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EP-4041495-B1 - METHOD FOR OPERATING A HAND-HELD POWER TOOL

EP4041495B1EP 4041495 B1EP4041495 B1EP 4041495B1EP-4041495-B1

Inventors

  • Erbele, Simon
  • Herberger, Wolfgang

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20200923

Claims (18)

  1. Method for operating a handheld power tool (100), the handheld power tool (100) comprising an electric motor (180), the method comprising the method steps of: S1 determining a signal of an operating variable (200) of the electric motor (180); S2 determining an application class at least partially on the basis of the signal of the operating variable (200); S3 providing comparison information at least partially on the basis of the application class, comprising the steps of S3a providing at least one model signal shape (240), wherein the model signal shape (240) is able to be associated with a defined work status of the handheld power tool (100); S3b providing a threshold value for the match; S4 comparing the signal of the operating variable (200) with the model signal shape (240) and determining a match rating from the comparison, wherein the match rating takes place at least partially on the basis of the threshold value of the match; S5 ascertaining the work status at least partially on the basis of the match rating determined in method step S4.
  2. Method according to Claim 1, comprising the method step of: SM executing a machine learning phase on the basis of at least two or more exemplary applications, wherein the exemplary applications comprise reaching the defined work status; wherein the determining of the application classes in step S2 and the provision of the model signal shape (240) and/or the threshold value of the match in step S3 takes place at least partially on the basis of application classes generated in the machine learning phase and of threshold values of the match and/or model signal shapes (240') associated with the application classes.
  3. Method according to Claim 2, the method step SM also comprising saving and classification of signals, associated with the exemplary applications, of the operating variable (200') in at least one or more application classes.
  4. Method according to either of Claims 2 and 3, the method step SM also comprising the method step of: SMa determining, saving and classifying model signal shapes (240'), associated with the exemplary applications, at least partially on the basis of the respective signal of the operating variable (200') at the time the defined work status is reached.
  5. Method according to one of Claims 2 to 4, the method step SM also comprising the method step of: SMb determining, saving and classifying threshold values, associated with the exemplary applications, of the match, at least partially on the basis of the respective signal of the operating variable (200') at the time the defined work status is reached.
  6. Method according to one of Claims 2 to 4, the method step SM also comprising the method step of: SMc determining and saving threshold values, associated with the application classes, of the match, on the basis of the saved threshold values of the match and model signal shapes (240') associated with the exemplary applications.
  7. Method according to one of the preceding claims, comprising the method step of : S6 executing a first routine of the handheld power tool (100) at least partially on the basis of the work status ascertained in method step S5.
  8. Method according to Claim 7, comprising the method step of: S7 collecting an assessment of a user of the handheld power tool (100) relating to a quality of the first routine executed in step S6, and optimizing the routine at least partially on the basis of the assessment.
  9. Method according to one of Claims 6 to 8, comprising the execution of the method steps SMa, SMb and SMc in a control unit of the handheld power tool (100) and/or on a central computer, in particular by transmitting the signals, determined in step S1 and associated with the exemplary applications, of the operating variable (200') via an Internet connection.
  10. Method according to one of the preceding claims, wherein the exemplary applications are executed by a user of the handheld power tool (100) and/or read from a database.
  11. Method according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the first routine comprises the stopping of the electric motor (180) within a defined and/or presettable parameter, in particular a parameter that is presettable by a user of the handheld power tool (100).
  12. Method according to either of Claims 10 and 11, characterized in that the first routine comprises changing, in particular reducing and/or increasing, a speed of the electric motor (180).
  13. Method according to Claim 12, characterized in that the change in the speed of the electric motor (180) takes place multiply and/or dynamically, in particular successively in time and/or along a characteristic curve of the change in speed and/or depending on the work status of the handheld power tool (100), wherein the change in the speed is determined at least partially via a learning operation on the basis of the exemplary applications.
  14. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating variable is a speed of the electric motor (180) or an operating variable that correlates with the speed.
  15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signal of the operating variable (200) is captured in method step S1 as a time series of measured values of the operating variable, or as measured values of the operating variable as a variable of the electric motor (180) that correlates with the time series.
  16. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signal of the operating variable (200) is captured in method step S1 as a time series of measured values of the operating variable, and in a method step S1a following the method step, the time series of the measured values of the operating variable is transformed into a series of the measured values of the operating variable as a variable of the electric motor (180) that correlates with the time series.
  17. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the handheld power tool (100) is an impact driver, in particular a rotary impact driver, and the first operating state is impact operation, in particular rotary impact operation.
  18. Handheld power tool (100) comprising an electric motor (180), a measuredvalue pickup for an operating variable of the electric motor (180), and a control unit (370), characterized in that the control unit (370) is designed to execute the method according to one of Claims 1 to 17.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine, und eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Handwerkzeugmaschine. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einschrauben oder Ausschrauben eines Gewindemittels mit einer Handwerkzeugmaschine. Stand der Technik In der WO 2017/214194 A1 werden verschiedene drehmomentlimitierende Schraubvorrichtungen, -systeme und Verfahren zur Steuerung offenbart. Dieses Dokument offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine, die Handwerkzeugmaschine umfassend einen Elektromotor, das Verfahren umfassend die Verfahrensschritte:S1 Ermitteln eines Signals einer Betriebsgröße des Elektromotors ;S2 Ermitteln einer Anwendungsklasse zumindest teilweise anhand des Signals der Betriebsgröße ;S3 Bereitstellen von Vergleichsinformationen , umfassend die Schritte S3a Bereitstellen zumindest einer Modellsignalform, wobei die Modellsignalform einem festgelegten Arbeitsfortschritt der Handwerkzeugmaschine zuordenbar ist ;S3b Bereitstellen eines Schwellwertes der Übereinstimmung ;S4 Vergleichen des Signals der Betriebsgröße mit der Modellsignalform und Ermitteln einer Übereinstimmungsbewertung aus dem Vergleich, wobei die Übereinstimmungsbewertung zumindest teilweise anhand des Schwellwertes der Übereinstimmung erfolgt ;S5 Erkennen des Arbeitsfortschrittes zumindest teilweise anhand der in Verfahrensschritt S4 ermittelten Übereinstimmungsbewertung Aus dem Stand der Technik, siehe beispielsweise EP 3 202 537 A1, sind Drehschlagschrauber zum Anziehen von Schraubenelementen, wie beispielsweise Gewindemuttern und Schrauben bekannt. Ein Drehschlagschrauber von diesem Typ umfasst beispielsweise einen Aufbau, bei welchem eine Schlagkraft in einer Drehrichtung durch eine Drehschlagkraft eines Hammers an ein Schraubenelement übertragen wird. Der Drehschlagschrauber, welcher diesen Aufbau hat, um-fasst einen Motor, einen durch den Motor anzutreibenden Hammer, einen Amboss, welcher durch den Hammer geschlagen wird, und ein Werkzeug. Der Drehschlagschrauber umfasst ferner einen Positionssensor, der eine Position des Motors erfasst, und eine Steuerung, die mit dem Positionssensor gekoppelt ist. Die Steuerung erfasst einen Aufprall des Aufprallmechanismus, berechnet einen Antriebs-winkel des Ambosses, der durch den Aufprall verursacht wird, basierend auf der Ausgabe des Positionssensors und steuert den bürstenlosen Gleichstrommotor basierend auf dem Antriebswinkel. Aus der US 9 744 658 ist auch ein elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Schlagmechanismus bekannt, wobei der Hammer durch den Motor angetrieben wird. Der Drehschlagschrauber umfasst ferner eine Methode zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Motorparameters. Bei der Verwendung von Drehschlagschraubern ist benutzerseitig ein hohes Maß an Konzentration auf den Arbeitsfortschritt erforderlich, um bei Wechsel bestimmter Maschinencharakteristiken, beispielsweise dem Ein- bzw. Aussetzen des Schlagwerkes, entsprechend zu reagieren, etwa den Elektromotor zu stoppen und/oder eine Veränderung der Drehzahl über den Handschalter durchzuführen. Da benutzerseitig oft nicht schnell genug oder nicht angemessen auf einen Arbeitsfortschritt reagiert werden kann, kann es bei der Verwendung von Drehschlagschraubern bei Einschraubvorgängen beispielsweise zum Überdrehen von Schrauben kommen, und bei Ausschraubvorgängen zum Herunterfallen von Schrauben, wenn diese mit zu hoher Drehzahl herausgedreht werden. Es ist daher generell erwünscht, den Betrieb weitergehend zu automatisieren und dem Kunden zu helfen, einfacher einen vollständig abgeschlossenen Arbeitsfortschritt zu erzielen und zuverlässig reproduzierbare Ein- und Ausschraubvorgänge hoher Qualität zu gewährleisten. Ferner soll der Benutzer durch dem Arbeitsfortschritt angemessene, maschinenseitig ausgelöste Reaktionen oder Routinen des Gerätes unterstützt werden. Beispiele solcher maschinenseitig ausgelösten Reaktionen oder Routinen umfassen etwa ein Abschalten des Motors, eine Änderung der Motordrehzahl, oder das Auslösen einer Meldung an den Benutzer. Die Bereitstellung von solchen intelligenten Werkzeugfunktionen kann unter anderem durch die Identifizierung des gerade anliegenden Betriebszustands erfolgen. Eine Identifizierung desselben wird im Stand der Technik, unabhängig von der Bestimmung eines Arbeitsfortschrittes oder des Status einer Anwendung, beispielsweise durch die Überwachung der Betriebsgrößen des Elektromotors, wie etwa Drehzahl und elektrischer Motorstrom, durchgeführt. Hierbei werden die Betriebsgrößen dahingehend untersucht, ob bestimmte Grenzwerte und/oder Schwellwerte erreicht werden. Entsprechende Auswertemethoden arbeiten mit absoluten Schwellwerten und/oder Signalgradienten. Nachtteilig ist hierbei, dass ein fester Grenzwert und/oder Schwellwert praktisch nur für einen Anwendungsfall perfekt eingestellt sein kann. Sobald sich der Anwendungsfall verändert, verändern sich auch die dazugehörigen Strom- bzw.