[发明专利]借助于人工智能方法执行拧入过程的方法和装置

说明书

本发明涉及一种使用预给定的预紧力(F)执行自攻旋拧过程的计算机实现的方法，具有以下步骤：‑将螺钉（3）拧入（S2）工件（4），特别是直到达到预给定的第一最大旋拧扭矩；‑绘制（S3）在旋拧过程期间的旋拧扭矩变化过程；‑借助于至少一个经过训练的基于数据的参数模型，根据所述旋拧扭矩变化过程和根据预给定的预紧力（F）确定（S4、S5）特别是第二最大旋拧扭矩（T_max）；‑使用限制为所述最大旋拧扭矩（T_max）的旋拧扭矩（T）拧入（S6）所述螺钉（3）。

技术领域

本发明涉及用于执行机械拧入过程的方法，特别是涉及用于执行自攻旋拧过程的方法。

技术背景

在自攻螺钉（Furchschrauben）的情况下，将自攻螺钉拧入接合伙伴的特别是配备有预钻孔的材料中。在此，首次拧入时，自攻螺钉在接合伙伴的材料中切割出配合螺纹。通常，自攻螺钉在第一次拧紧后再次松开，然后最终以预定的旋拧扭矩拧紧，在第一次拧紧时螺钉头用下颚压到所述接合伙伴的材料上，其中在第二次拧紧时将所述旋拧扭矩限制为最大旋拧扭矩。

从诸如Seneviratne、L.D.等人“Theoretical modelling of self-tappingscrew fastening process（自攻螺钉紧固过程的理论建模）”， Proceedings of theInstitution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of MechanicalEngineering Science，135至154页的现有技术中已知物理模型来确定允许在最终拧紧时拧入自攻螺钉所使用的旋拧扭矩。但是，那里说明的公式不能应用于已更改的条件，例如另外的材料。

发明内容

根据本发明，设置了根据权利要求1的用于执行拧入过程的方法以及根据并列独立权利要求的设备。

在从属权利要求中说明了其他设计。

根据第一方面，设置了一种使用预给定的预紧力执行拧入过程、特别是自攻旋拧过程的计算机实现的方法，具有以下步骤：

-将螺钉拧入工件，特别是直到达到预给定的第一最大旋拧扭矩；

-绘制在旋拧过程期间的旋拧扭矩变化过程；

-借助于至少一个经过训练的基于数据的参数模型，根据所述旋拧扭矩变化过程和根据预给定的预紧力确定特别是第二最大旋拧扭矩；

-使用限制为所述最大旋拧扭矩的旋拧扭矩拧入所述螺钉。

特别地，可以根据旋拧扭矩变化过程确定旋拧扭矩变化过程特征，其中所述至少一个基于数据的参数模型被训练用于根据所述旋拧扭矩变化过程特征来提供旋拧过程参数，其中根据所述至少一个旋拧过程参数和根据预给定的预紧力来确定所述最大旋拧扭矩。

在自攻旋拧的过程中，自攻螺钉在第一次拧紧时拧入材料的预钻孔中，其中所述螺钉切割出其自己的配合螺纹。然后将所述螺钉松开大约四分之一至一整圈，并且最后以预给定的最大旋拧扭矩拧紧。一旦螺钉的下颚抵靠在接合伙伴上，使得建立起作用在螺钉头和接合伙伴之间的预紧力，要施加的旋拧扭矩就急剧增加。

作用在螺钉头和接合伙伴之间的预紧力不是直接测量的，因为用于在批量生产中实现测量的传感器很难实现或不可能实现。此外，由于螺钉、预钻孔的制造公差和工件材料，在旋拧过程的参数保持不变的情况下难以校准预预紧力，因为该校准具有显著的静态不确定性。但是，拧入时设置的最大旋拧扭矩越大，所达到的轴向预紧力的预期值就越大。