (31) an einem Schwenkgelenk (34) montiert ist, das einen rotatorischen Freiheitsgrad (F5) bildet.
  16. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemechanik (30) eine Armkonstruktion (35) umfasst und an der Armkonstruktion (35) eine Betätigungseinrichtung (36) zum manuellen Bewegen der Haltemechanik (30) und/oder zum Einschalten/Ausschalten der Schraubvorrichtung (20) angeordnet ist.
  17. Haltemechanik (30) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Armkonstruktion (35) die Anzeigeeinrichtung (2) angeordnet ist, vorzugsweise um mit der Armkonstruktion (35) mitbewegbar zu sein.
  18. Haltemechanik (30) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Armkonstruktion (35) an die Teleskopeinrichtung (31) gekoppelt ist.
  19. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopeinrichtung (31) von dem Schienensystem nach unten abgehängt ist, vorzugsweise über das Schwenkgelenk (34).
  20. Haltemechanik (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubvorrichtung (20) und/oder die Kameraeinrichtung (1) an die Teleskopeinrichtung (31) gekoppelt sind.
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