Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Elektro-Handschraubers 8, wie er im Stand der Technik verwendet wird. Zum Betrieb eines solchen Be- arbeitungsgerätes sind elektrische Anschluf3leitungen 22 erforderlich, die das Gerät mit einer zugehörigen Steuerungs-und Versorgungseinheit verbindet.

Aufgrund der vielfältigen benötigten Funktionen in einem solchen Elektro-Hand- schrauber werden entsprechende mehradrige und damit schwere Kabel benötigt.

So weist ein herkömmlicher Handschrauber typischerweise eine folgende Kabel- belegung auf: Nummer Kabel fur Anzahl der verdrillt und Kabeladern abgeschirmt 1 Motorversorgung 4 nein 2 Motorlagegeber 4 ja 3 Startschalter 2 ja 4 IO/NIO Kontrolileuchten 2 ja Drehmomentsensor 4 ja 6 Drehwinkelsensor 2 ja Um demnach die notwendigen Signale bzw. Versorgungsspannungen zu der Motorversorgung 10, dem Motorlagegeber 12, dem Startschalter 14, den IO/NIO Kontrollleuchten 20a, 20b, dem Drehwinkelsensor 16 und dem Drehmomentsen- sor 18 zu ubertragen, ist typischerweise ein Anschlußkabel 22 mit 18 Kabela- dern notwendig. Zwangsweise fuhren solche aufwendigen und dicken Kabel auch zu komplexen, anfälligen und teuren Steckerverbindersystemen und ziehen

einen entsprechend hohen Kabelkonfektionierungsaufwand nach sich. Da solche Kabel ständigen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, sind sie sehr störanfällig und mussen in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur störungssicheren und zuverlässigen und dabei kostengunstigen Ubertragung von Signalen bzw. Daten und Versorgungsleistungen zwischen einem Schraub- gerät und einer zugeordneten Zentraleinheit unter Einsatz kostengünstiger Teile anzugeben, wobei die Anordnung bevorzugt auch in hohen und sehr hohen Drehzahlbereichen motorgesteuerter Schraubgerate einsetzbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schrauberanordnung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Ubertragung von Daten gemäß Anspruch 16 und eine Verwendung gemäß Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausfuhrungsformen sind Gegenstand der Unteranspruche.

Eine erfindungsgemäße Schrauberanordnung umfaf3t ein Schraubgerät, eine Zentraleinheit und ein Ubertragungsmittel, wobei das Schraubgerat zumindest einen Kodierer zur Erstellung von kodierten Daten aus einer Vielzahl von Daten in dem Schraubgerat und die Zentraleinheit zumindest einen Dekodierer zur Wiederherstellung (Dekodierung) der Vielzahl von Daten aus den ubertragenen kodierten Daten aufweist und das Ubertragungsmittel zur Ubertragung der kodierten Daten von dem Schraubgerat zu der Zentraleinheit ausgelegt ist.

Insbesondere können somit von dem Schraubgerat erfaf3te Daten bzw. Signale durch den Kodierer, welcher in dem Schraubgerat vorgesehen ist, in kodierte Daten gewandelt werden, die nachfolgend auf eine Ubertragung mittels des Ubertragungsmittels in der Zentraleinheit durch den Dekodierer wieder in die ursprunglichen Daten (Vielzahl von Daten) dekodierbar sind.

Bevorzugt ist das Ubertragungsmittel zu einer seriellen Ubertragung der kodierten Daten ausgelegt. Jedoch ist es ebenfalls moglich, einen Teil der Daten in her- kömmlicher Weise (parallel) zu ubertragen, während ein anderer Teil der Daten in Form der kodierten Daten seriell ubertragen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ubertragungsmittel zumindest ein flexibles Kabel, welches das Schraubgerat mit der zugeordneten Zentraleinheit verbindet.

Bevorzugt ist das flexible Kabel ein zweiadriges Ubertragungskabel, welches zusatzlich zu einem Leistungsversorgungskabel zwischen dem Schraubgerat und der Zentraleinheit bereitgestellt ist. In diesem Fall kann das Leistungsversor- gungskabel ein herkömmliches Versorgungskabel (Stromkabel) sein, das keine weiteren Kabeladern zur Datenubertragung aufweisen muß. Das Ubertragungs- kabel andererseits ist bevorzugt ein zweiadriges Kabel, das eine zusatzliche Abschirmung und/oder Verdrillung (twisted pair) aufweisen kann.

Besonders bevorzugt ist es, dalS Kabel als ein zumindest zweiadriges Leistungs- versorgungskabel auszulegen und das Schraubgerat mit einem Ubertragungs- transformator zur Ubertragung der kodierten Daten uber das Leistungsversor- gungskabel bereitzustellen, um so auf ein zusatzliches Ubertragungskabel ver- zichten zu können. Somit werden zur Verbindung der Zentraleinheit mit dem Schraubgerat nur stabile und störungssichere Leistungsversorgungskabel bzw.

-kabeladern eingesetzt. Der Ubertragungstransformator kann hierbei ein Hoch- frequenztransformator sein, der die zu ubertragenden kodierten Daten als Modu- lationssignale auf das Leistungsversorgungskabel aufmoduliert. Bevorzugt kann auch eine Leistungsversorgung des Kodierers uber den Ubertragungsformator von dem Leistungsversorgungskabel erfolgen. Ferner ist es ebenfalls moglich, die Leistungsversorgung des Kodierers getrennt von der Daten-bzw. Signaluber- tragung mittels eines zweiten Ubertragungstransformators, der ebenfalls an das Leistungsversorgungskabel angeschlossen ist, vorzusehen.

Die Zentraleinheit der Schrauberanordnung kann insbesondere eine Versorgungs- und/oder Steuereinheit sein, die Steuerungssignale und/oder Strom-bzw. Span- nungsversorgungen fur das Schraubgerat steuern bzw. regeln kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Zentraleinheit zumindest ein Kodierer zum Kodieren einer Vielzahl von Zentraleinheitsdaten in kodierte

Zentraleinheitsdaten und in dem Schraubgerat zumindest ein Dekodierer zum Dekodieren der ubertragenen kodierten Zentraleinheitsdaten in die Vielzahl der Zentraleinheitsdaten vorgesehen und das Ubertragungsmittel zur Ubertragung der kodierten Zentraleinheitsdaten von der Zentraleinheit zu dem Schraubgerat ausgelegt. Hierdurch ist es moglich, einen bidirektionalen kodierten Daten-bzw.

Signalstrom zwischen dem Schraubgerat und der Zentraleinheit bereitzustellen.

Dieser Daten-bzw. Signalstrom von der Zentraleinheit zu dem Schraubgerat kann entweder uber das Ubertragungskabel bzw. das Leistungsversorgungskabel oder uber ein zusatzlich bereitgestelltes Ubertragungskabel bzw. weitere Kabela- dern erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist das Schraubgerat zumindest einen Motor auf, der von der Zentraleinheit steuerbar ist. AuRer bei dem genann- ten Schraubgerat der Schrauberanordnung kann die Erfindung auch beispiels- weise bei Bohr-, Fras-und/oder Schraubgeraten entsprechender Anordnungen Verwendung finden, deren jeweilige Motoren insbesondere burstenlose Gleich- strommotoren sein können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform umfaßt die Zentraleinheit zumindest eine Zeitprozessierungseinheit, die zur Bestimmung einer Eingangszeit eines Einganges eines Datensatzes der ubertragenen kodierten Daten in der Zentraleinheit und/oder eine Wiederherstellungszeit (Dekodierungszeit) einer Wiederherstellung (Dekodierung) eines Datensatzes der Vielzahl der Daten in der Zentraleinheit und zur Berechnung einer Motorsteuerungssignalausgabezeit aus der Eingangszeit oder der Wiederherstellungszeit unter Berucksichtigung einer vorbestimmten Proze (3- und Ubertragungszeit ausgelegt ist und die Zentraleinheit zur Ausgabe von Motorsteuerungssignalen an dem Motor, die zu der Steuerungs- signalausgabezeit wirksam werden, ausgelegt ist. Durch die Zeitprozessierungs- einheit ist es moglich, die Zeitverzögerung, die durch die Kodierung, Ubertragung und Dekodierung der Vielzahl von Daten bzw. kodierten Daten zwischen deren Detektion bzw. Erzeugung in dem Schraubgerat und der Weiterverarbeitung der Zentraleinheit auftritt, zu korrigieren bzw. bei der Steuerung des Motors zu berucksichtigen, ohne auf kostenträchtige Bauteile fur Hochfrequenzanwendun-

gen zuruckgreifen zu mussen. Eine solche Prozeß-und Ubertragungszeit wird sich insbesondere immer dann besonders bemerkbar machen, wenn eine zeitlich hochprazise Steuerung bzw. Regelung des Schraubgerates in Abhängigkeit von zuvor von demselben in die Zentraleinheit ubertragenen Daten vorgesehen ist.

Insbesondere ermöglicht die Zeitprozessierungseinheiten die zeitlich hochprazise Steuerung bzw. Regelung eines Elektromotors des Schraubgerates auch in Motordrehzahlbereichen, die aufgrund der hierbei nicht mehr vernachlassigbaren Prozeß-und Ubertragungszeit keine"Echtzeitsteuerung bzw.-regelung"mehr ermöglichen, einschließlich der jeweiligen Drehwinkellagen während der Bewe- gung und in der vorgesehenen Endposition.

Bevorzugt werden hierbei einzelne Datensätze der kodierten Daten von dem Schraubgerat zu der Zentraleinheit nur in einem Signal-bzw. Datenänderungsfall ubertragen, d. h. ein neuer Datensatz kodierter Daten wird immer nur dann von dem Kodierer zu dem Dekodierer gesendet, wenn sich der Datensatz von dern unmittelbar vorhergehenden Datensatz unterscheidet. Durch die Bestimmung der Eingangszeit des Eingangs eines Datensatzes in der Zentraleinheit durch die Zeitprozessierungseinheit und der vorbestimmten Prozeß-und Ubertragungszeit ist es folglich moglich, eine Steuerungssignalausgabezeit insbesondere fur den Motor zu bestimmen, bei der Steuerungssignale in dem Schraubgerat wirksam werden mussen, um zeitlich richtig"synchronisiert"zu sein. Ein solches Steue- rungssignal ist beispielsweise die Spannung bzw. die Stromstärke von einer der Motorphasen der Leistungsversorgung des Elektromotors.

Bevorzugt umfagt die Zeitprozessierungseinheit zumindest einen ersten und einen zweiten Timer, wobei der erste Timer zur Bestimmung der Eingangszeit und/oder der Wiederherstellungszeit und der zweite Timer zur Bestimmung der Motorsteuerungsausgabezeit ausgelegt ist.

Besonders bevorzugt ist der erste Timer als Aufwartszahltimer ausgelegt, der jeweils von einem vorbestimmten Ausgangswert zu einer Eingangszeit eines vorangegangenen Datensatzes der ubertragenen kodierten Daten bis zu einem Zielwert zu der Eingangszeit des (spateren) Datensatzes aufwarts zähit, wobei

die Zeitprozessierungseinheit zur Ubergabe des um die Prozeß-und Ubertra- gungszeit korrigierten Zielwertes an den zweiten Timer ausgelegt ist, der zweite Timer ein Abwartszahltimer ist und von dem korrigierten Zielwert zu dem vor- bestimmten Ausgangswert abwarts zahit und die Zentraleinheit zur Ausgabe der Motorsteuersignale an den Motor zu der Motorsteuerungssignalausgabezeit ausgelegt ist, bei welcher der zweite Timer auf den vorbestimmten Ausgangs- wert gezahit hat.

Bevorzugt ist der vorherangegangene Datensatz einer von drei unmittelbar vorangegangenen Datensätzen oder ein vorbestimmter Mittelwert aus diesen, besonders bevorzugt der erste unmittelbar vorangegeangene Datensatz. Bevorz- gut zahit der erste Timer von dem vorbestimmten Ausgangswert 0 zu der Ein- gangszeit des unmittelbar vorangegangenen Datensatzes der ubertragenen kodierten Daten bis zu einem Zielwert, den er zur Eingangszeit des unmittelbar nachfolgenden Datensatzes erreicht, und der zweite Timer zahit von dem kor- rigierten Zielwert zu dem Ausgangswert 0 abwärts. Der korrigierte Zielwert ergibt sich hierbei aus dem Zielwert minus einem Wert, der der Prozeß-und Ubertragungszeit entspricht. Wenn der Timer 2 den vorbestimmten Ausgangs- wert 0 erreicht hat, werden beispielsweise Motorsteuerungssignale zur Steue- rung der Motorkommutierung ausgegeben.

Erfindungsgemäß wird eine Verwendung von zumindest einem Kodierer in einem Schraubgerat und zumindest einem Dekodierer in einer Zentraleinheit vorgeschla- gen, wobei der Kodierer eine Vielzahl von Daten als kodierte Daten kodiert und der Dekodierer die ubertragenen kodierten Daten in die Vielzahl von Daten dekodiert und so eine Reduktion einer Ubertragungskabelanzahl eines Uber- tragungsmittels unter eine Datenleitungsanzahl des Schraubgerates bzw. Anzahl der von dem Schraubgerat erfaßten unterschiedlichen Sensorsignalen bzw.

Daten ermöglicht, insbesondere unter vier, bevorzugt unter drei. Hierdurch ist es moglich, die Anzahl der benötigten Kabel bzw. Kabeladern zwischen einem Schraubgerat und einer zugeordneten Zentraleinheit erheblich zu reduzieren.

Insbesondere wird die Verwendung einer erfindungsgem5Ben Schrauberanord-

nung mit einer Zeitprozessierungseinheit fur Schraubgerate vorgeschlagen, die auch in einem hohen Drehzahlbereich gruger 5000 Umdrehungen/Minute, ins- besondere größer 10000 Umdrehungen/Minute arbeiten sollen. In diesen hohen Drehzahlbereichen von Schraubgeraten ist eine"Echtzeitsteuerung"von bei- spielsweise einem Schraubgeratmotor nur unter grof3en Schwierigkeiten moglich, da die entsprechenden Zeitskalen eine Steuerung bzw. Regelung im MHz-Fre- quenzbereich erforderlich machen. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Schrauberanordnung und einer Zeitprozessierungseinheit ermöglicht jedoch eine Lösung des ProzefS-bzw. Ubertragungszeitproblems mit elektronischen Mitteln, die lediglich eine typische Bearbeitungsfrequenz im kHz-Bereich aufweisen mussen. Diese Lösung ist sowohl im Hinblick auf die Herstellungskosten als auch auf die BaugroBe und Betriebssicherheit einer"MHz-Losung"weit uberlegen.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Ubertragung von Daten zwischen einem Schraubgerat und einer Zentraleinheit mit folgenden Schritten bereit- gestellt: Kodieren einer Vielzahl von Daten in dem Schraubgerat in kodierte Daten, Ubertragen der kodierten Daten zu der Zentraleinheit und Dekodieren der ubertragenen kodierten Daten in die Vielzahl der Daten in der Zentraleinheit. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist das Verfahren folgende zusätz- liche Schritte auf: Kodieren einer Vielzahl von Zentraleinheitsdaten in der Zentraleinheit in kodierte Zentraleinheitsdaten, Ubertragen der kodierten Zentraleinheitsdaten zu dem Schraubgerat und Dekodieren der ubertragenen kodierten Zentraleinheitsdaten in die Vielzahl der Zentraleinheitsdaten in dem Schraubgerät.

Das Verfahren sieht insbesondere vor, daß die Zentraleinheit eine Steuerungs- signalausgabezeit aus einer Eingangszeit eines Datensatzes der ubertragenen kodierten Daten in der Zentraleinheit und/oder einer Wiederherstellungszeit (Dekodierungszeit) einer Wiederherstellung (Dekodierung) eines Datensatzes der

Vielzahl der Daten in der Zentraleinheit unter Berucksichtigung einer vorbestimm- ten Prozeß-und Ubertragungszeit bestimmt und Steuerungssignale an das Schraubgerat ubertragt, die zu der Steuerungssignalausgabezeit wirksam wer- den. Die Steuerungssignale können insbesondere Versorgungsspannungen bzw.

Strume der einzelnen Motorphasen eines Motors des Schraubgerates sein, die zu dem Zeitpunkt der Steuerungssignalausgabezeit von der Zentraleinheit ausge- geben werden.

Bevorzugt bestimmt die Zentraleinheit die Eingangszeit des Datensatzes der kodierten Daten aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Eingang eines vorherigen Datensatzes und dem Eingang des (zeitlich spateren) Datensatzes der kodierten Daten in der Zentraleinheit.

Besonders bevorzugt ist es hierbei, daf3 der vorherige Datensatz ein unmittelbar vorheriger Datensatz ist. In diesem Fall ist es insbesondere moglich, daf3 die Steuerungsausgabezeit der Eingangszeit des Datensatzes der übertragenen kodierten Daten um eine Zeitspanne nachfolgt, welche die um die Prozeß-und Ubertragungszeit verringerte Eingangszeit ist.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist in der Verwendung eines Verfahrens bzw. einer Schrauberanordnung bzw. einer Steuerung von Hochprazisions- schraubgeraten zu sehen, bei denen es auf eine hochprazise Werkzeugwinkelpo- sitionierung bzw.-steuerung unabhangig von der Betriebsdrehzahl eines Schrau- bermotors ankommt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines herkömmlichen Handschrau- bers; Fig. 2 ein Blockschaltdiagramm einer Ausfuhrungsform einer erfindungs- gemäßen Schrauberanordnung; Fig. 3 ein Blockschaltdiagramm einer weiteren Ausfuhrungsform der erfin-

dungsgem6fen Schrauberanordnung; Fig. 4 ein Blockschaltdiagramm einer weiteren Ausfuhrungsform einer weite- ren erfindungsgemäßen Schrauberanordnung; Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die logische Schrittabfolge in einem Kodierer einer erfindungsgemäßen Schrauberanordnung zeigt; Fig. 6 ein FlufSdiagramm, das die logische Schrittabfolge in einem Dekodierer einer erfindungsgemäßen Schrauberanordnung zeigt; und Fig. 7 ein Signal-Zeitdiagramm, das die Funktionsweise eines ersten und zweiten Timers einer Zeitprozessierungseinheit einer erfindungsgema- gen Schrauberanordnung zeigt.

In Fig. 2 ist schematisch ein wesentlicher Teil der Schaltungselektronik einer ersten Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Schrauberanordnung als Blockschaltbild dargestellt. Die Schrauberanordnung wird nachfolgend auch allgemein als Bearbeitungsanordnung und das Schraubgerat als Bearbeitungs- gerät bezeichnet. Das Bearbeitungsgerät ist ein Handschrauber 32, der einen burstenlosen Gleichstrommotor 36 mit zugeordnetem Motorlagegeber 12 um- fagot. Der Motorlagegeber 12 ist uber ein vieradriges Kabel mit dem Kodierer 38 verbunden, welcher als Sender dient. Startschaltersignale bzw.-daten 14', die von einem manuell zu bediendem Startschalter 14 (vgl. Fig. 1) erzeugt werden, werden uber ein zweiadriges Kabel in den Kodierer 38 eingespeist. Der Motorla- gegeber 12 weist typischerweise zumindest drei Hallsensoren auf, mit denen eine Drehwinkelorientierung einer Motorwelle des Motors zu jedem Zeitpunkt bestimmt werden kann. In ähnlicher Weise erhält der Kodierer 38 Drehmoment- sensordaten bzw.-signale 18'sowie Drehwinkelsensordaten bzw.-signale 16' uber vier-bzw. zweiadrige Kabel. Das Bearbeitungsgerät 32 umfaf3t ferner einen Dekodierer (Empfanger) 40, uber den Kontrollleuchten 10 (grun) 20a und NIO (rot) 20b angesteuert werden.

Das Bearbeitungsgerät 32 ist uber ein Ubertragungsmittel 34 mit einer Zentral- einheit 30 verbunden. Das Ubertragungsmittel 34 besteht hierbei aus einem funf- bis sechsadrigen flexiblen Kabel, welches in ein drei-vieradriges Leistungs-bzw.

Motorversorgungskabel und ein zweiadriges Daten-bzw. Signalubertragungs-

kabel aufgeteilt ist. Das Leistungsversorgungskabel und das Datenubertragungs- kabel sind hierbei in einer gemeinsamen Schutzarmierung bereitgestellt. Das Motorversorgungskabel ist mit einem Leistungsteil 42 in der Zentraleinheit 30 und das Signal-bzw. Datenubertragungskabel ist mit einem Dekodierer (Empfan- ger) 44 in der Zentraleinheit 30 elektrisch leitfähig verbunden. In der Zentral- einheit 30 ist ferner ein Kodierer (Sender) 46 untergebracht, der mit dem Deko- dierer 44 in Verbindung steht. Der Kodierer 46 und der Dekodierer 44 sind uber ein vieladriges Breitbandkabel mit einer Schraubersteuereinheit 48 verbunden.

Die elektrischen Leistungsversorgungsleitungen zu dem Dekodierer 44, dem Kodierer 46 und der Schraubersteuereinheit 48 sind nicht dargestellt.

In Fig. 3 ist eine schematische Blockansicht einer zweiten Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung 32 dargestellt. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform wird hierbei ein Ubertragungstrans- formator 50 in dem Bearbeitungsgerät 32 verwendet, um Signale bzw. Daten sowie eine Versorgungsleistung des Kodierers 38 und Dekodierers 40 uber die Leistungs-bzw. Motorleistungsversorgungskabel zu senden bzw. empfangen.

Auf das zusatzliche zweiadrige Signal-bzw. Datenubertragungskabel, das in der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform verwendet wird, kann dadurch verzich- tet werden. Der Ubertragungstransformator 50 ist ein Hochfrequenztransforma- tor, der die Daten bzw. Signale auf zwei Kabeladern des Motorversorgungs- kabels hochfrequent aufmoduliert. Die Gesamtzahl der fur das Ubertragungs- mittel notwendigen Kabeladern kann somit bis auf drei Kabeladern reduziert werden. Das Motorversorgungskabel ist ein herkömmliches Standardstromkabel, welches wesentlich gunstiger als ein 18-adriges Spezialanschlußkabel ist, das im Stand der Technik verwendet wird (vergleiche Fig. 1).

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungs- anordnung 32. Im Unterschied zu der in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsform wird hierbei die Leistungsversorgung des Kodierers 38 und des Dekodierers 40 des Bearbeitunngsgerätes 32 von einem getrennten Ubertragungstransformator 52 ubernommen, der zusatzlich zu dem Ubertragungstransformator 50 vor- gesehen ist, wodurch eine Verbesserung der Ubertragungseffizienz und Si-

cherheit von Daten und Leistungen ermöglicht wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanord- nung 32, hier ein Elektro-Handschrauber, erläutert. Ein Schraubvorgang mittels des Elektro-Handschraubers 32 wird durch ein Betätigen des Startschalters 14 ausgelöst. Sämtliche in dem Handschrauber 32 erfaflte Sensordaten bzw.- signale, insbesondere die des Motorlagegebers 12, des Startschalters 14, des Drehmomentsensors 18 und des Drehwinkelsensors 16 werden dem Kodierer 38 des Handschraubers 32 zugefuhrt. Anderen sich ein oder mehrere Signale dieser genannten Sensordaten, so sendet der Kodierer 38 die Daten als einen kodierten Datensatz uber das Ubertragungsmittel 34 an die Zentraleinheit 30. Dort wird der Datensatz der ubertragenen kodierten Daten von dem Dekodierer 44 emp- fangen und nachfolgend in die ursprungliche Vielfalt der Daten dekodiert. Zur weiteren Verarbeitung der Daten sowie zur eigentlichen Steuerung des Hand- schraubers 32 wird die Vielzahl der Daten von dem Dekodierer 44 uber ein vieladriges Kabel nun einer Schraubersteuereinheit 48 ubergeben, die zur Steue- rung des Handschraubers 23 ausgelegt ist. Abhangig von den in der Zentral- einheit 30 empfangenen kodierten Daten, erfolgt eine Steuerung des Schrauber- motors durch geeignete Steuerung der Motorkommutierung, auf die spalter noch detailiert eingegangen wird.

Zusatzlich werden von dem Kodierer 46 in der Zentraleinheit 30 Kontrollsignale an den Dekodierer 40 in dem Handschrauber 32 gesendet, um so mittels der Leuchtioden 20a, 20b dem Bediener eine Ruckmeldung geben, ob der Schraub- vorgang ordnungsgemäß durchgefuhrt wird bzw. beendet ist. In diesem Fall leuchtet die Kontroll-LED 20a (grun), im Fehlerfall leuchtet die Kontroll-LED (NIO, rot).

Die Betriebsweise der Bearbeitungsanordnung wird im folgenden anhand der FlulSdiagramme von Fig. 5 und 6 weiter verdeutlicht werden. Zunachst soll anhand von Fig. 5 die Betriebsweise des Kodierers 38 des Handschraubers 32 beschrieben werden. Betätigt der Benutzer den Startschalter 14 des Hand- schraubers 32, so wird das Startschaltersignal 14'des Startschalters 14 und die

Motorlagegeberdaten (Hallsensordaten) des Motorlagegebers 12 von dem Kodie- rer 38 ausgelesen bzw. empfangen. Andern sich von einem Datensatz zum darauffolgenden Datensatz die Motorlagegeberdaten (Hallsensordaten), so werden die Daten in dem Kodierer 38 kodiert und uber das Ubertragungsmittel 34 an den Dekodierer 44 in der Zentraleinheit 30 gesendet. In dem Dekodierer 44 werden die ubertragenen kodierten Daten nachfolgend dekodiert und weiter- verarbeitet, was anhand von Fig. 6 genauer beschrieben werden wird. Ist der Wert des Start-Signals 14'des Startschalters 14 gleich dem Wert"STOP", so wird ein Stop-Kommando an den Dekodierer 44 in der Zentraleinheit 30 gesendet und der Schraubvorgang beendet. Hat jedoch das Start-Signal einen anderen Wert, so erfolgt ein weiteres Auslesen und Vergleichen der Sensordaten im Handschrauber 32 durch den Kodierer 38. Folglich werden von dem Kodierer 38 nur Daten an den Dekodierer 44 gesendet, wenn eine Anderung der Hallsensor- daten bzw. der Motorlagegeberdaten vorliegt. Typischerweise weist ein uber- tragener Datensatz eine Grouse von zumindest vier, typischerweise acht oder sechzehn Bit auf.

Die Betriebsweise des Dekodierers 44 der Zentraleinheit 30 soll im folgenden anhand des Flußdiagrammes von Fig. 6 nager erläutert werden. Dieses Flußdia- gramm bezieht sich hierbei auf eine Ausfuhrungsform der Bearbeitungsanord- nung, die besonders fur Handschrauber geeignet ist, die auch in einem hohen Drehzahlbereich uber 5000 Umdrehungen/Minute eingesetzt werden solien. Bei derartig großen Drehzahlen stellt sich das Problem, daf3 keine"Echtzeitsteue- rung"des Motors des Handschraubers 32 mehr von der Zentraleinheit 30 erfol- gen kann, da eine Prozeß-und Ubertragungszeit At nicht mehr vernachlassigbar gegenuber den typischen Kommutierungszeiten des burstenlosen Gleichstrom- motors ist, da die Ubertragung zwischen dem Kodierer 38 und dem Dekodierer 44 typischerweise mit einer Datenubertragungsgeschwindigkeit von weniger als 50 kBaud erfolgt. Um jedoch eine tatsachliche"Echtzeitsteuerung"der Motor- kommutierung des Handschraubermotors 36 vornehmen zu können, ware eine um Größenordnungen höhere Datenübertragungsrate notwendig. Eine hierfur notwendige MHz-Elektronik ware jedoch aus Kosten-, Zuverlassigkeits-und Baugrößengründen unvorteilhaft.

Die in Fig. 6 beschriebene Ausfuhrungsform löst dieses Problem durch einen Einsatz einer Zeitprozessierungseinheit, die eine Korrektur bzw. eine Bestimmung einer Ausgabezeit T2 von Motorsteuerungssignalen bzw. Motorversorgungs- signalen anhand einer von der Zentraleinheit 30 bestimmten Eingangszeit T, eines Datensatzes der ubertragenen kodierten Daten vornimmt. Alternativ zu der Bestimmung der Eingangszeit T, eines Datensatzes der kodierten ubertragenen Daten in der Zentraleinheit kann hierfur auch eine Wiederherstellungszeit (Deko- dierungszeit) T,, bestimmt werden. Unter der Wiederherstellungszeit T,, wird dabei derjenige Zeitpunkt verstanden, bei welchem die Vielzahl der Daten von dem Dekodierer 44 aus dem Datensatz der ubertragenen kodierten Daten wie- derhergestellt worden ist.

Gemäß Fig. 6 wird ein Timer 1, der als Aufwartszahltimer ausgelegt ist, auf den Wert 0 gesetzt und gestartet, wenn ein"START-Signal"von dem Kodierer 38 empfangen wird. Nachfolgend wird geprüft, ob die Daten des Motorlagegebers (Hallsensordaten) sich geändert haben. Ist das der Fall, so ist ein neuer Daten- satz der kodierten Daten von dem Dekodierer 44 der Zentraleinheit empfangen worden. Daraufhin wird der Wert des Timer 1 ausgelesen (Timer 1 = XT,).

Dieser Wert XT, des Timers 1 läßt sich folglich einer Zeit T, zuordnen, die zwischen zwei Eingängen unmittelbar nachfolgender Datensätze von kodierten Daten in der Zentraleinheit 30 vergangen ist. Von diesem Zeitwert XT, wird nun zur Korrektur der Prozeß-und Ubertragungszeit At ein Prozeß-und Ubertragungs- zeitwert XAt abgezogen. Dieser Wert wird einem Timer 2, der als Abwärts- zahltimer ausgelegt ist, ubergeben wonach dieser gestartet wird. Zusatzlich wird das Kommutierungsregister fur die Motorkommutierung des Handschrauber- motors 36 um einen Wert erhöht. Wird nachfolgend kein Stop-Signal von dem Kodierer 38 erhalten, so erfolgt eine Prufung, ob der Abwartszahltimer 2 bereits abgelaufen ist, d. h. den Wert 0 erreicht hat. lst dies nicht der Fall, so wiederholt sich der Ablauf der genannten Schritte von der Prüfung der Anderung der Motor- lagegeberdaten (Hallsensordaten) an bis schließlich entweder ein Stop-Signal empfangen wird oder, falls dies nicht der Fall ist, der Timer 2 den Wert 0 erreicht hat (Zeitpunkt T2). Zu diesem Zeitpunkt werden die neuen Kommutierungssignale an die Motorphasen ausgegeben und der Timer 2 gestopt.

Fig. 7 zeigt in einem Signal/Spannung-Zeitdiagramm nochmals die Funktions- weise der mit zwei Timern arbeitenden Zeitprozessierungseinheit, wobei lediglich ein einzelner Durchlauf durch das in Fig. 6 dargestellte Fluf3diagramm dargestellt ist. Die Motorkommutatorwerte bzw. Hallsensorwerte werden sind hierbei lediglich schematisch als Rechteckspannungen dargestellt. Zu einem Zeitpunkt t = 0, der dem Zeitpunkt des Eingangs eines Datensatzes N-1 der kodierten ubertragenen Daten in der Zentraleinheit 30 entspricht, wird der Aufwärts- zahltimer 1 auf seinen Startwert Timer 1 = O gesetzt und gestartet. Zu dem Zeitpunkt t = T, empfangt der Dekodierer 44 den unmittelbar darauffolgenden Datensatz N der ubertragenen kodierten Daten. Aufgrund der Prozeß-und Ubertragungszeit At ist diesem Datensatz N jedoch eine"tatsachliche"Zeit T,- At zuzuordnen. Zu dem Zeitpunkt t = T, hat der Timer 1 den Wert XT1 erreicht.

Um der Prozeß-und Zeitprozessierungszeit At Rechnung zu tragen, wird der Abwartszahltimer 2 mit dem Restzeitwert XT,-XAt geladen und gestartet.

Somit erreicht der Timer 2 den Ausgangswert 0 genau zur Zeit T2, zu der eine Ausgabe des erhöhten Motorkommutierungsregisters an die Motorphasen not- wendig ist. Somit erfolgt trotz der nicht zu vernachlässigenden Prozeß-und <BR> <BR> <BR> <BR> Ubertragungszeit At eine zeitliche hochprazise Steuerung der Motorkommutie- rung, wie sie fur eine drehwinkelgenaue Steuerung von Bearbeitungsgeräten notwendig ist.

Bezugszeichenliste 8 Handschrauber 10 Motorversorgung 12 Motorlagegeber 14 Startschalter 16 Drehwinkelsensor 18 Drehmomentsensor 20a 10-Kontrolleuchte 20b NIO-Kontrolleuchte 22 Anschluf3kabel

30 Zentraleinheit <BR> <BR> <BR> 32 Bearbeitungsgerat<BR> <BR> <BR> 34 Ubertragungsmittel 36 Motor 38 Kodierer (Sender) in dem Bearbeitungsgerät 40 Dekodierer (Empfanger) in dem Bearbeitungsgerät 42 Leistungsteil 44 Dekodierer (Empfanger) in der Zentraleinheit 46 Kodierer (Sender) in der Zentraleinheit 48 Schraubersteuereinheit <BR> <BR> 50 Ubertragungstransformator<BR> <BR> <BR> 52 zweiter Ubertragungstransformator