工具和用于工具的状态监测的方法
【专利摘要】本发明涉及一种工具（1）并且涉及一种用于工具（1）的状态监控的方法。所述工具（1）包括用于检测所述工具（1）的状态数据的控制装置（25）和用于显示由所述控制装置（25）所检测的状态数据的显示装置（22）。
【专利说明】
工具和用于工具的状态监测的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工具和一种用于工具的状态监测的方法，其中所述状态监测尤其是故障监测。所述工具为可手持的工具或者静态的工具，并且尤其是旋紧/钻孔工具、盲铆钉装配器(Blindnietsetzgerjit)等。
【背景技术】
[0002]在产品制造中分别利用集成的控制使用例如适合测量的电动螺丝刀和电动盲铆钉装配器、手动螺丝刀和手动盲铆钉装配器、静态的旋紧心轴和盲铆钉心轴等工具。将驱动装置、心轴和螺丝刀的比如像循环周期、转矩、位移等测量数据传递到上级设备上，所述上级设备能够由测量数据确定器具的故障发生时刻。
[0003]然而其缺点在于，在上级设备中确定故障发生时刻。为此需要将大量数据传输到上级设备上，这很容易出现错误。此外除了所述工具，必须附加地设有具有相应的计算能力的这样一种上级设备，由此上级设备产生成本并且需要空间，而这又会产生成本。如果需要节省成本，则可以放弃该设备。然而这导致了工具的故障发生时间是未知的，并且基于此会造成产品故障，并且可能造成昂贵的设备停工。
【发明内容】
[0004]因而本发明的任务在于，提供一种工具和一种用于工具的状态监测的方法，以此能够解决此前所提到的问题。尤其是提供一种工具和一种用于工具的状态监测的方法，其中能够成本低廉地且不容易出现错误地在缺陷发生前及时地显示或者发布相应的警报或者通知，以便能够更换工具。
[0005]由按照独立权利要求1所述的工具来解决该任务。
[0006]在从属权利要求中说明了所述工具的其他有利的设计方案。
[0007]利用所述工具能够直接在工具上检测和显示工具的状态，尤其是故障发生时刻、错误、缺陷等。由此不再需要为此目的的上级设备。该工具提供了一种完全集成的解决方案，而不包含必需的上级设备。由此能够节约为上级设备而产生的成本。此外，能够节省通过安装、运行和维护用于在工具和上级设备之间进行数据传输的装置而产生的成本。
[0008]由于直接在工具上显示故障发生时刻，工具的使用者直接了解到关于工具状态的信息。由此也节省了告知工具的使用者工具状态的人员。这也为降低关于通知的错误易发几率做出了贡献。当例如不发出关于工具状态的信息时，则会出现错误。
[0009]利用工具能够避免使用了该工具的机器突然出现的故障。由此通过及时更换工具而减少了制造设备的带停工时间(Band-Stillstandszeit)。
[0010]此外所述工具能够给工具的使用者提供最佳的配件保持性(Ersatzteilhaltung)0
[0011]所述工具通过不仅检测并且也分析比如像循环、力矩、位移等数据的功能从而近似成为智能工具。制造者获得了能够在现场密切观察实际的使用条件的可能性。
[0012]此外，通过根据独立权利要求10所述的、用于工具的状态监控的方法来解决本发明的任务。
[0013]该方法实现了与之前关于工具所提到的优点相同的优点。
[0014]本发明其他的可能的执行方案也包括未明确提出的、在前文中或者下文中关于实施例所描述的特征和实施方式的组合。在此，本领域技术人员也可以将个别方面作为改进方案或者补充方案添加到本发明的各个基本形式中。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]在下文中参考附图并且根据实施例对本发明进行进一步地描述。附图示出:
图1为根据本发明实施例的、具有监控系统的工具的侧视图。
【具体实施方式】
[0016]图1示出了工具1，所述工具例如为利用适合测量的蓄电池来运行的旋紧工具。然而工具I也可以是旋紧/钻孔工具、钻孔工具、铆接工具、冲压工具、销钉装配工具、盲铆钉装配器等。在图1中的工具I为可手持的工具。然而工具I并不局限于此。工具I也可以是静态的工具或者立式工具。
[0017]在图1中，工具I包括在测角器头11上的工具元件5、尤其可以是测量电子器件的测量轴和测量装置12、传动装置13、驱动装置14、角度传感器15、缓冲电容器(Pufferkondensator) 16、驱动装置管线17、驱动电子器件18、用于可重新充电的或者不可重新充电的电池的电池槽19、测量装置管线20、控制和显示单元21、显示装置22、键盘区23、可选的无线模块24、尤其可以是控制电子器件的控制装置25、缓冲电容器管线26、控制装置管线27和壳体28。工具I能够可选地利用所述无线模块24构建通向入口点(接入点)30的无线连接29，所述入口点借助局域网连接31 (LAN)与中央计算机32连接。
[0018]利用工具元件5，工具I能够加工工件。为此，工具元件5借助传动装置13由驱动装置14进行驱动，所述驱动装置能够由在电池槽19中的电池进行驱动。在该实施例中，所述电池为可重新充电的蓄电池。通过使用电池，工具I可以为无线工具。壳体28例如由塑料等材料制成。
[0019]此外，工具I能够独立地借助分析周期、振动、转速、转矩/力量、发动机电流、温度等内部测量数据利用测量轴和测量装置12在出现故障前及时地在控制和显示单元21上和/或在显示装置22上显示通知，或者利用控制和显示单元21和/或显示装置22发出通知，以便能够在缺陷前更换工具I。
[0020]例如借助测量轴和测量装置12以及控制装置25来实施用于所述工具I的状态监控的方法。自动地实施所述方法。在所述方法中，工具I能够检测和/或显示和/或传递例如其在循环中的剩余使用寿命。工具I至少能够在出现故障缺陷前利用显示装置22光学地和/或声学地为工具I的使用者显示或者发布相应的警告或者通知，以便在必要的情况下能够更换工具I并且也能够毫无顾虑地继续使用工具I。
[0021]在所述方法中，控制装置25例如分析如下值:
-在驱动电子器件18中测量的、驱动装置14的电流；
-由驱动装置14产生的转矩，利用测量轴和测量装置12测量所述转矩； -在角度传感器5上的旋转角；
-利用加速度传感器例如在控制装置25中测量的振动；
-利用加速度传感器例如在控制装置25中测量工具I的位置和工具I的冲击或倾斜；-利用相应的传感器测量的温度，所述传感器例如设置在驱动电子器件18、驱动装置14和/或控制装置25的绕组中；
-使用工具I的循环次数，其中如果需要的话补充循环次数，并且利用所检测的转矩和/或旋转角对其进行评价。
[0022]借助这些数据能够利用控制装置25来计算出“已消耗的使用寿命”，并且由此计算出预计的剩余使用寿命。借助显示装置22能够直接在工具I上光学地和/或声学地显示该剩余使用寿命。在需要时剩余使用寿命也能够传输到作为工具I的上级系统/机构的中央计算机32上。在此，将比必须从中才能检测出剩余使用寿命的所有数据明显更少的数据传输到中央计算机32上。替代地，工具I也可以仅仅在待出现故障的情况下借助显示装置22显示相应的通知。替代地或者附加地，工具I也可以在待出现故障的情况下利用无线模块24将相应的通知传输到作为上级机构的中央计算机32上。
[0023]控制装置25也可以检测工具I的非磨损造成的缺陷的出现。通过增大了的振动、冲击或者诸如此类能够察觉出这些非磨损造成的缺陷。在检测剩余使用寿命时，控制装置25也能够考虑工具I的非磨损造成的缺陷。借助显示装置22也可以光学地和/或声学地显示这些非磨损造成的缺陷。附加地，也可以借助无线模块24将相应的消息传输到作为上级机构的中央计算机32上。
[0024]由此工具I利用集成的控制装置提供了集成的、用于提前自动对工具I进行故障识别的方法，所述工具例如为手动螺丝刀、手动旋紧工具、旋紧心轴或者静态的旋紧工具、铆接器等。
[0025]根据第二实施例，工具I实施动态地检测和显示预警，以便提高工具I的使用寿命O
[0026]此外，在该实施例中工具I也以与在第一实施例中描述的一样的方式进行构建。
[0027]根据第三实施例，如此构造显示装置22，使得按照如下方式显示设备的剩余使用寿命:例如绿色表示无故障；黄色表示几小时内出现故障；红色表示即刻出现故障。由此使用者能够通过不同颜色的光学显示辨识出工具I在分别的读取时刻处于何种状态。颜色为工具I的使用者传达了关于工具I的状态的相应信息。
[0028]此外，在该实施例中工具I也以与在第一实施例中描述的一样的方式进行构建。
[0029]根据第四实施例，工具I附加地构造用于检测和保存测量数据和/或使用寿命。为此，工具I至少暂时地具有相应的储存装置。所述储存装置也可以是控制装置的部件。能够例如在对工具I进行服务时或者在对工具I进行维护时对测量数据和/或使用寿命进行再加工。此外，对于工具I的制造者能够在对工具I进行进一步研发时对测量数据和/或使用寿命进行再加工。
[0030]此外，在该实施例中工具I也以与在第一实施例中描述的一样的方式进行构建。
[0031]能够单个地或者以所有可能的组合方式对所有此前所描述的工具I的设计方案进行应用。尤其是能够对此前所描述的实施例的所有特征和/或功能随意地进行组合。附加地，尤其是以下修正也是可行的。
[0032]在图中所示出的部件进行示意性地示出，并且只要确保了其此前所描述的功能，在确切的设计方案中这些部件可以偏离于图中所示出的形式。
[0033]对于工具I，能够随意选择传感器的数量和布置方式。
[0034]此外，只要实现了其此前所描述的功能，工具I也可以构建成其他形式。
【权利要求】
1.工具(I)，其具有用于检测所述工具(I)的状态数据的控制装置(25)和用于显示由所述控制装置(25 )所检测的所述状态数据的显示装置(22 )。
2.按照权利要求1所述的工具(I)，其中所述状态数据为所述工具(I)的剩余使用寿命和/或所述工具(I)的非磨损造成的缺陷。
3.按照权利要求1或2所述的工具(1)，其中用于检测所述状态数据的所述控制装置(25)至少分析所述工具(I)的驱动装置(14)的电流、由所述驱动装置(14)所产生的转矩、在所述工具(I)的角度传感器(5)上的旋转角、所述工具(I)的振动、所述工具(I)的位置、所述工具(I)的冲击和/或倾斜、在驱动电子器件(18)中和/或所述驱动装置(14)和/或在所述控制装置(25)的绕组中出现的温度、使用所述工具(I)的循环次数。
4.按照前述权利要求中任一项所述的工具(1)，其中构造所述控制装置(25)以动态地检测和显示所述工具(I)的预警，和/或其中构造所述控制装置(25)以控制所述工具(I)的功能，以便利用工具元件(5)对工件进行加工，和/或其中此外构造所述工具(I)以保存测量数据和/或使用寿命。
5.按照前述权利要求中任一项所述的工具(1)，其中构造所述显示装置(22)以光学地和/或声学地显示所述工具(I)的、由所述控制装置(25 )所检测到的状态。
6.按照前述权利要求中任一项所述的工具(1)，其中如此构造所述显示装置(22)，从而使得其利用优选绿色的第一标识显示“无故障”的状态，利用优选黄色的第二标识显示“几小时内出现故障”的状态，利用优选红色的第三标识显示“即刻出现故障”的状态。
7.按照前述权利要求中任一项所述的工具(1)，其中此外构造所述工具(I)以将关于所述工具(I)的、由所述控制装置(25)所检测的状态的信息传输到中央计算机(32)上。
8.按照前述权利要求中任一项所述的工具(I)，其中所述工具(I)为旋紧工具和/或钻孔工具和/或铆接工具和/或冲压工具和/或销钉装配工具和/或盲铆钉装配器。
9.按照前述权利要求中任一项所述的工具(I)，其中所述工具(I)为无线工具(I )。
10.用于工具(I)的状态监控的方法，所述工具在需要时利用工具元件(5)对工件进行加工，所述方法具有以下步骤:利用测量装置(2)检测工具(I)的数据以在其状态监控时进行使用；利用所述工具(I)的控制装置(25)在所述工具(I)的所检测的数据的基础上检测所述工具(I)的状态数据；并且利用显示装置(22 )显示所述工具(I)的所检测的状态数据。
【文档编号】G05B19/048GK104516302SQ201410500962
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】A.沙芬贝格 申请人:罗伯特·博世有限公司