CN102528719A

CN102528719A - 工业上的工具

Info

Publication number: CN102528719A
Application number: CN2011104536071A
Authority: CN
Inventors: M.埃克特
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-30
Also published as: CN102528719B; SE1151239A1; US20120169485A1; DE102011108963A1; DE102011108963B4

Abstract

本发明涉及一种工业上的并且电驱动的工具，该工具具有两个彼此独立的无线模块（23、24），从而可以与控制机构之间建立冗余的通信连接。

Description

工业上的工具

技术领域

本发明涉及一种工业上的并且电驱动的用于移动使用的工具，尤其象比如在文献WO 2008/088266中所示出的一样的用蓄电池运行的拧紧工具。

背景技术

文献WO 2008/088266公开了一种可携带的拧紧工具，该拧紧工具借助于由拧紧控制机构预先给定的运转参数来执行拧紧过程。这些运转参数由拧紧控制机构通过无线电无线传输给所述拧紧工具。

因为存在着大量的部分地也为客户所特有的无线电传输系统，所以这里所示出的拧紧工具提供了为进行无线电传输而更换为所述拧紧工具所包括的无线模块的可能性。使用者由此比如可以从WLAN（无线局域网）运行转换为蓝牙运行，方法是其用蓝牙模块来取代WLAN模块。

但是，不仅WLAN而且蓝牙以及其它的工作无线电装置都只有受到限制的作用范围。如果所述工具处于这个作用范围之外，那就不可能通过所述拧紧控制机构来进行配置和监控。

但是，为了对拧紧系统和拧紧过程进行监控借助于规范和标准定义了最低要求，其中在此研究不同的类别，这些类别涉及用于螺纹连接失灵的情况的风险。

类别A：对于身体和生命的间接的/直接的危险

类别B：滞销（Liegenbleiber）

类别C：客户的恼怒

这些类别尤其在汽车技术中很重要。与安全有关的螺纹连接必须计数、记录并且用正确的预紧力来拧紧。为了保证这一点，需要在拧紧工具与拧紧控制机构之间进行强化的通信。

因此应该尽可能可靠地实现对于这种通信来说必需的通信连接。

发明内容

本发明定义了一种工业上的并且电驱动的用于移动使用的工具，尤其用蓄电池运行的拧紧工具。同样可以设想每种其它在工业上使用的工具，其工作步骤应该记录下来（比如电阻焊设备、铆接工具和类似工具）。

所述按本发明的工具包括壳体，该壳体具有集成的工具控制机构和集成的用于使该工具控制机构与远离工具的处于预先定义的无线电频带之内的装置进行通信的第一无线模块。

所述壳体包括额外的第二无线模块，该第二无线模块借助于与所述第一无线模块的无线电频率范围不同的无线电频率范围来工作。

如果对于工具的运行来说必需的无线网络失灵或者工具处于所述无线网络的作用范围之外，那么，在用于运行所述第一无线模块的发送功率减弱或者所述工具处于对于所述第一无线模块的发送频率来说临界的信号盲区中时就可以借助于所述第二无线模块自动地切换到另一个并且必要时作用距离较远的无线网络。由此在提高过程可靠性的同时继续保证借助于工具执行的加工过程的统一。

优选如此实现所述第二无线模块，从而为建立通信连接而尤其按GSM（全球移动通信系统）标准和/或UMTS（通用移动通信系统）标准来使用来自为地球上的或者卫星支持的移动通信设置的无线电频率范围的频率。

由此在世界范围内甚至在一些生产基地也保证用于相同的拧紧情况的相同的参数设定，其中在所述生产基地在封闭的经营场所中无法保证足够的无线电覆盖。因此，比如可以用相同的拧紧系统和相同的拧紧参数来安装在不同的生产基地制造的车型的转向装置。唯一的前提是存在蜂窝无线网络。甚至可以放弃单独的互联网连接，因为也可以通过蜂窝无线网络来利用互联网。对于这种情况来说，所述工具还应该配备相应的机构，该机构能够分配IP地址，借助于所述IP地址至少可以临时通过互联网与比如上级的过程控制单元进行通信。

所述第二无线模块利用以下无线电频率范围中的至少一个或者至少一个包含在其中的中间范围：876-915 MHz和/或921-960 MHz和/或1710-1785 MHz和/或1805-1880 MHz和/或1850…1910 MHz和/或1930-1990 MHz，用于保证借助于GSM进行连接（GSM800/850/900/1800或者1900-标准得到支持）。

作为替代方案或者补充方案，所述第二无线模块利用至少以下无线电频率范围或者包含在其中的中间范围：用于UMTS兼容性的1900-2170 MHz。当然也可以设置一些无线模块，这些无线模块利用将来规划的用于地球上的和/或卫星支持的移动电话的无线电范围。

优选设置第一机构，所述工具控制机构借助于该第一机构来识别，由所述装置利用何种无线电联络。此外，设置了第二机构，借助于该第二机构所述工具控制机构能够自动地激活所述两个无线模块中的一个。为此比如可以持续地对所使用的无线电联络的发送功率进行监控，其中在低于预先定义的发送电平时由所述第一无线模块切换到所述第二无线模块或者额外地激活所述第二无线模块并且借助于所述第二无线模块来与上级的过程控制单元之间建立可选的或者额外的联络。所述过程控制单元而后可以借助于所述两个无线模块或者这两个无线模块之一与所述工具进行通信。

在所述工具上优选设置了保证容易地更换所述无线模块中的至少一个的机构，而不必打开工具的壳体。所述壳体可以为这些目的而包括空隙，该空隙具有用于所述两个无线模块或者这两个无线模块之一的接触连接件。

此外，在所述工具上设置了能够实现所述两个无线模块之间的手动切换的机构。这用于使使用者为此完全有意识地比如从WLAN连接切换到UMTS连接，如果从一开始知道在使用所述工具的地点只有UMTS网络可供使用。能够在为所述工具所包括的显示屏上显示出来的符号会使使用者注意到不同的存在的无线网络。

此外，本发明涉及一种用于移动使用的装置，该装置包括集成的无线模块。如此实现所述无线模块，从而可以使用来自为地球上的或者为卫星支持的移动通信设置的无线电频带。所述装置包括用于对工具进行配置的机构，如此实现这些机构，从而能够在为所述工具所包括的工具控制机与同样为所述工具所包括的相应的无线模块之间实现数据交换。作为装置比如可以使用移动电话，所述移动电话能够让使用者所特有的程序模块在由移动电话所使用的操作系统上或者在由移动电话所使用的固件上运行。也可以将短消息（SMS）或者电子邮件（EMAIL）服务用于进行通信。

本发明由此提供一种完整的用于实施自动化的工业过程尤其拧紧过程的系统。所述按本发明的系统包括装置和工具并且由此将前面已经描述过的优点统一起来。

本发明也定义了一种用于借助于远离工具的装置来运行所述工具的方法，其中所述工具具有集成的工具控制机构和两个彼此独立地工作的集成的无线模块，并且其中所述装置同样具有集成的无线模块。所述装置的无线模块与所述工具的至少一个无线模块兼容，所述工具的至少一个无线模块在使用预先定义的处于为地球上的或者卫星支持的移动通信设置的无线电频率范围之内的无线电频带的情况下工作。

所述装置或者所述工具在使用GSM服务GPRS（通用分组无线业务）的情况下或者在使用其它的具有所利用的相同类型的服务的移动通信标准的情况下与所述工具之间建立连接。借助于所述工具控制机构来交换数据。所述装置可以要求并且发送数据。借助于所述装置所要求的数据可以保存在为所述装置所包括的数据存储器上并且由此记录下来。比如这可能涉及有记录义务的拧紧过程，如果所述工具是工业上的螺钉机。

保存在数据存储器上的数据可以借助于为所述装置所包括的操作装置通过使用者来改变，如果比如涉及用于工具控制机构的参数或者用于对工具进行配置的参数（IP地址、GSM数据服务器、WPA密钥、GSM数据服务器）。所述工具由此能够远程维护。由此可以在所述工具与所述装置之间交换所有的数据，这些数据涉及有待由所述工具执行的过程或者工具的配置或者用于在工具上消除故障的诊断数据。

一旦对于所述第二或者第一无线模块来说必需的无线网络不再提供足够的发送功率，所述第一或者第二无线模块就全自动地并且自主地由所述工具控制机构来激活。由此在工具控制机构与上级的过程控制单元之间保证冗余的通信连接以交换数据。

附图说明

附图示出如下：

图1是本发明的作用原理的粗略的示意图；并且

图2是具有本发明的特征的拧紧工具。

下面所描述的实施方式没有将本发明限制到所提到的设计细节。在此仅仅涉及可能的并且优选的实施变型方案。同样可以实现在使用从现有技术中知道的方案的情况下所设想的有偏差的解决方案。

具体实施方式

图1示出了一个用于实施自动化的工业上的拧紧过程的系统，该系统具有一个装置17和一个拧紧工具13。所述装置17是具有使用者所特有的程序以及用于对拧紧工具13进行配置的常见组件如键盘、显示屏等171-174的移动电话。如此设计所述程序172，使得其实现为所述工具13所包括的工具控制机构（未示出）与同样为所述工具13所包括的相应的无线模块（未示出）之间的数据交换。所述拧紧工具用蓄电池运行并且包括标准数据接口（WLAN、蓝牙和类似接口）。借助于所述标准数据接口，可以在使用所谓的可以安装在生产工厂的公司区域上的接入点（Access Points）14的情况下来对拧紧工具进行遥控。

所述遥控借助于上级的拧紧过程控制单元来进行。所述接入点14借助于第一无线网络12定义了厂区的覆盖范围。所述上级的拧紧过程控制单元可以借助于无线网络12来访问拧紧工具并且将对于拧紧工具来说专用的数据保存在为所述拧紧过程控制单元15所包括的数据存储器上。所述在移动通信网11中无线18交换的数据优选是关于以下方面的数据：

-拧紧参数；

-拧紧工具配置数据；

-拧紧工具诊断数据；

-拧紧结果。

借助于所述按本发明的改动方案，也可以借助于在世界范围内可用的移动通信网络也就是说在使用移动电话的情况下在拧紧工具与拧紧过程控制单元之间进行通信，所述移动电话在这种情况下用作暂时的拧紧过程控制单元或者用作唯一的拧紧过程控制单元。

图2示出了在工业上并且电驱动的拧紧工具的部分区段。该拧紧工具包括壳体21，所述壳体21则具有集成的工具控制机构22和集成的用于使所述工具控制机构22与远离所述工具布置的（未示出，为此参见图1）处于预先定义的无线电频率范围之内的装置进行通信的第一WLAN/蓝牙-无线模块23。所述壳体21包括第二GSM/UMTS-无线模块24并且由此为建立通信连接而使用为地球上的移动通信设置的频率，尤其876-915 MHz和/或921-960 MHz和/或1710-1785 MHz和/或1805-1880 MHz和/或1850-1910 MHz和/或1930-1990 MHz和/或可选1900-2170 MHz。

在此设置了无线电联络监控装置25，所述工具控制机构22借助于该无线电监控装置25来识别，目前由上级的拧紧过程控制单元利用何种无线电联络，用于将所述拧紧工具21整合到能够由所述拧紧过程控制单元预先给定的拧紧过程中。

同样设置了无线模块切换机构26，借助于该无线模块切换机构26所述工具控制机构22能够全自动地并且必要时在使用无线电联络监控装置25的情况下激活所述两个无线模块23、24之一。因为为所述工具21所包括的无线模块切换机构26监控并且识别能够使用的无线网络的发送功率，所以，一旦对所述第二或者第一无线模块23、24来说必需的无线网络不再提供足够的发送功率，所述第一或第二无线模块23、24由此就可以全自动地并且自主地由所述工具控制机构22激活。

也设置了键盘28，该键盘28能够在所述两个无线模块23、24之间实现手动切换。

在所述工具21上设置了空隙和插接件27，所述空隙和插接件27保证了所述无线模块23、24中的至少一个的可更换性，而不必打开所述工具的壳体21。为此在所述壳体21上设置了至少一个空隙，该空隙包括电气接头，所述电气插头与所述无线模块23、24中的至少一个的电气接头相一致。所述无线模块23、24中的至少一个可以如此放置在所述空隙中，使得所述无线模块23、24的表面和所述壳体21的表面形成连贯的表面。所述壳体的接触部位应该密封地封闭（比如唇形橡胶密封条），从而不会有脏物或湿气挤入到所述空隙中。

借助于移动电话进行拧紧工具的配置。所述移动电话通过GSM服务GPRS与工具建立连接。将工具的当前的配置加载到所述移动电话上。使用者现在可以对所述配置进行调整。所述配置包含通用的调节参量，比如IP地址、WPA密钥、GSM数据服务器的电话号码及类似参量。同样可以进行拧紧程序的配置。在结束更改之后，又可以将所述配置情况发送给拧紧工具。

拧紧过程数据的调用通过移动电话来进行。所述移动电话通过所述GSM服务GPRS与工具之间建立连接并且读出当前可用的拧紧结果。在所述连接存在的过程中可以将新的可用的拧紧过程数据自动地传输给所述移动电话。在所述配置中能够调节，所述数据在通过拧紧工具上的移动电话调用之后是删除还是保留。

为了将拧紧过程数据传输给数据服务器，按数据包大小通过所述GSM服务GPRS或者SMS来传输所述拧紧过程数据。所述数据服务器将所得到的数据转化为由拧紧工具的运营者所期望的格式并且将其传输给以前所配置的客户数据库。

相对于前面提到的解决方案，可以在生产线之外比如也在露天的场地上在很大程度上不受限制地使用所述按本发明的工具。对于所述工具的运行来说不必占用在生产线的环境中已经占用的已知标准的无线电频率。因此，工具的运行也不会干扰这些无线电频率或者负面地阻止其它通过无线电来运行的设备。

Claims

1. 工业上的并且电驱动的用于移动使用的工具尤其用蓄电池运行的拧紧工具（13、21），包括壳体（21），该壳体（21）具有集成的工具控制机构（22）和集成的用于使所述工具控制机构（22）与远离所述工具（13、21）布置的处于预先定义的无线电频率范围（11、12）之内的装置（17）进行通信的第一无线模块（23），

其特征在于，

所述壳体（21）包括第二无线模块（24），该第二无线模块（24）借助于与所述第一无线模块（23）的无线电频率范围（12）不同的无线电频率范围（11）来工作。

2. 按权利要求1所述的工具，其中如此实现所述第二无线模块（24），从而为建立通信连接而使用来自为地球上的或者卫星支持的移动通信设置的无线电频率范围（11）的频率。

3. 按权利要求1或2所述的工具，其中所述第二无线模块（24）利用以下无线电频率范围中的至少一个或者至少一个为这些范围所包括的中间频率范围：876-915 MHz和/或921-960 MHz和/或1710-1785 MHz和/或1805-1880 MHz和/或1850-1910 MHz和/或1930-1990 MHz。

4. 按权利要求1或2所述的工具，其中所述第二无线模块（24）至少利用以下无线电频率范围或者包含在其中的中间频率范围： 1900-2170 MHz。

5. 按前述权利要求中任一项所述的工具，其中设置了第一机构（25），借助于该第一机构（25）来识别所述工具控制机构（22），所述工具控制机构（22）的无线电频率范围（11、12）被所述装置（17）所利用。

6. 按前述权利要求中任一项所述的工具，其中设置了第二机构（26），借助于该第二机构（26）所述工具控制机构（22）能够自动地激活所述两个无线模块（23、24）之一。

7. 按前述权利要求中任一项所述的工具，其中在所述工具（13、21）上优选设置了一些机构（27），这些机构（27）保证所述无线模块（22、24）中的至少一个的可更换性，而不必打开所述工具的壳体（21）。

8. 按前述权利要求中任一项所述的工具，其中在所述工具（13、21）上设置了能够实现所述两个无线模块（23、24）之间的手动切换的机构（28）。

9. 用于移动使用的装置，包括集成的无线模块（171），如此实现所述无线模块（171），从而使用来自为地球上的或者为卫星支持的移动通信设置的无线电频率范围（11）的频率，其中所述装置（17）包括用于对工具进行配置的机构（172），如此实现所述机构（172），从而能够在为所述工具（13、21）所包括的工具控制机构（22）与同样为所述工具（13、21）所包括的相应的无线模块（23、24）之间实现数据交换。

10. 用于实施自动化的工业过程尤其拧紧过程的系统，该系统包括按权利要求9所述的装置（17）和按前述权利要求1到8中任一项所述的工具（13、21），其中所述装置（17）优选是移动电话。

11. 用于在使用预先定义的处于为地球上的或者卫星支持的移动通信设置的无线电频带（11）之内的无线电频率范围的情况下借助于远离工具（13、21）布置的装置（17）来运行所述工具（13、21）的方法，其中所述工具（13、21）具有集成的工具控制机构（22）和两个彼此独立地工作的无线模块（23、24），并且其中所述装置（17）具有集成的无线模块（171），所述无线模块（171）与所述工具（13、21）的至少一个无线模块（23、24）兼容。

12. 按权利要求11所述的方法，其中所述装置（17）在使用GSM服务GPRS的情况下与所述工具（13、21）之间建立连接并且从所述工具控制机构（22）处要求、接收或者发送数据。

13. 按权利要求12所述的方法，其中借助于所述装置（17）所要求的数据保存在为所述装置（17）所包括的数据存储器（173）上。

14. 按权利要求13所述的方法，其中保存在所述数据存储器（173）上的数据借助于为所述装置（17）所包括的操作装置（174）由使用者输入值来改变。

15. 按前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中在所述工具（13、21）与所述装置（17）之间交换数据，所述数据涉及有待由所述工具（13、21）执行的至少一个过程或者所述工具（13、21）的配置或者用于在所述工具（13、21）上消除故障的诊断数据。

16. 按前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中在所述方法的范围内对所述工具（13、21）实施远程维护。

17. 按前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中在所述方法的范围内实施借助于所述工具（13、21）执行的工作步骤的记录。

18. 按前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中一旦对于所述第二或者第一无线模块（23、24）来说必需的无线网络（11、12）不再提供对于与所述工具（13、21）之间的无干扰的通信来说足够的发送功率，所述第一或者第二无线模块（23、24）就全自动地并且自主地由所述工具控制机构（22）来激话。