ES2494690T3 - Assembly procedure of a fixing element and device for executing said procedure - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el montaje de un elemento de fijación (S) con respecto a una correspondiente pieza de acoplamiento (A), en el que el elemento de fijación (S) se inserta, en la dirección de su eje longitudinal (Z) a lo largo de un trayecto (L), en la pieza de acoplamiento (A), que se caracteriza por que el control del movimiento de montaje de elemento de fijación (S) con respecto a la pieza de acoplamiento (A) se realiza teniendo monitorizando el cociente diferencial (ΔL/Δt) o (ΔL/Δδ) para detectar un cambio de valor, donde (Δt) representa la unidad de tiempo y (Δδ) representa la unidad del ángulo de giro del elemento de fijación (S) en su giro en torno a su eje longitudinal (Z), durante el cual el elemento de fijación (S) cubre el trayecto de recorrido (L) con respecto a la pieza de acoplamiento (A)Procedure for mounting a fixing element (S) with respect to a corresponding coupling piece (A), in which the fixing element (S) is inserted, in the direction of its longitudinal axis (Z) along of a path (L), in the coupling piece (A), characterized in that the control of the mounting movement of the fixing element (S) with respect to the coupling piece (A) is carried out by monitoring the ratio differential (ΔL / Δt) or (ΔL / Δδ) to detect a change in value, where (Δt) represents the unit of time and (Δδ) represents the unit of the angle of rotation of the fixing element (S) in its rotation in around its longitudinal axis (Z), during which the fixing element (S) covers the travel path (L) with respect to the coupling part (A)
Description
Procedimiento de montaje de un elemento de fijación y dispositivo de ejecución de dicho procedimiento. Assembly procedure of a fixing element and device for executing said procedure.
[0001] La presente invención hace referencia a un procedimiento para el montaje de un elemento de fijación según la descripción genérica de la reivindicación 1 y un dispositivo para la ejecución de dicho procedimiento según la descripción genérica de la reivindicación 8. [0001] The present invention refers to a method for mounting a fixing element according to the generic description of claim 1 and a device for executing said method according to the generic description of claim 8.
[0002] Los procedimientos de montaje, especialmente procedimientos de roscado o atornillado, son sobradamente conocidos en la práctica. En los procedimientos de roscado o atornillado generalmente automatizados, se rosca o [0002] Mounting procedures, especially threading or screwing procedures, are well known in practice. In generally automated threading or screwing procedures, it is threaded or
15 atornilla un tornillo en una entalla prevista para ello en una pieza de acoplamiento. Esto se realiza característicamente con un mecanismo tipo herramienta correspondiente. 15 screw a screw into a notch provided for this in a coupling piece. This is done characteristically with a corresponding tool type mechanism.
[0003] En este tipo de dispositivos o procedimientos es conocido además el modo de detectar y controlar las señales de desplazamiento y de profundidad. Para ello se debe garantizar que el tornillo solo se apriete hasta una profundidad de roscado o atornillado determinada, con una velocidad en revoluciones por minuto determinada o un par o momento de giro determinado. Se conoce además el registro o determinación del momento de giro a través de sensores de momento o par de giro adecuados o a través de la corriente del motor. De esta forma se puede deducir [0003] In this type of devices or procedures it is also known how to detect and control the displacement and depth signals. To do this, it must be ensured that the screw is only tightened to a specific screw or screw depth, with a speed in revolutions per minute or a specific torque or moment of rotation. It is also known to record or determine the moment of rotation through suitable moment sensors or torque or through the motor current. This way you can deduce
o averiguar el momento de apriete de un tornillo, o, incluso, limitarlo. También se conoce el registro o determinación del ángulo de giro al roscar o atornillar un tornillo en sí. or find out when to tighten a screw, or even limit it. It is also known to record or determine the angle of rotation when threading or screwing a screw itself.
25 [0004] En procedimientos de roscado de estas características tiene un especial significado el asiento del cabezal. Debajo ha de entenderse el contacto de un cabezal de tornillo con la pieza de acoplamiento que capta el tornillo. Si el cabezal del tornillo llega a esta posición de asiento durante un procedimiento de roscado, entonces solo se puede introducir un poco más el tornillo, y el momento de giro aumenta rápidamente. En el estado de la técnica es, por tanto, obligatorio, alcanzar la profundidad de roscado del tornillo para poder abarcar o predecir la posición del cabezal del tornillo con respecto a la pieza de acoplamiento. De esta forma se puede, por ejemplo, roscar o atornillar un tornillo a más revoluciones por minuto, es decir, mayor velocidad, hasta llegar a un aposición ligeramente anterior a la del asiento del cabezal, para apretarlo finalmente con un menor número de revoluciones por minuto (menor velocidad). La conmutación de velocidades en revoluciones por minuto sirve, de esta forma, para la optimización del [0004] In threading procedures of these characteristics, the head seat has a special meaning. Underneath, the contact of a screw head with the coupling piece that captures the screw must be understood. If the screw head reaches this seating position during a threading procedure, then only the screw can be introduced a little more, and the turning moment increases rapidly. In the prior art, it is therefore mandatory to reach the screw thread depth to be able to cover or predict the position of the screw head with respect to the coupling piece. In this way, it is possible, for example, to screw or screw a screw at more revolutions per minute, that is, greater speed, until reaching an apposition slightly earlier than that of the head seat, to finally tighten it with a lower number of revolutions per minute (slower speed). The switching of speeds in revolutions per minute is thus used to optimize the
35 proceso. Por cuestiones temporales tiene lugar lo antes posible, antes de que se dé un incremento del par o momento de giro. Por otro lado se debe garantizar que la conmutación de velocidades se realice en el momento adecuado de manera que no se atornille o rosque con unas revoluciones por minuto demasiado elevadas, y que, a ser posible, no se aplique un momento de apriete demasiado elevado e inadmisible. Por este motivo se requiere, en el estado de la técnica, conocer e identificar la posición precisa del cabezal del tornillo con respecto a la pieza de acoplamiento. 35 process. For temporary reasons, it takes place as soon as possible, before there is an increase in torque or moment of rotation. On the other hand, it must be ensured that the switching of speeds is carried out at the right time so that it is not screwed or screwed at too high revolutions per minute, and that, if possible, a tightening moment is not applied too high and inadmissible. For this reason, it is required, in the state of the art, to know and identify the precise position of the screw head with respect to the coupling piece.
[0005] Las tolerancias de componentes, que dependen de la aplicación, ejercen una acción contraria en las determinaciones exactas de posición del cabezal de tornillo, y, de esta forma, en el proceso de montaje. Para garantizar las tolerancias de todos los componentes, es necesario, en la práctica desarrollada hasta la fecha, llevar a [0005] The component tolerances, which depend on the application, exert an opposite action in the exact position determinations of the screw head, and, thus, in the assembly process. To guarantee the tolerances of all components, it is necessary, in practice developed to date, to carry
45 cabo la conmutación de velocidades con precisión justo antes de alcanzar el asiento del cabezal, aunque ello fuera solo necesario en realidad para los componentes con las mayores tolerancias de error. Puesto que la conmutación de la velocidad en revoluciones por minuto es realmente necesaria en la mayoría de los casos antes del momento efectivo, es innecesario seguir roscando o atornillando más tiempo con un menor número de revoluciones por minuto. Por ello se aumenta posteriormente el tiempo de ciclo. Incluso se puede pensar que las tolerancias de los componentes son tan grandes que el procedimiento de atornillado completo se debe ejecutar a una velocidad reducida. 45 carry out the speed switching with precision just before reaching the head seat, although this is only really necessary for components with the highest error tolerances. Since switching the speed in revolutions per minute is really necessary in most cases before the effective moment, it is unnecessary to continue threading or screwing more time with a lower number of revolutions per minute. Therefore, the cycle time is subsequently increased. You can even think that the tolerances of the components are so great that the complete screwing procedure must be executed at a reduced speed.
[0006] Como medio alternativo para la detección del asiento del cabezal se lleva a cabo en la práctica una supervisión del momento o par de giro. Si aumenta el momento de giro, se sobreentiende que el tornillo ha llegado al [0006] As an alternative means of detecting the head seat, a monitoring of the moment or torque is carried out in practice. If the turning moment increases, it is understood that the screw has reached the
55 asiento del cabezal, con lo que el tornillo ya ha sido apretado. Si se utiliza el momento o par como criterio para la conmutación de revoluciones por minuto, éste debería, no obstante, tener lugar en un plazo de tiempo corto no realizable para que, en el proceso de atornillado, no se atornille o rosque por encima del momento o par objetivo previsto. Por otra parte los tornillos, en roscas sin desbastado final (tornillos autoconformables o con formación propia de surcos), producen momentos o pares de giro irregulares y, de vez en cuando, elevados ya antes de alcanzar el asiento del cabezal, con lo que no es conveniente ni práctico recurrir a este criterio de conmutación de las revoluciones por minuto. 55 seat of the head, with which the screw has already been tightened. If the moment or torque is used as a criterion for the switching of revolutions per minute, this should, however, take place within a short period of time not feasible so that, in the screwing process, it is not screwed or screwed over the Expected moment or pair of objective. On the other hand, the screws, in threads without final roughing (self-forming screws or with own formation of grooves), produce irregular moments or pairs of rotation and, occasionally, elevated already before reaching the seat of the head, so that It is convenient or practical to use this criterion for switching revolutions per minute.
[0007] Gracias a la patente DE 198 45 871 A1 se conoce un procedimiento para el apretado de tornillos. En ese procedimiento se controla un gradiente formado a partir del par de apriete M y del ángulo de giro δ en el sentido de 65 que se utiliza una reducción del cociente diferencial LM dividido entre Lδ para la desconexión del sistema de atornillado o roscado. Cuando se alcanza un par de apriete máximo estimado, se inicia el procedimiento. Este [0007] Thanks to the patent DE 198 45 871 A1, a method for tightening screws is known. In this procedure, a gradient formed from the tightening torque M and the angle of rotation δ in the direction of 65 is controlled, which uses a reduction in the differential quotient LM divided by Lδ for the disconnection of the screwed or threaded system. When an estimated maximum torque is reached, the procedure is started. This
procedimiento tiene la desventaja de que los pares o momentos elevados que se puedan dar inesperadamente, pueden conducir a la desconexión temprana del procedimiento de atornillado o roscado. The procedure has the disadvantage that the pairs or high moments that may occur unexpectedly can lead to the early disconnection of the screwing or threading procedure.
[0008] Por ello se establece la tarea o función de ofrecer un procedimiento para determinar mejor el asiento del [0008] Therefore, the task or function of offering a procedure to better determine the seat of the
5 cabezal de un tornillo, que sirva para superar los inconvenientes previamente mencionados. También tiene la función de preparar un dispositivo con el que se pueda ejecutar el procedimiento de montaje con la detección optimizada del asiento del cabezal. 5 screw head, which serves to overcome the aforementioned inconveniences. It also has the function of preparing a device with which the assembly procedure can be executed with the optimized detection of the head seat.
10 [0009] La tarea o función se desencadena mediante un procedimiento según la reivindicación 1, y un dispositivo según la reivindicación 8. [0009] The task or function is triggered by a method according to claim 1, and a device according to claim 8.
[0010] La invención parte del conocimiento de que un movimiento de unión de un elemento de fijación puede ser [0010] The invention is based on the knowledge that a joint movement of a fixing element can be
15 controlado con una especial seguridad y precisión con respecto a una pieza de acoplamiento receptora de un elemento de fijación si, para ello, se recurre a un cociente diferencial LL/Lto LL/Lφ. En la fórmula LL es un trayecto de recorrido que recorre el elemento de fijación con respecto a la pieza de acoplamiento. Lt se refiere a la unidad de tiempo necesaria para ello. Opcionalmente a Lt, Lφ describe por su parte una unidad de ángulo de giro en torno a la cual gira el elemento de fijación en torno a su eje longitudinal, mientras que va recorriendo el trayecto de recorrido 15 controlled with special safety and precision with respect to a receiver coupling part of a fixing element if, for this, a differential ratio LL / Lto LL / Lφ is used. In formula LL it is a path that travels the fixing element with respect to the coupling piece. Lt refers to the unit of time needed for it. Optionally to Lt, Lφ, for its part, describes a unit of angle of rotation around which the fastener rotates around its longitudinal axis, while traveling along the path
20 LL. Mediante la utilización de este cociente diferencial se pueden superar de forma positiva y fructífera los inconvenientes conocidos según el estado de la técnica, pudiendo asegurar cada uno de los casos de montaje o unión individualmente. Se soluciona en particular el problema de las tolerancias de componentes ya que se pueden tener en consideración individualmente diferentes dimensiones (especialmente de tornillos) con la ayuda del cociente diferencial en el procedimiento de montaje o unión, y que no deben ser calculadas desde un principio. 20 LL. By using this differential quotient, the known drawbacks can be overcome positively and fruitfully according to the state of the art, being able to ensure each of the cases of assembly or joining individually. The problem of component tolerances is solved in particular since different dimensions (especially of screws) can be taken individually into account with the help of the differential quotient in the assembly or joining procedure, and which should not be calculated from the beginning.
25 [0011] Mientras que en el cociente diferencial LL/Lt se comprueba que se da una velocidad y, en particular, una modificación de la velocidad de avance del elemento de fijación, el cociente diferencial LL/Lφ tiene en cuenta el avance del elemento de fijación dependiendo de su movimiento giratorio, especialmente por tanto de un ángulo de atornillado o roscado de un tornillo. La ventaja de utilizar este cociente diferencial con respecto al estado de la [0011] While in the differential ratio LL / Lt it is verified that there is a speed and, in particular, a modification of the speed of advance of the fixing element, the differential ratio LL / Lφ takes into account the advance of the element of fixation depending on its rotational movement, especially therefore of a screwed or screwed angle of a screw. The advantage of using this differential quotient with respect to the state of the
30 técnica, es, esencialmente, la que se explica a continuación: 30 technique, is essentially the one explained below:
LL/Lt Un valor LL/Lt principalmente constante se traduce en una velocidad de avance esencialmente constante, con la que un elemento de fijación se inserta en una pieza de acoplamiento prevista para ello. Si el LL / Lt A mainly constant LL / Lt value translates into an essentially constant feed rate, with which a fixing element is inserted into a coupling piece provided for it. If he
35 elemento de fijación se encuentra con un impedimento, entonces se reduce o elimina el trayecto recorrido por unidad de tiempo, con lo que se puede superar el impedimento por medio de la supervisión inmediata de este cociente diferencial. En el caso de ejemplo de un tornillo, se pueden reducir entonces de forma inmediata las revoluciones por minuto de atornillado o roscado para controlar con un menor número de revoluciones por minuto el siguiente procedimiento de atornillado o el momento objetivo con mayor The fixing element encounters an impediment, then the path traveled per unit of time is reduced or eliminated, whereby the impediment can be overcome by immediate monitoring of this differential quotient. In the case of an example of a screw, the revolutions per minute of screwing or tapping can then be reduced immediately to control the following screwing procedure or the target moment with a lower number of revolutions per minute.
40 precisión y seguridad. Contrariamente a esto las señales de profundidad sencillas conocidas por el estado de la técnica no aportan valor fiable alguno sobre si se llega en verdad al asiento del cabezal, ya que la profundidad de roscado y el asiento del cabezal, tal y como se describen anteriormente, dependiendo de la tolerancia no se encuentran en una relación exacta el uno con respecto del otro. Mientras que de acuerdo con el estado de la técnica el asiento del cabezal se “supone” únicamente por la valoración de la señal de 40 precision and safety. Contrary to this, the simple depth signals known to the state of the art do not provide any reliable value as to whether the head seat is actually reached, since the thread depth and the head seat, as described above, Depending on the tolerance they are not in an exact relationship with each other. While according to the state of the art the head seat is "supposed" only by the evaluation of the signal of
45 profundidad, mediante el uso ingenioso del cociente diferencial LL/Lt (especialmente con una velocidad de avance preferiblemente constante del elemento de fijación) se puede averiguar el asiento del cabezal de forma segura y dependiendo de las tolerancias. LL/Lφ Este cociente diferencial abarca un trayecto de recorrido por ángulo de giro del elemento de fijación, lo que 45 depth, by ingenious use of the differential ratio LL / Lt (especially with a preferably constant feed rate of the fixing element) the seat of the head can be ascertained safely and depending on the tolerances. LL / Lφ This differential quotient covers a travel path per angle of rotation of the fixing element, which
50 representa, igualmente, un caso de aplicación típico de un tornillo. Un cociente diferencial constante LL/Lφ vuelve a traducirse en este caso por una velocidad de avance o de retorno constante del elemento de fijación. Pero si, por ejemplo, un tornillo llega con su cabezal a la pieza de acoplamiento (asiento del cabezal), entonces el tornillo no recorre ningún trayecto adicional LL en un movimiento giratorio adicional (eventualmente mínimo), con lo que el cociente LL/Lφ disminuye intensamente hasta cero. Mediante la 50 also represents a typical application case of a screw. A constant differential ratio LL / Lφ is translated again in this case by a constant forward or return speed of the fixing element. But if, for example, a screw arrives with its head at the coupling piece (seat of the head), then the screw does not travel any additional path LL in an additional (possibly minimum) rotational movement, so that the ratio LL / Lφ decreases intensely to zero. By means of the
55 supervisión del cociente diferencial LL/Lφ, contrariamente al estado de la técnica, se puede reconocer igualmente el asiento del cabezal de forma segura y en base a las tolerancias, con lo que este cociente sigue ofreciendo otra ventaja más: Puesto que en un procedimiento de roscado o atornillado sin problemas la sección de trayecto L se encuentra en relación fija con respecto al ángulo de giro Lφ, se puede trabajar también preferiblemente con The supervision of the differential ratio LL / Lφ, contrary to the state of the art, the seat of the head can also be recognized in a safe way and based on the tolerances, whereby this ratio continues to offer another advantage: Since in a procedure The thread section L is in a fixed relationship with respect to the angle of rotation Lφ, it is also possible to work preferably with
60 velocidades de giro diferentes o velocidades de giro de marcha arbitraria durante el proceso de roscado, sin ejercer influencia alguna sobre los cocientes diferenciales LL/Lφ. Justo al llegar al asiento del cabezal se importuna o interfiere en esta relación, con lo que mediante la correspondiente valoración se puede efectuar especialmente una conmutación de las revoluciones por minuto de roscado. Hasta alcanzar el asiento del cabezal, se puede, al contrario, roscar o atornillar con unas revoluciones por minuto mayores y, de esta 60 different turning speeds or arbitrary driving speeds during the threading process, without any influence on the LL / Lφ differential ratios. Just when you arrive at the head seat, it is imported or interferes in this relationship, so that by means of the corresponding evaluation, a switching of the revolutions per minute of threading can be performed. Until reaching the seat of the head, it can, on the contrary, be screwed or screwed with higher revolutions per minute and, of this
65 forma, acelerar y optimizar el proceso. 65 shape, speed up and optimize the process.
[0012] Contrariamente al estado de la técnica destaca el uso de los cocientes diferenciales LL/Lφ también por el hecho de que es claramente superior a la supervisión del par de giro. Se sabe gracias al estado de la técnica cómo detectar el asiento del cabezal mediante un incremento del momento o par de giro del tornillo (sensor de par de giro [0012] Contrary to the state of the art, the use of differential ratios LL / Lφ also stands out because of the fact that it is clearly superior to the supervision of the torque. It is known from the state of the art how to detect the head seat by increasing the moment or torque of the screw (torque sensor)
o corriente de motor). En realidad el asiento del cabezal no tiene lugar la mayoría de las veces al mismo tiempo que or motor current). Actually the head seat does not take place most of the time at the same time as
5 el incremento del par de giro, sino que antes. La razón radica en un juego de rosca seguro entre la rosca interna de la pieza de acoplamiento y la rosca externa del tornillo. Durante el procedimiento de atornillado o roscado el tornillo se encuentra normalmente en los flancos de la rosca interna vinculados al cabezal de tornillo y se desliza sobre ésta durante el movimiento del tornillo hasta su interior. Una vez ha llegado a la pieza de acoplamiento del cabezal, sigue girando el tornillo sobre todo en torno a una pieza angular fija, antes de que los flancos contiguos al cabezal del tornillo de la rosca interna de la pieza de acoplamiento entren en contacto con la rosca del tornillo. Justo entonces se produce el verdadero arriostramiento entre el cabezal del tornillo y los flancos de la rosca con el incremento siguiente del par de giro. La supervisión del par de giro de roscado no determina, por tanto, el asiento efectivo del cabezal, sino que el estado exacto de arriostramiento que se genera, que incide secundaria y temporalmente en el asiento del cabezal. Si se da el estado de la técnica concluyente a partir del incremento del par de giro en el asiento 5 the increase in torque, but before. The reason lies in a safe thread set between the internal thread of the coupling piece and the external thread of the screw. During the procedure of screwing or threading the screw is normally located on the flanks of the internal thread linked to the screw head and slides over it during the movement of the screw to its interior. Once you have reached the head coupling part, continue turning the screw, especially around a fixed angular piece, before the flanks adjacent to the screw head of the internal thread of the coupling part come into contact with the screw thread. Just then the true bracing occurs between the screw head and the thread flanks with the following increase in torque. The supervision of the twist torque does not, therefore, determine the effective seat of the head, but rather the exact state of bracing that is generated, which affects the seat of the head secondary and temporarily. If the state of the art is conclusive from the increase in the torque in the seat
15 del cabezal, se produce la reducción del número de revoluciones por minuto de atornillado o roscado, y de allí, necesariamente, cuando aumente el par de giro y (según las revoluciones por minuto absolutas), quizá demasiado tarde para seguir atornillando por encima del par o momento destino. Según la invención la detección del asiento del cabezal con la ayuda del cociente diferencial LL/Lφ permite la conmutación de la velocidad en número de revoluciones por minuto incluso antes de que se produzca en realidad un par de apriete significativo del tornillo. Esto garantiza una calidad homogénea y buena en comparación con el procedimiento conocido hasta la fecha. 15 of the head, the reduction in the number of revolutions per minute of screwing or tapping occurs, and hence, necessarily, when the torque increases and (according to the absolute revolutions per minute), perhaps too late to continue screwing above the destination pair or moment. According to the invention, the detection of the head seat with the aid of the differential ratio LL / Lφ allows the speed to be switched in number of revolutions per minute even before a significant tightening torque of the screw actually occurs. This guarantees a homogeneous and good quality compared to the procedure known to date.
[0013] El cociente diferencial LL/Lφ plantea a continuación otro problema añadido según el estado de la técnica, en el cual, con la ayuda de la supervisión del par de giro se infiere en el asiento del cabezal. En roscas de paso duro o en tornillos autoconformables o con formación propia de surcos, oscila el par de apriete de forma ostensible y, al [0013] The differential ratio LL / Lφ then raises another problem added according to the state of the art, in which, with the help of the torque monitoring, it is inferred in the head seat. In threads of hard passage or self-forming screws or with own formation of grooves, the tightening torque oscillates ostensibly and, at
25 aumentar un valor límite establecido, puede señalizar de forma errónea el asiento del cabezal, aunque no se haya indicado éste. Haciendo referencia según la invención al trayecto de recorrido LL con respecto al ángulo de giro Lφ y a su supervisión, se podrá eliminar con seguridad este problema. Increasing a set limit value may incorrectly signal the head seat, even if it has not been indicated. Referring according to the invention to the travel path LL with respect to the angle of rotation Lφ and its supervision, this problem can be safely eliminated.
[0014] Una forma de versión, la más sencilla, del procedimiento según la invención, para montar un elemento de fijación, con respecto a una pieza de acoplamiento correspondiente, prevé que el elemento de fijación se aplique a lo largo de un eje longitudinal, siguiendo un trayecto hasta la pieza de acoplamiento. Así debe realizarse, con respecto al estado de la técnica, el control del movimiento de montaje del elemento de fijación con respecto a la pieza de acoplamiento, haciendo uso de los cocientes diferenciales LL/Lto LL/Lφ. Tal y como se ha mencionado anteriormente, Lt expresa la unidad de tiempo e Lφ describe la unidad del ángulo de giro del elemento de fijación [0014] A simpler version of the method according to the invention, for mounting a fixing element, with respect to a corresponding coupling piece, provides that the fixing element is applied along a longitudinal axis, following a path to the coupling piece. Thus, with respect to the state of the art, the control of the assembly movement of the fixing element with respect to the coupling piece must be carried out, using the differential ratios LL / Lto LL / Lφ. As mentioned above, Lt expresses the unit of time and Lφ describes the unit of the angle of rotation of the fixing element
35 girado en torno a un eje longitudinal, durante el cual recorre el elemento de fijación el trayecto de recorrido LL con respecto a la pieza de acoplamiento. 35 rotated around a longitudinal axis, during which the fixing element travels the travel path LL with respect to the coupling piece.
[0015] Según la forma preferente del procedimiento, el elemento de fijación es en este caso un tornillo equipado con una rosca que se atornilla en la pieza de acoplamiento para el montaje de unión. Esto se produce al menos con una velocidad de enroscado (revoluciones por minuto), preferiblemente constante. La utilización de una velocidad de enroscado constante permite preferiblemente la utilización opcional de los cocientes diferenciales LL/Lφ o, incluso, de LL/Lt, ya que el último, a unas revoluciones por minuto constantes hasta el asiento del cabezal, lanza un valor igualmente constante. En el cociente diferencial LL/Lφ no sirve el límite por la razón de la independencia temporal del trayecto de recorrido LL desde el ángulo de giro Lφ, aunque de todos modos, resulte más ventajoso. [0015] According to the preferred method of the process, the fixing element is in this case a screw equipped with a thread that is screwed into the coupling piece for the joint assembly. This occurs at least with a screwing speed (revolutions per minute), preferably constant. The use of a constant screwing speed preferably allows the optional use of differential ratios LL / Lφ or even LL / Lt, since the latter, at constant revolutions per minute to the head seat, throws a value equally constant. In the differential ratio LL / Lφ the limit does not work for the reason of the temporal independence of the travel path LL from the angle of rotation Lφ, although it is more advantageous anyway.
45 [0016] Aunque la utilización de los cocientes diferenciales prescritos pueden ser aprovechada en general para el procedimiento de montaje, existe una forma de versión especialmente beneficiosa si se utiliza un tornillo como elemento de fijación con un cabezal, cuya expansión transversal al eje longitudinal del tornillo es mayor al diámetro exterior de la rosca del tornillo. Por ello, al atornillar o roscar, se da obligatoriamente un asiento del cabezal cuya detección debe ser posible de una forma particularmente fácil y ventajosa con la ayuda del procedimiento descrito. [0016] Although the use of the prescribed differential ratios can be used in general for the assembly procedure, there is an especially beneficial version if a screw is used as a fixing element with a head, whose transverse expansion to the longitudinal axis of the Screw is larger than the outer diameter of the screw thread. Therefore, when screwing or threading, a head seat is mandatory, the detection of which must be possible in a particularly easy and advantageous way with the help of the procedure described.
[0017] Para la determinación del asiento (asiento del cabezal) del cabezal del tornillo sobre una superficie de apoyo de la pieza de acoplamiento, la invención está poniendo a disposición los siguientes pasos o fases de procedimiento: [0017] For the determination of the seat (head seat) of the screw head on a bearing surface of the coupling piece, the invention is making available the following steps or procedural steps:
55 a) Roscado del tornillo en la pieza de acoplamiento con unas revoluciones por minuto de roscado, 55 a) Screw threading on the coupling piece with threading revolutions per minute,
b) Determinación repetida o permanente de los cocientes diferenciales LL/Lto LL/Lφ,y b) Repeated or permanent determination of the differential ratios LL / Lto LL / Lφ, and
c) Determinación del asiento del cabezal mediante la supervisión de los cocientes diferenciales LL/Lto LL/Lφ con una modificación de valor. c) Determination of the head seat by monitoring the differential ratios LL / Lto LL / Lφ with a change in value.
[0018] Según el punto c) se debería supervisar el cociente diferencial con una modificación de valor para centrarse en un asiento de cabezal. La determinación del cociente diferencial puede realizarse de forma cíclica o, fundamentalmente, de forma permanente, de tal forma que las modificaciones del cociente diferencial también se 65 puedan reconocer inmediatamente en el rango de milisegundos. Por supuesto la determinación del cociente diferencial se puede realizar mediante valores límites o tolerancias adecuados para el procedimiento concreto de [0018] According to point c) the differential quotient should be monitored with a change in value to focus on a head seat. The differential quotient can be determined cyclically or, fundamentally, permanently, so that the modifications of the differential quotient can also be recognized immediately in the range of milliseconds. Of course, the determination of the differential quotient can be carried out by means of limit values or tolerances suitable for the specific procedure of
montaje en cuestión, lo que se puede hacer realidad mediante la previsión de parámetros adecuados, por ejemplo en una unidad de control. assembly in question, which can be realized by providing suitable parameters, for example in a control unit.
[0019] En la continuación del ingenioso procedimiento se puede adaptar, y reducir hasta un grado especial, el [0019] In the continuation of the ingenious process, it is possible to adapt, and reduce to a special degree, the
5 número de revoluciones por minuto de atornillado según el asiento del cabezal detectado. De esta forma se ajusta el procedimiento a los requisitos de ofrecer un procedimiento de montaje optimizado cronológicamente, y de trabajar en cada caso con unas revoluciones por minuto de roscado óptimas. La adecuación a las revoluciones por minuto de roscado, especialmente una vez se ha alcanzado el asiento del cabezal (en caso de emergencia, en fracciones de segundo), puede darse con tal rapidez que el par de apriete descrito durante el apriete del tornillo se consigue tan solo si ya se ha introducido o ajustado la velocidad adaptada en revoluciones por minuto. Tal y como se ha descrito anteriormente, se garantiza este hecho consiguiendo que el atornillado no se produzca con unas revoluciones por minuto inadecuadamente elevadas, y que, por ejemplo, se supere el par de apriete. 5 number of revolutions per minute of screwing according to the seat of the head detected. In this way the procedure is adjusted to the requirements of offering a chronologically optimized assembly procedure, and of working in each case with optimum threading revolutions per minute. The adjustment to the revolutions per minute of threading, especially once the head seat has been reached (in case of emergency, in fractions of a second), can occur so quickly that the tightening torque described during the tightening of the screw is achieved only if the speed adapted in revolutions per minute has already been entered or adjusted. As described above, this fact is guaranteed by ensuring that the screwing does not occur with inadequately high revolutions per minute, and that, for example, the tightening torque is exceeded.
[0020] Además de la supervisión del momento de alcance del asiento del cabezal, también tiene importancia el [0020] In addition to monitoring the reach moment of the head seat, the
15 procedimiento según la invención para la supervisión del proceso. De esta forma al alcanzar un criterio de desconexión de atornillado (en gran parte arbitrario) con la ayuda del recorrido o del valor actual del cociente diferencial se determina y supervisa el estado de las condiciones o procedimiento de atornillado. 15 method according to the invention for process supervision. In this way, when reaching a screw disconnection criterion (largely arbitrary) with the help of the travel or the current value of the differential quotient, the state of the screwed conditions or procedure is determined and monitored.
[0021] Si se tiene que apretar, por ejemplo, un tornillo con un par de apriete objetivo determinado, se puede supervisar con la ayuda del cociente diferencial si la velocidad de avance del tornillo al llegar al par objetivo (y, de esta forma la desconexión) fue cero, por lo que se produjo de forma efectiva el asiento del cabezal. Solo se puede aplicar, por ejemplo, una tensión previa al tornillo. De esta forma se puede descartar en la mayor medida posible que se clasifique un tornillo más difícil, que ha alcanzado su momento o par objetivo ya antes del asiento del cabezal, como un atornillado correcto (OK). Un caso así tiene lugar, por ejemplo, si en tornillos con formación propia de [0021] If, for example, a screw with a determined target torque has to be tightened, it can be monitored with the help of the differential quotient if the speed of advance of the screw when reaching the target torque (and, in this way the disconnection) was zero, so the head seat was effectively produced. Only a pre-screw tension can be applied, for example. In this way, it is possible to discard to the greatest extent possible that a more difficult screw is classified, which has reached its target moment or torque already before the head seat, as a correct screwing (OK). Such a case takes place, for example, if in screws with their own formation of
25 surcos es demasiado pequeño o está sucio el diámetro de orificio pretaladrado, lo que, por razones técnicas de ejecución, no se puede pasar por alto. 25 grooves are too small or the pre-drilled hole diameter is dirty, which, for technical reasons of execution, cannot be overlooked.
[0022] Se puede determinar por regla general con la ayuda del cociente diferencial si un tornillo realiza un empuje, por ejemplo, por ángulo de giro, decidiendo si se sigue atornillando, o no, es decir, que permanece fijo. De esta forma se puede asimismo saber y reconocer (eventualmente también en relación con una medición de profundidad), si resulta un par obtenido a partir del asiento del cabezal o por otros motivos (como, por ejemplo, tornillo de difícil paso, otro bloqueo). [0022] It can be determined as a rule with the help of the differential quotient if a screw makes a thrust, for example, by angle of rotation, deciding whether or not to continue screwing, that is to say, that it remains fixed. In this way, it is also possible to know and recognize (possibly also in relation to a depth measurement), if a torque is obtained from the seat of the head or for other reasons (such as, for example, a difficult screw, another block) .
[0023] Un dispositivo según la invención que resulta adecuado especialmente para el procedimiento descrito en la [0023] A device according to the invention that is especially suitable for the method described in the
35 invención, que deberá presentarse para la ejecución del procedimiento según la invención, debería presentar, en correspondencia: The invention, which must be presented for the execution of the method according to the invention, should, in correspondence:
a) El medio de accionamiento para el montaje del elemento de fijación en su dirección longitudinal a lo largo del trayecto en la pieza de acoplamiento. a) The drive means for mounting the fixing element in its longitudinal direction along the path in the coupling piece.
b) una unidad de control para el control del medio de accionamiento, b) a control unit for controlling the drive means,
c) un medio sensor para el registro de uno de los trayectos de recorrido LL trazados desde el elemento de fijación con respecto a la pieza de acoplamiento, y 45 c) a sensor means for recording one of the travel paths LL drawn from the fixing element with respect to the coupling piece, and
d) un medio sensor para la determinación del tiempo Lt durante el cual el elemento de fijación discurre por el trayecto de recorrido LL yo el medio sensor para la determinación del ángulo de giro Lφ, y que gira el elemento de fijación en torno a su eje longitudinal durante el trayecto de recorrido trazado LL. d) a sensor means for determining the time Lt during which the fixing element runs along the travel path LL and the sensor means for determining the angle of rotation Lφ, and which rotates the fixing element about its axis longitudinal along the path of the LL path.
[0024] Según la invención se constituye la unidad de control para la formación del cociente diferencial LL/Lto LL/Lφ, por medio de la cual se pueden realizar las ventajas descritas con respecto al estado de la técnica. [0024] According to the invention, the control unit for the formation of the differential ratio LL / Lto LL / Lφ is constituted, by means of which the advantages described with respect to the prior art can be realized.
[0025] Se entiende de por sí que el técnico preparará el medio sensor adecuado para la determinación de cada uno de los valores individuales (LL, Lt, Lφ) para la constitución del cociente diferencial preciso. [0025] It is understood by itself that the technician will prepare the appropriate sensor means for the determination of each of the individual values (LL, Lt, Lφ) for the constitution of the precise differential quotient.
55 [0026] Se dan otras formas ventajosas de versión o modelo de las reivindicaciones que se recogen más abajo. [0026] Other advantageous forms of version or model of the claims given below are given.
[0027] A continuación se explica en mayor profundidad la invención por medio de los ejemplos representados en las figuras. [0027] The invention will be explained in greater depth by means of the examples shown in the figures.
[0028] En las mismas se presenta: 65 Fig. 1 una representación sistemática de diferentes valores concretos de medición cronológicamente tomados. 5 [0028] They present: 65 Fig. 1 a systematic representation of different concrete values measured chronologically. 5
Fig. 2 un caso de aplicación del procedimiento para un tornillo. Fig. 2 a case of application of the procedure for a screw.
5 [0029] En la Fig. 1 se puede observar una representación esquemática del procedimiento con las dimensiones típicas de un procedimiento de roscado a lo largo del tiempo. El eje temporal t engloba en sí el rango de roscado amplio y sin problemas de un tornillo en su pieza de acoplamiento correspondiente con el momento del asiento del cabezal (tk), hasta el momento del incremento del par de giro como consecuencia de la ejecución del tensado. [0029] In Fig. 1 a schematic representation of the procedure can be seen with the typical dimensions of a threading process over time. The temporal axis t encompasses in itself the wide and trouble-free threading range of a screw in its corresponding coupling piece with the moment of the head seat (tk), until the moment of the increase in the torque as a result of the execution of the tense
10 [0030] En la imagen superior se representa la evolución o progreso del par de apriete. Hay que suponer un par de giro ligeramente oscilante en torno a un valor constante en términos esenciales. Las oscilaciones pueden ser el resultado de imprecisiones en la rosca o por las zonas no circulares o redondas. El par de giro conserva un valor constante hasta que el cabezal del tornillo llega a la pieza de acoplamiento (asiento del cabezal tk). Hasta el momento del tensado o apriete efectivo el par de giro mantiene su valor previo durante el momento tk, y aumenta 10 [0030] The evolution or progress of the tightening torque is shown in the image above. It is necessary to assume a slightly oscillating torque around a constant value in essential terms. The oscillations may be the result of inaccuracies in the thread or in non-circular or round areas. The torque keeps a constant value until the screw head reaches the coupling piece (tk head seat). Until the moment of tensioning or effective tightening the torque keeps its previous value during the time tk, and increases
15 justamente en el momento en el que se aplica abruptamente el tensado real y verdadero. 15 just at the moment when the real and true tension is applied abruptly.
[0031] En la imagen que se muestra más abajo se representa el ángulo de giro φ que se ha aplicado en este caso a lo largo del tiempo, y, con unas revoluciones por minuto de roscado constantes, se reproduce un incremento lineal. [0031] The image shown below shows the angle of rotation φ that has been applied in this case over time, and, with constant revolutions per minute of threading, a linear increase is reproduced.
20 [0032] La profundidad de roscado que se representa más abajo, L, evoluciona (de nuevo, como revoluciones por minuto aprobadas constantes) de forma lineal e incrementando hasta el momento del asiento del cabezal tk. A partir de entonces, el tornillo no se extiende en ningún otro trayecto adicional, ya que el asiento del cabezal lo está bloqueando. [0032] The threading depth shown below, L, evolves (again, as constant approved revolutions per minute) in a linear fashion and increasing until the moment of the seat of the head tk. Thereafter, the screw does not extend in any other additional path, since the head seat is blocking it.
25 [0033] En la imagen que se encuentra más abajo se encuentra representado finalmente el cociente diferencial LL/Lφ [0033] In the image below, the differential ratio LL / Lφ is finally represented
o LL/Lt. El recorrido LL/Lt resulta visible inmediatamente en la imagen que se muestra más arriba. El cociente diferencial permanecerá constante con el paso del tiempo mientras que vaya creciendo la profundidad de roscado. Si se modifica esta relación a partir de tk, entonces se modifica el cociente LL/Lt pasando básicamente a ser cero. En la vista conjunta de los diagramas el ángulo de giro φ y la profundidad de roscado L, también se da la evolución or LL / Lt. The LL / Lt route is immediately visible in the image shown above. The differential ratio will remain constant over time as the threading depth grows. If this relationship is modified from tk, then the ratio LL / Lt is modified, becoming basically zero. In the joint view of the diagrams the angle of rotation φ and the tapping depth L, the evolution is also given
30 del cociente diferencial LL/Lφ, que permanece igualmente constante hasta el momento tk, y una vez alcanzado dicho asiento de cabezal, desciende. 30 of the differential ratio LL / Lφ, which remains equally constant until time tk, and once said head seat is reached, it descends.
[0034] Se puede recurrir a esta modificación del cociente diferencial LL/Lφ o LL/Lt, según la invención, para la detección del asiento del cabezal y se superan de esta forma las desventajas prescritas según el estado de la [0034] This modification of the differential quotient LL / Lφ or LL / Lt, according to the invention, can be used for the detection of the seat of the head and thus overcome the prescribed disadvantages according to the state of the
35 técnica. 35 technique.
[0035] La Fig. 2 muestra una posible aplicación en una representación esquemática del procedimiento según la invención. En ella un tornillo S debe atornillarse o roscarse en una pieza de acoplamiento A, en la que el tornillo S presenta un cabezal K en su extremo superior. El tornillo S debe roscarse en su eje longitudinal Z con un ángulo de [0035] Fig. 2 shows a possible application in a schematic representation of the method according to the invention. In it a screw S must be screwed or threaded into a coupling piece A, in which the screw S has a head K at its upper end. The screw S must be threaded on its longitudinal axis Z with an angle of
40 giro φ, con lo que en la dirección Z traza un recorrido L. mediante la determinación de las secciones de trayecto L en relación con las secciones del ángulo de giro Lφ o secciones de tiempo Lt, se puede determinar el momento del asiento del cabezal, por lo tanto, si el cabezal K se asienta sobre la superficie de apoyo A separada hacia arriba de una forma ingeniosa y para la optimización de un proceso de montaje de dichas características. 40 φ rotation, so that in the Z direction it traces a path L. by determining the sections of path L in relation to the sections of the angle of rotation Lφ or time sections Lt, the moment of the head seat can be determined , therefore, if the head K sits on the support surface A separated upwards in an ingenious way and for the optimization of a process of assembly of said characteristics.
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