工具和用于工具的狀態(tài)監(jiān)測的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工具（1）并且涉及一種用于工具（1）的狀態(tài)監(jiān)控的方法。所述工具（1）包括用于檢測所述工具（1）的狀態(tài)數(shù)據(jù)的控制裝置（25）和用于顯示由所述控制裝置（25）所檢測的狀態(tài)數(shù)據(jù)的顯示裝置（22）。
【專利說明】
工具和用于工具的狀態(tài)監(jiān)測的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工具和一種用于工具的狀態(tài)監(jiān)測的方法，其中所述狀態(tài)監(jiān)測尤其是故障監(jiān)測。所述工具為可手持的工具或者靜態(tài)的工具，并且尤其是旋緊/鉆孔工具、盲鉚釘裝配器(Blindnietsetzgerjit)等。

【背景技術(shù)】
[0002]在產(chǎn)品制造中分別利用集成的控制使用例如適合測量的電動(dòng)螺絲刀和電動(dòng)盲鉚釘裝配器、手動(dòng)螺絲刀和手動(dòng)盲鉚釘裝配器、靜態(tài)的旋緊心軸和盲鉚釘心軸等工具。將驅(qū)動(dòng)裝置、心軸和螺絲刀的比如像循環(huán)周期、轉(zhuǎn)矩、位移等測量數(shù)據(jù)傳遞到上級設(shè)備上，所述上級設(shè)備能夠由測量數(shù)據(jù)確定器具的故障發(fā)生時(shí)刻。
[0003]然而其缺點(diǎn)在于，在上級設(shè)備中確定故障發(fā)生時(shí)刻。為此需要將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞壴O(shè)備上，這很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。此外除了所述工具，必須附加地設(shè)有具有相應(yīng)的計(jì)算能力的這樣一種上級設(shè)備，由此上級設(shè)備產(chǎn)生成本并且需要空間，而這又會產(chǎn)生成本。如果需要節(jié)省成本，則可以放棄該設(shè)備。然而這導(dǎo)致了工具的故障發(fā)生時(shí)間是未知的，并且基于此會造成產(chǎn)品故障，并且可能造成昂貴的設(shè)備停工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因而本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種工具和一種用于工具的狀態(tài)監(jiān)測的方法，以此能夠解決此前所提到的問題。尤其是提供一種工具和一種用于工具的狀態(tài)監(jiān)測的方法，其中能夠成本低廉地且不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤地在缺陷發(fā)生前及時(shí)地顯示或者發(fā)布相應(yīng)的警報(bào)或者通知，以便能夠更換工具。
[0005]由按照獨(dú)立權(quán)利要求1所述的工具來解決該任務(wù)。
[0006]在從屬權(quán)利要求中說明了所述工具的其他有利的設(shè)計(jì)方案。
[0007]利用所述工具能夠直接在工具上檢測和顯示工具的狀態(tài)，尤其是故障發(fā)生時(shí)刻、錯(cuò)誤、缺陷等。由此不再需要為此目的的上級設(shè)備。該工具提供了一種完全集成的解決方案，而不包含必需的上級設(shè)備。由此能夠節(jié)約為上級設(shè)備而產(chǎn)生的成本。此外，能夠節(jié)省通過安裝、運(yùn)行和維護(hù)用于在工具和上級設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置而產(chǎn)生的成本。
[0008]由于直接在工具上顯示故障發(fā)生時(shí)刻，工具的使用者直接了解到關(guān)于工具狀態(tài)的信息。由此也節(jié)省了告知工具的使用者工具狀態(tài)的人員。這也為降低關(guān)于通知的錯(cuò)誤易發(fā)幾率做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)例如不發(fā)出關(guān)于工具狀態(tài)的信息時(shí)，則會出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[0009]利用工具能夠避免使用了該工具的機(jī)器突然出現(xiàn)的故障。由此通過及時(shí)更換工具而減少了制造設(shè)備的帶停工時(shí)間(Band-Stillstandszeit)。
[0010]此外所述工具能夠給工具的使用者提供最佳的配件保持性(Ersatzteilhaltung)0
[0011]所述工具通過不僅檢測并且也分析比如像循環(huán)、力矩、位移等數(shù)據(jù)的功能從而近似成為智能工具。制造者獲得了能夠在現(xiàn)場密切觀察實(shí)際的使用條件的可能性。
[0012]此外，通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求10所述的、用于工具的狀態(tài)監(jiān)控的方法來解決本發(fā)明的任務(wù)。
[0013]該方法實(shí)現(xiàn)了與之前關(guān)于工具所提到的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]本發(fā)明其他的可能的執(zhí)行方案也包括未明確提出的、在前文中或者下文中關(guān)于實(shí)施例所描述的特征和實(shí)施方式的組合。在此，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將個(gè)別方面作為改進(jìn)方案或者補(bǔ)充方案添加到本發(fā)明的各個(gè)基本形式中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中參考附圖并且根據(jù)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。附圖示出:
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、具有監(jiān)控系統(tǒng)的工具的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出了工具1，所述工具例如為利用適合測量的蓄電池來運(yùn)行的旋緊工具。然而工具I也可以是旋緊/鉆孔工具、鉆孔工具、鉚接工具、沖壓工具、銷釘裝配工具、盲鉚釘裝配器等。在圖1中的工具I為可手持的工具。然而工具I并不局限于此。工具I也可以是靜態(tài)的工具或者立式工具。
[0017]在圖1中，工具I包括在測角器頭11上的工具元件5、尤其可以是測量電子器件的測量軸和測量裝置12、傳動(dòng)裝置13、驅(qū)動(dòng)裝置14、角度傳感器15、緩沖電容器(Pufferkondensator) 16、驅(qū)動(dòng)裝置管線17、驅(qū)動(dòng)電子器件18、用于可重新充電的或者不可重新充電的電池的電池槽19、測量裝置管線20、控制和顯示單元21、顯示裝置22、鍵盤區(qū)23、可選的無線模塊24、尤其可以是控制電子器件的控制裝置25、緩沖電容器管線26、控制裝置管線27和殼體28。工具I能夠可選地利用所述無線模塊24構(gòu)建通向入口點(diǎn)(接入點(diǎn))30的無線連接29，所述入口點(diǎn)借助局域網(wǎng)連接31 (LAN)與中央計(jì)算機(jī)32連接。
[0018]利用工具元件5，工具I能夠加工工件。為此，工具元件5借助傳動(dòng)裝置13由驅(qū)動(dòng)裝置14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置能夠由在電池槽19中的電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在該實(shí)施例中，所述電池為可重新充電的蓄電池。通過使用電池，工具I可以為無線工具。殼體28例如由塑料等材料制成。
[0019]此外，工具I能夠獨(dú)立地借助分析周期、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩/力量、發(fā)動(dòng)機(jī)電流、溫度等內(nèi)部測量數(shù)據(jù)利用測量軸和測量裝置12在出現(xiàn)故障前及時(shí)地在控制和顯示單元21上和/或在顯示裝置22上顯示通知，或者利用控制和顯示單元21和/或顯示裝置22發(fā)出通知，以便能夠在缺陷前更換工具I。
[0020]例如借助測量軸和測量裝置12以及控制裝置25來實(shí)施用于所述工具I的狀態(tài)監(jiān)控的方法。自動(dòng)地實(shí)施所述方法。在所述方法中，工具I能夠檢測和/或顯示和/或傳遞例如其在循環(huán)中的剩余使用壽命。工具I至少能夠在出現(xiàn)故障缺陷前利用顯示裝置22光學(xué)地和/或聲學(xué)地為工具I的使用者顯示或者發(fā)布相應(yīng)的警告或者通知，以便在必要的情況下能夠更換工具I并且也能夠毫無顧慮地繼續(xù)使用工具I。
[0021]在所述方法中，控制裝置25例如分析如下值:
-在驅(qū)動(dòng)電子器件18中測量的、驅(qū)動(dòng)裝置14的電流；
-由驅(qū)動(dòng)裝置14產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，利用測量軸和測量裝置12測量所述轉(zhuǎn)矩； -在角度傳感器5上的旋轉(zhuǎn)角；
-利用加速度傳感器例如在控制裝置25中測量的振動(dòng)；
-利用加速度傳感器例如在控制裝置25中測量工具I的位置和工具I的沖擊或傾斜；-利用相應(yīng)的傳感器測量的溫度，所述傳感器例如設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電子器件18、驅(qū)動(dòng)裝置14和/或控制裝置25的繞組中；
-使用工具I的循環(huán)次數(shù)，其中如果需要的話補(bǔ)充循環(huán)次數(shù)，并且利用所檢測的轉(zhuǎn)矩和/或旋轉(zhuǎn)角對其進(jìn)行評價(jià)。
[0022]借助這些數(shù)據(jù)能夠利用控制裝置25來計(jì)算出“已消耗的使用壽命”，并且由此計(jì)算出預(yù)計(jì)的剩余使用壽命。借助顯示裝置22能夠直接在工具I上光學(xué)地和/或聲學(xué)地顯示該剩余使用壽命。在需要時(shí)剩余使用壽命也能夠傳輸?shù)阶鳛楣ぞ逫的上級系統(tǒng)/機(jī)構(gòu)的中央計(jì)算機(jī)32上。在此，將比必須從中才能檢測出剩余使用壽命的所有數(shù)據(jù)明顯更少的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胗?jì)算機(jī)32上。替代地，工具I也可以僅僅在待出現(xiàn)故障的情況下借助顯示裝置22顯示相應(yīng)的通知。替代地或者附加地，工具I也可以在待出現(xiàn)故障的情況下利用無線模塊24將相應(yīng)的通知傳輸?shù)阶鳛樯霞墮C(jī)構(gòu)的中央計(jì)算機(jī)32上。
[0023]控制裝置25也可以檢測工具I的非磨損造成的缺陷的出現(xiàn)。通過增大了的振動(dòng)、沖擊或者諸如此類能夠察覺出這些非磨損造成的缺陷。在檢測剩余使用壽命時(shí)，控制裝置25也能夠考慮工具I的非磨損造成的缺陷。借助顯示裝置22也可以光學(xué)地和/或聲學(xué)地顯示這些非磨損造成的缺陷。附加地，也可以借助無線模塊24將相應(yīng)的消息傳輸?shù)阶鳛樯霞墮C(jī)構(gòu)的中央計(jì)算機(jī)32上。
[0024]由此工具I利用集成的控制裝置提供了集成的、用于提前自動(dòng)對工具I進(jìn)行故障識別的方法，所述工具例如為手動(dòng)螺絲刀、手動(dòng)旋緊工具、旋緊心軸或者靜態(tài)的旋緊工具、鉚接器等。
[0025]根據(jù)第二實(shí)施例，工具I實(shí)施動(dòng)態(tài)地檢測和顯示預(yù)警，以便提高工具I的使用壽命O
[0026]此外，在該實(shí)施例中工具I也以與在第一實(shí)施例中描述的一樣的方式進(jìn)行構(gòu)建。
[0027]根據(jù)第三實(shí)施例，如此構(gòu)造顯示裝置22，使得按照如下方式顯示設(shè)備的剩余使用壽命:例如綠色表示無故障；黃色表示幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)故障；紅色表示即刻出現(xiàn)故障。由此使用者能夠通過不同顏色的光學(xué)顯示辨識出工具I在分別的讀取時(shí)刻處于何種狀態(tài)。顏色為工具I的使用者傳達(dá)了關(guān)于工具I的狀態(tài)的相應(yīng)信息。
[0028]此外，在該實(shí)施例中工具I也以與在第一實(shí)施例中描述的一樣的方式進(jìn)行構(gòu)建。
[0029]根據(jù)第四實(shí)施例，工具I附加地構(gòu)造用于檢測和保存測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命。為此，工具I至少暫時(shí)地具有相應(yīng)的儲存裝置。所述儲存裝置也可以是控制裝置的部件。能夠例如在對工具I進(jìn)行服務(wù)時(shí)或者在對工具I進(jìn)行維護(hù)時(shí)對測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命進(jìn)行再加工。此外，對于工具I的制造者能夠在對工具I進(jìn)行進(jìn)一步研發(fā)時(shí)對測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命進(jìn)行再加工。
[0030]此外，在該實(shí)施例中工具I也以與在第一實(shí)施例中描述的一樣的方式進(jìn)行構(gòu)建。
[0031]能夠單個(gè)地或者以所有可能的組合方式對所有此前所描述的工具I的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行應(yīng)用。尤其是能夠?qū)Υ饲八枋龅膶?shí)施例的所有特征和/或功能隨意地進(jìn)行組合。附加地，尤其是以下修正也是可行的。
[0032]在圖中所示出的部件進(jìn)行示意性地示出，并且只要確保了其此前所描述的功能，在確切的設(shè)計(jì)方案中這些部件可以偏離于圖中所示出的形式。
[0033]對于工具I，能夠隨意選擇傳感器的數(shù)量和布置方式。
[0034]此外，只要實(shí)現(xiàn)了其此前所描述的功能，工具I也可以構(gòu)建成其他形式。
【權(quán)利要求】
1.工具(I)，其具有用于檢測所述工具(I)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的控制裝置(25)和用于顯示由所述控制裝置(25 )所檢測的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)的顯示裝置(22 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的工具(I)，其中所述狀態(tài)數(shù)據(jù)為所述工具(I)的剩余使用壽命和/或所述工具(I)的非磨損造成的缺陷。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的工具(1)，其中用于檢測所述狀態(tài)數(shù)據(jù)的所述控制裝置(25)至少分析所述工具(I)的驅(qū)動(dòng)裝置(14)的電流、由所述驅(qū)動(dòng)裝置(14)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、在所述工具(I)的角度傳感器(5)上的旋轉(zhuǎn)角、所述工具(I)的振動(dòng)、所述工具(I)的位置、所述工具(I)的沖擊和/或傾斜、在驅(qū)動(dòng)電子器件(18)中和/或所述驅(qū)動(dòng)裝置(14)和/或在所述控制裝置(25)的繞組中出現(xiàn)的溫度、使用所述工具(I)的循環(huán)次數(shù)。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(1)，其中構(gòu)造所述控制裝置(25)以動(dòng)態(tài)地檢測和顯示所述工具(I)的預(yù)警，和/或其中構(gòu)造所述控制裝置(25)以控制所述工具(I)的功能，以便利用工具元件(5)對工件進(jìn)行加工，和/或其中此外構(gòu)造所述工具(I)以保存測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(1)，其中構(gòu)造所述顯示裝置(22)以光學(xué)地和/或聲學(xué)地顯示所述工具(I)的、由所述控制裝置(25 )所檢測到的狀態(tài)。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(1)，其中如此構(gòu)造所述顯示裝置(22)，從而使得其利用優(yōu)選綠色的第一標(biāo)識顯示“無故障”的狀態(tài)，利用優(yōu)選黃色的第二標(biāo)識顯示“幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)故障”的狀態(tài)，利用優(yōu)選紅色的第三標(biāo)識顯示“即刻出現(xiàn)故障”的狀態(tài)。
7.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(1)，其中此外構(gòu)造所述工具(I)以將關(guān)于所述工具(I)的、由所述控制裝置(25)所檢測的狀態(tài)的信息傳輸?shù)街醒胗?jì)算機(jī)(32)上。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(I)，其中所述工具(I)為旋緊工具和/或鉆孔工具和/或鉚接工具和/或沖壓工具和/或銷釘裝配工具和/或盲鉚釘裝配器。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具(I)，其中所述工具(I)為無線工具(I )。
10.用于工具(I)的狀態(tài)監(jiān)控的方法，所述工具在需要時(shí)利用工具元件(5)對工件進(jìn)行加工，所述方法具有以下步驟:利用測量裝置(2)檢測工具(I)的數(shù)據(jù)以在其狀態(tài)監(jiān)控時(shí)進(jìn)行使用；利用所述工具(I)的控制裝置(25)在所述工具(I)的所檢測的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上檢測所述工具(I)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；并且利用顯示裝置(22 )顯示所述工具(I)的所檢測的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05B19/048GK104516302SQ201410500962
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】A.沙芬貝格 申請人:羅伯特·博世有限公司