用于监测和/或调整热熔攻丝过程的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于简化热熔攻丝过程的方法和装置，其中，在该过程期间所做的功被纳入待观察的过程变量E中，该过程变量可以与模拟形成的对比值相比较，以便能判断所述过程的正确进程或有误进程。正确进程或有误进程。正确进程或有误进程。

【技术实现步骤摘要】
用于监测和/或调整热熔攻丝过程的方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种用于接合方法、尤其热熔攻丝过程(以下简称为“螺纹连接过程”或“接合过程”)的方法和装置。在此，接合件在多个前后紧接的过程步骤中被送入到一个工件内，其中，“工件”一般应该是指两个相互待连接且彼此贴靠的零件。
[0002]接合件尤其可以是热熔自攻丝。相似的零件也被称为“热钻件”或“热熔成形压入销”。因此不言自明地，以下说明对于通用术语“接合件”按照简化术语以接合件具体设计来指称，即为“热熔自攻丝”或仅简称为“螺钉”。
[0003]在采用热熔自攻丝的本身已知的接合过程中，螺钉首先以其尖朝前的方式安放到工件上(定位)。接着，转数被提高并且螺钉以大的压紧力被压到工件上，其中，该工件材料发热并且开始软化。在大的压紧力和进而快速递减的转数下，螺钉接着直至螺纹部起点地被压入工件(穿透成形)。随着明显降低的转数，螺钉接着被拧入工件中并同时在其中形成螺纹(攻丝)。最后，螺钉以头部抵接的方式被拧入工件并被拧紧(最终拧紧)。
[0004]从一个过程步骤到另一个过程步骤的过渡应该被精确控制并且有目的地进行。例如从穿透成形到攻丝的过渡应该被准确检测。因为尤其是转数(但还有其它过程变量比如像压紧力)在此能够被改变，以便一方面只在钻进深度足够大时才开始攻丝，另一方面没有以过高转数钻入太深，以免妨碍按照螺距干净利落地形成螺纹。但是，所述过渡不必对应配属于就突发事件而言的某个时刻。取而代之，穿透成形也可以在连续的、通过调整或控制特性所控制的过程中过渡至攻丝。同样情况也适用于在热熔攻丝过程的其它过程步骤之间的过渡。在现有技术中，切换时刻例如通过测量钻进深度来确定。在此假定，穿透成形总是在例如螺钉头距工件表面的距离低于预定值时结束。但在此，工件厚度误差始终未予考虑。如果螺钉过早穿透工件，则螺钉的攻丝部分以过高转数和过程力插入工件中并由此或许损坏螺纹。
[0005]或者，从DE 10 2007 024 627 B3中知道了将钻进深度的梯度用作为切换标准。在此，例如监测单位时间的钻进深度。在工件材料开始熔融的时刻，螺钉钻入工件中。对于此时递增的梯度“单位时间钻进深度”，可以将“高出预定极限值”用作切换标准。
[0006]本专利技术的任务是提供一种用于控制并调整接合过程的替代解决方案，其基于对过程数据的监测。
[0007]该任务通过一种根据权利要求1的方法和一种根据权利要求9的装置来完成。其它有利实施方式来自从属权利要求。
[0008]本专利技术源于以下想法，即，基于在过程中所形成的过程变量E调整或控制该接合过程或单独过程步骤的启动，所述过程变量考虑了因执行接合过程而做的功或所耗的能。因为接合过程的单独过程步骤在正常进程中伴随(在一定误差内)典型的能耗，故能耗(或在接合过程中由参与的机器所做的功)可被考虑作为正常的或可能失败的接合过程的标准。在接合过程中生成的过程变量E为此可以与例如代表正常进行的接合过程的对比值E*相比较。如果过程变量(优选在可预定的误差内)不同于其所属的对比值E*，则它可被考虑为失败的接合过程的指示并且被用来进一步控制方法或输出相应的错误通报。
[0009]作为根据本专利技术的与能量相关的过程变量E的替代，理论上也可在接合过程期间
监测若干不同的其它过程变量比如像转数N、转矩M、进给力F或钻进深度Z并与所属对比值比较。它们通常是相互影响的且在个别考量时并不总是给出接合过程进程正常(IO)或异常(NIO)的清晰标准。而该过程所用的能量或所做的功的独立考量提供简单而可靠的总标准，用于判断“IO”或“NIO”。
[0010]根据本专利技术的过程变量E伴随在接合过程期间所做的功来形成，所述功例如能够以千焦[kj]为单位来显示。该值例如可以借助参与接合过程的机器或马达的耗电来测量。在此，该过程变量E不一定必须是所做的功的实际数值或数字值，即便这因为操纵简单而是有利的。取而代之地也可以想到，过程变量E由一个辅助值来形成，该辅助值又代表所做的功。只要对于信号处理或要执行的比较而言更合乎目的，例如该过程变量E可以包含按照标准化形式(无量纲)或与一个或多个其它过程变量或因数相关的所做的功。于是，采用类似于过程变量所形成的对比值E*来进行比较。
[0011]根据本专利技术的比较E
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E*还通过简单方式允许识别与接合件、材料特性或工件材料厚度相关的已有误差。穿透较厚材料尤其在穿透成形中需要更高的能耗。如果所确定的过程变量E在此超过在允许误差外的所属的对比值E*，则这可能被解读为不允许的大工件厚度的指示。而在攻丝时的过高能耗可能指明该接合件具有过大的直径。如果所做的功只在过程步骤“最终拧紧”中高出允许的对比值，这反之指明不允许的高拧紧力矩。
[0012]对比值E*优选是恒定的且例如被存在数据库内，数据库能够通过控制器被调用，该控制器控制该接合过程或为此所需的组成部件。在此可以想到对于接合过程中的不同的事件或时刻也存储不同的对比值E*。因此，例如根据本专利技术的一个有利实施方式而规定，对于一个或多个前述过程步骤(定位、穿透成形、攻丝、最终拧紧)分别存储一个自己的对比值E*，其代表用于在正常工作过程(IO)中的各自过程步骤的所需要的或典型的能耗。过程变量E在接合过程期间如此形成，即，它代表实际上针对这些过程步骤所耗的能量，从而在每个过程步骤结束时可以实现与各自对比值E*的相应比较。或者，也可以在整个接合过程范围内将针对这些过程步骤所耗的能量相加并且在每个过程步骤之后与相应形成的对比值相比较。以下例子应说明这一点：
[0013]在以下的表格中，单独地且以加和形式示出对于某个接合过程每个过程步骤所做的功：
[0014][0015]过程变量或实际值E呈现实际上在接合过程中分别所做的功。目标值或对比值E*对于各自过程步骤说明一个典型值或上限值并且例如能存储在该控制单元可访问的存储
单元内。在过程步骤“穿透成形”结束后，例如过程变量E(36.5kj)与对比值E*(37kj)之间的比较表明结果“IO”，因为它在此未高出作为该过程步骤的极限值所存的目标值。取而代之地，如果用于过程步骤“穿透成形”的过程变量E例如为50kj且进而明显高于所属的37kj对比值，则这表明过程步骤异常，比较结果于是为“NIO”。
[0016]也可以针对相加的能量或功来进行比较。在过程步骤“攻丝”结束后，根据以上例子，对于已结束的过程步骤的相应形成的实际值总体上为46kj，其中，所属的47.6kj目标值未被超过，从而也在此从所述比较中得到检查结果“IO”。所述相加以可预定的开始事件开始进行，其中，它例如可以是接合过程的开始(即过程步骤“定位”的开始)。如果应该通过过程变量E来测量仅某个过程步骤的或者从接合过程中的某个时刻或事件起开始的能量，则在各自过程步骤开始时或从接合过程的所选时刻或事件起相应进行相加。
[0017]作为对考量整个过程步骤或相加的所做的功的替代，该过程变量E也能代表能量梯度，例如当前单位时间所做的功(功率)或单位位移或钻进深度所做的功。相应构成的对比值又作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测和/或调整热熔攻丝过程的方法，其中，具有螺纹部的接合件、尤其是热熔自攻丝以转数(N)、转矩(M)和进给力(F)并按照位移(Z)(钻进深度)被送入且穿过工件，包括以下方法步骤：a)在使用被用来执行该方法的能量或由此推导出的辅助值的情况下形成至少一个过程变量(E)；b)将按上述方式确定的过程变量(E)与至少一个指定用于执行该方法的或在此期间所确定的对比值(E*,E1*,E2*
…
)相比较；c)输出与所述比较相关的控制信号和/或显示信号，以显示该方法的正确或有误的过程和/或依据所述比较来控制该方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，按下述方式形成该过程变量(E)，即，a)借助梯度，该梯度将当前所用能量或由此推导出的辅助值与时间(t)或所述钻进深度(Z)或所述转数(N)或所述进给力(F)相关联，或者b)通过将由可预先规定的开始事件到可预先规定的方法事件期间所用能量或由此推导出的辅助值相加。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，该热熔攻丝过程被分为前后相继的多个过程步骤，其中，对于每个过程步骤在控制器内存储至少一个与之对应的对比值(E*,E1*,E2*
…
)。4.根据权利要求2a和3的方法，其特征是，该过程变量(E)在过程步骤期间与对应的对比值(E*,E1*,E2*
…
)相比较。5.根据权利要求2b和3的方法，其特征是，该过程变量(E)在一个或多个过程步骤结束之后与此前结束的过程步骤的各个对比值(E...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔，
申请(专利权)人：阿特拉斯柯普科工业技术德国有限公司，
类型：发明
国别省市：