[发明专利]螺丝刀和用于控制螺丝刀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及螺丝刀（screwdriver，旋拧驱动器），所述螺丝刀具有：包括电动机（electric motor）的驱动装置，所述电动机耦接于驱动轴以便以预定上紧扭矩（tightening torque）来驱动用于完成螺丝驱动操作的工具；用于检测电机电流的电流传感器；用于控制驱动装置的控制装置，所述控制装置设计成当达到制动标准时制动驱动装置。

背景技术

DE102008033866A1披露了这种螺丝刀。

已知的螺丝刀包括用于将输出扭矩限制于最大扭矩值的限制装置，所述限制装置设置在驱动链的输出侧上。控制装置致动驱动电机，监控驱动链，当达到切断标准时切断所述驱动链，并且操作制动装置以便通过旋转场操作主动制动驱动电机，所述旋转场将相反方向旋转成驱动电机的相应旋转方向。在这种情形中，用于将输出扭矩限制于最大扭矩值的限制装置（该限制装置设置在输出端）在至少一个制动条件下通过驱动电机将电流馈送装置变动至制动模式，其中输出扭矩与驱动链中存在的旋转能的商小于或等于最大值。目的是借此防止过度制动导致损坏，尤其是在小螺丝或精细工件的情形中。

已知结构的缺点尤其在于，要不断监控影响上紧扭矩的非常多的独立参数，并且因此需要相当大程度的计算花费，这对进行螺丝驱动操作需要的精度和时间都具有不利的作用。

WO 2009/107563A2披露了一种具有无刷电整流电机的螺丝刀，其中电机电流和电机轴的旋转次数被用于估计螺丝驱动操作的上紧扭矩。当估计的上紧扭矩超过特定的估计值时停止驱动。

DE 10341975A1披露了另一种螺丝刀，所述螺丝刀设置有扭矩限制装置，其中通过控制系统根据旋转速度来将电机电流限制于最大值。

该螺丝刀的缺点在于上紧扭矩受相当大的不准确性的影响。

在市场上和工业中的很多螺丝接合（screwing，旋拧）应用中，对于大量的螺丝驱动操作来说提供具有用于特定上紧扭矩的高重复精度的螺丝刀是重要的。例如，在木制品中进行的螺丝驱动操作的情形中，其中完成后螺丝连接是可见的，每个螺丝头总是凹陷相同的深度对于可见外观和机械保持都是重要的。这还以稍修改的形式应用在金属片材中进行的螺丝驱动操作的情形中。例如，应当通过均匀的大扭矩来完成正面上的金属片中的螺丝驱动操作。如果螺丝上紧太松，则螺丝头不能完全密封已经产生的螺丝孔并且湿气可能进入。相反，如果螺丝刀切断太迟，则有可能损坏螺丝头并且需要复杂的后续工作。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是披露一种螺丝刀和用于，用于针对大量的螺丝驱动操作以用于预定上紧螺距的高重复精度来控制螺丝刀的方法。在加工中应当保证工作尽可能有效。

根据本发明，在根据开始提到的类型的螺丝刀的情形中实现该目的，其中控制装置配置成基于预定上紧扭矩来计算电机电流的阈值，当超过阈值时将驱动装置变动至备用状态（standby state），其中在超过电机电流的阈值后，控制装置配置成基于预定上紧扭矩确定制动标准，以便至少根据在超过电机电流的阈值时驱动装置的动能来计算启动时间或旋转角，在超过所述启动时间或旋转角后开始制动过程，并且其中在待机状态期间且直到制动过程开始为止，电流持续馈送至电动机，或者根本没有电流被馈送，或者电流仅以特定程度馈送至电动机。

关于所述方法，本发明的目的通过用于控制螺丝刀以便通过由驱动装置驱动的工具以预定上紧扭矩完成螺丝驱动操作的方法来实现，所述方法包括下面的步骤：

-检测预定上紧扭矩；

-基于预定上紧扭矩计算电机电流的阈值，当超过阈值时将驱动装置变动至待机状态；

-通过驱动所述工具完成螺丝驱动操作；

-监控电机电流并且当超过电机电流的阈值时将驱动装置变动至待机状态；

-确定在超过电机电流的阈值时驱动装置的动能；

-至少基于在超过电机电流的阈值时驱动装置的动能来确定开始驱动装置的制动的制动标准；

-当达到制动标准时开始制动过程；

-在待机状态期间且直到制动过程开始为止，电流持续馈送至驱动电机，或是根本没有电流被馈送至驱动电机，或者电流仅以特定程度馈送至驱动电机。

通过这种方式实现本发明的目的。