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

【技術領域】
[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】
[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螺絲刀和電動盲鉚釘裝配器、手動螺絲刀和手動盲鉚釘裝配器、靜態(tài)的旋緊心軸和盲鉚釘心軸等工具。將驅動裝置、心軸和螺絲刀的比如像循環(huán)周期、轉矩、位移等測量數(shù)據(jù)傳遞到上級設備上，所述上級設備能夠由測量數(shù)據(jù)確定器具的故障發(fā)生時刻。
[0003]然而其缺點在于，在上級設備中確定故障發(fā)生時刻。為此需要將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞壴O備上，這很容易出現(xiàn)錯誤。此外除了所述工具，必須附加地設有具有相應的計算能力的這樣一種上級設備，由此上級設備產(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，則可以放棄該設備。然而這導致了工具的故障發(fā)生時間是未知的，并且基于此會造成產(chǎn)品故障，并且可能造成昂貴的設備停工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因而本發(fā)明的任務在于，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)錯誤地在缺陷發(fā)生前及時地顯示或者發(fā)布相應的警報或者通知，以便能夠更換工具。
[0005]由按照獨立權利要求1所述的工具來解決該任務。
[0006]在從屬權利要求中說明了所述工具的其他有利的設計方案。
[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)生時刻、錯誤、缺陷等。由此不再需要為此目的的上級設備。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備。由此能夠節(jié)約為上級設備而產(chǎn)生的成本。此外，能夠節(jié)省通過安裝、運行和維護用于在工具和上級設備之間進行數(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)生時刻，工具的使用者直接了解到關于工具狀態(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。這也為降低關于通知的錯誤易發(fā)幾率做出了貢獻。當例如不發(fā)出關于工具狀態(tài)的信息時，則會出現(xiàn)錯誤。
[0009]利用工具能夠避免使用了該工具的機器突然出現(xiàn)的故障。由此通過及時更換工具而減少了制造設備的帶停工時間(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)場密切觀察實際的使用條件的可能性。
[0012]此外，通過根據(jù)獨立權利要求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。
[0013]該方法實現(xiàn)了與之前關于工具所提到的優(yōu)點相同的優(yōu)點。
[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于實施例所描述的特征和實施方式的組合。在此，本領域技術人員也可以將個別方面作為改進方案或者補充方案添加到本發(fā)明的各個基本形式中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中參考附圖并且根據(jù)實施例對本發(fā)明進行進一步地描述。附圖示出:
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的、具有監(jiān)控系統(tǒng)的工具的側視圖。

【具體實施方式】
[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、傳動裝置13、驅動裝置14、角度傳感器15、緩沖電容器(Pufferkondensator) 16、驅動裝置管線17、驅動電子器件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構建通向入口點(接入點)30的無線連接29，所述入口點借助局域網(wǎng)連接31 (LAN)與中央計算機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借助傳動裝置13由驅動裝置14進行驅動，所述驅動裝置能夠由在電池槽19中的電池進行驅動。在該實施例中，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能夠獨立地借助分析周期、振動、轉速、轉矩/力量、發(fā)動機電流、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來實施用于所述工具I的狀態(tài)監(jiān)控的方法。自動地實施所述方法。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光學地和/或聲學地為工具I的使用者顯示或者發(fā)布相應的警告或者通知，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:
-在驅動電子器件18中測量的、驅動裝置14的電流；
-由驅動裝置14產(chǎn)生的轉矩，利用測量軸和測量裝置12測量所述轉矩； -在角度傳感器5上的旋轉角；
-利用加速度傳感器例如在控制裝置25中測量的振動；
-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；-利用相應的傳感器測量的溫度，所述傳感器例如設置在驅動電子器件18、驅動裝置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充循環(huán)次數(shù)，并且利用所檢測的轉矩和/或旋轉角對其進行評價。
[0022]借助這些數(shù)據(jù)能夠利用控制裝置25來計算出“已消耗的使用壽命”，并且由此計算出預計的剩余使用壽命。借助顯示裝置22能夠直接在工具I上光學地和/或聲學地顯示該剩余使用壽命。在需要時剩余使用壽命也能夠傳輸?shù)阶鳛楣ぞ逫的上級系統(tǒng)/機構的中央計算機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)街醒胗嬎銠C32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將相應的通知傳輸?shù)阶鳛樯霞墮C構的中央計算機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、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，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也可以光學地和/或聲學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將相應的消息傳輸?shù)阶鳛樯霞墮C構的中央計算機32上。
[0024]由此工具I利用集成的控制裝置提供了集成的、用于提前自動對工具I進行故障識別的方法，所述工具例如為手動螺絲刀、手動旋緊工具、旋緊心軸或者靜態(tài)的旋緊工具、鉚接器等。
[0025]根據(jù)第二實施例，工具I實施動態(tài)地檢測和顯示預警，以便提高工具I的使用壽命O
[0026]此外，在該實施例中工具I也以與在第一實施例中描述的一樣的方式進行構建。
[0027]根據(jù)第三實施例，如此構造顯示裝置22，使得按照如下方式顯示設備的剩余使用壽命:例如綠色表示無故障；黃色表示幾小時內(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顯示辨識出工具I在分別的讀取時刻處于何種狀態(tài)。顏色為工具I的使用者傳達了關于工具I的狀態(tài)的相應信息。
[0028]此外，在該實施例中工具I也以與在第一實施例中描述的一樣的方式進行構建。
[0029]根據(jù)第四實施例，工具I附加地構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至少暫時地具有相應的儲存裝置。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進行服務時或者在對工具I進行維護時對測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命進行再加工。此外，對于工具I的制造者能夠在對工具I進行進一步研發(fā)時對測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命進行再加工。
[0030]此外，在該實施例中工具I也以與在第一實施例中描述的一樣的方式進行構建。
[0031]能夠單個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的設計方案進行應用。尤其是能夠對此前所描述的實施例的所有特征和/或功能隨意地進行組合。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，在確切的設計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，只要實現(xiàn)了其此前所描述的功能，工具I也可以構建成其他形式。
【權利要求】
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)的驅動裝置(14)的電流、由所述驅動裝置(14)所產(chǎn)生的轉矩、在所述工具(I)的角度傳感器(5)上的旋轉角、所述工具(I)的振動、所述工具(I)的位置、所述工具(I)的沖擊和/或傾斜、在驅動電子器件(18)中和/或所述驅動裝置(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.按照前述權利要求中任一項所述的工具(1)，其中構造所述控制裝置(25)以動態(tài)地檢測和顯示所述工具(I)的預警，和/或其中構造所述控制裝置(25)以控制所述工具(I)的功能，以便利用工具元件(5)對工件進行加工，和/或其中此外構造所述工具(I)以保存測量數(shù)據(jù)和/或使用壽命。
5.按照前述權利要求中任一項所述的工具(1)，其中構造所述顯示裝置(22)以光學地和/或聲學地顯示所述工具(I)的、由所述控制裝置(25 )所檢測到的狀態(tài)。
6.按照前述權利要求中任一項所述的工具(1)，其中如此構造所述顯示裝置(22)，從而使得其利用優(yōu)選綠色的第一標識顯示“無故障”的狀態(tài)，利用優(yōu)選黃色的第二標識顯示“幾小時內(nèi)出現(xiàn)故障”的狀態(tài)，利用優(yōu)選紅色的第三標識顯示“即刻出現(xiàn)故障”的狀態(tài)。
7.按照前述權利要求中任一項所述的工具(1)，其中此外構造所述工具(I)以將關于所述工具(I)的、由所述控制裝置(25)所檢測的狀態(tài)的信息傳輸?shù)街醒胗嬎銠C(32)上。
8.按照前述權利要求中任一項所述的工具(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.按照前述權利要求中任一項所述的工具(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，所述工具在需要時利用工具元件(5)對工件進行加工，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)控時進行使用；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