CN105589350B - 工具和用于通过外部控制装置配置工具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具（20）和一种用于通过外部控制装置（10）配置工具（20）的方法，其中，该工具（20）尤其可以在工业自动化过程的范围中使用。该工具（20）包括：用于加工工件（60）的工具元件（21），和用于传输连接参数（30）到读取装置（11；11A；11B）的传输装置（22；25；26；27），用以与控制装置（10）建立通讯连接（40），以便通过外部控制装置（10）配置工具（20）。

Description

工具和用于通过外部控制装置配置工具的方法

技术领域

本发明涉及一种工具和一种用于通过外部控制装置配置工具的方法，其中，该工具尤其可以在工业自动化过程的范围中使用，该工业自动化过程例如可以通过具有控制装置的自动化设备实施。

背景技术

在较大的设备中，例如自动化设备，可以使用工具，例如具有螺丝刀的旋拧工具、具有铆钉安装元件的铆接工具、具有焊接钳的焊接工具等等。在此必要时要求该工具与自动化设备的控制装置通讯，以便交换数据。数据例如可以是配置数据，其从控制装置传递到工具上，以便工具以由控制装置给定的数据实施它对工件的加工。由此可以实现工具总是处于当前的发展水平上。

为了实现在工具和控制装置之间的这种通讯，要求在工具和控制装置之间存在合适的通讯连接，其中可以工具和/或控制装置可以寻址。

但是问题在于，在较大的自动化设备中应该不断地使用新的工具或者在此期间更换工具并且之后重新启动。此外软件或者工具的参数要进行不断的更新。在每种情况下连接参数在控制装置中在不同的时间被重新给出。

按照目前为此可提供的可能性，工具的网络地址被手动地输入到控制装置的参数化软件中或浏览器中。这种输入对于工具的使用者来说是非常复杂的并且此外容易出错。由此工作流程延迟，由此借助于这种工具进行的加工延迟并且由此增大成本。由于这种原因，必要时工具的与新配置或重配置的通讯连接根本没有被使用者建立起来，即使这是需要的。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种工具和一种借助于外部的控制装置配置工具的方法，借此可以解决上述问题。尤其是提供一种工具和一种借助于外部的控制装置配置工具的方法，其中该工具可以快速并且可靠地被配置。

该任务通过下述工具解决：工具具有用于加工工件的工具元件，和用于传输连接参数到读取装置的传输装置，用以与控制装置建立通讯连接，以便通过外部的控制装置配置工具，其中所述外部的控制装置具有建立装置和配置装置，其中，所述配置装置设置用于在所述外部的控制装置和所述工具之间建立通讯连接之后，借助于配置数据对所述工具的控制机构进行配置，其中所述配置数据是软件或所述工具的参数的更新，其中，所述工具具有显示装置，在其上在需要时显示所述传输装置。

工具可以通过控制装置识别。工具将连接参数传给控制装置，以便能够直接地获得对工具的访问。由此不需要将连接参数输入到控制装置中。这保证工具也确实被更新，如果需要的话。

总之上述工具允许非常简单和可靠地建立与外部控制装置的通讯连接。在此情况下可以快速、简单和可靠地进行软件或工具的参数的更新。由此也可以使在用工具加工时的延迟或较长的停止时间最小化。

有利的其它的设计方案包括：传输装置被构造成用于被动地或主动地传输连接参数；传输装置是一种代码，其对于控制装置可读地布置在工具上；传输装置构造成用于通过近场和/或远场通讯进行传输；传输装置被构造成用于主动的或被动的近场和/或远场通讯；传输装置是一种RFID标签，它提供用于通过外部控制装置被动地读出的连接参数；连接参数包括工具的IP地址和/或名称；工具是旋拧工具和/或铆接工具和/或焊接工具。

可以设想，传输装置被构造成用于被动地或主动地传输连接参数。

按照一个实施例，传输装置是一种编码，其对于控制装置可读地布置在工具上。

按照另一个实施例，传输装置可以构造成用于通过近场和/或远场通讯进行传输。在此情况下传输装置可能被构造成用于主动的或被动的近场和/或远场通讯。

传输装置可以是一种RFID标签，它提供用于通过外部控制装置被动地读出的连接参数。

可能的是，连接参数包括工具的IP地址和/或名称。

上述工具可以是旋拧工具和/或铆接工具和/或焊接工具。

上述工具可以由控制装置，尤其是在自动化设备中，控制。在此情况下控制装置具有用于读取工具的传输装置的连接参数的读取装置，用以通过连接参数在控制装置和工具之间建立通讯连接，以便配置工具，和用于在控制装置和工具之间建立通讯连接的建立装置。

该任务此外通过一种用于通过外部控制装置配置工具的方法来解决，其中，工具具有用于加工工件的工具元件。该方法包括步骤：借助于工具的传输装置传输连接参数到读取装置，通过被传输的连接参数建立通讯连接，和通过外部控制装置配置工具。

该方法实现与前面针对工具指出的相同的优点。

本发明的其它的可能的实施方案也包括前面或者下面针对实施例描述的特征或实施方式的没有明确指出的组合。在此专业人员也可以将单独的方面作为改进或补充加入本发明的各个基本形式中。

下面参照附图和借助于实施例详细描述本发明。

附图说明

图1显示了按照第一实施例的具有工具和布置在工具外部的控制装置的自动化设备的框图；

图2显示了按照第一实施例的用于通过外部的控制装置配置该工具的方法的流程图；

图3显示了按照第二实施例的具有工具和布置在工具外部的控制装置的自动化设备的框图；

图4显示了按照第三实施例的具有工具和布置在工具外部的控制装置的自动化设备的框图；

图5显示了按照第四实施例的具有工具和布置在工具外部的控制装置的自动化设备的框图；

图6显示了按照第五实施例的具有工具和布置在工具外部的控制装置的自动化设备的框图。

只要没有另外的说明，在图中相同的或者功能相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示意示出按照第一实施例的自动化设备1。自动化设备1例如可以是用于加工产品例如机动车，夹具等等的加工设备。工具20可以是旋拧工具和/或铆接工具和/或焊接工具。但是工具20也可以是切削工具等等。但是工具20也可以是机器人、输送装置或类似装置，其也在由自动化设备实施的工艺过程中使用。

自动化设备1具有控制装置10和工具20，它们可以经由通讯连接40交换连接参数30和配置数据35，如以后还要详细描述的那样。控制装置10布置在工具20外部并且因此也称为外部控制装置10。工具20可以加工工件60。工件60可以包括单独的部件或者也包括多个已经组装在一起的部件。工件60尤其也可以是装置或产品。

在图1中，控制装置10具有读取装置11、建立装置12和配置装置13。工具20具有工具元件21、传输装置22和控制机构23。

工具元件21和因此工具20在图1中可以例如在由自动化设备1要实施的过程中使用。控制机构23在此可以控制该过程的实施。这种过程可以例如是螺钉的拧入、钻孔的开孔、铆钉的安装、焊缝或焊点的焊接。

工具20的其它的示例可以是：用于实施工件60的加工的工业工具或者完全一般地用于加工工件60，尤其是（蓄电池式的）旋拧工具和/或钻孔工具、（蓄电池式的）冲压工具、（蓄电池式的）铆接工具、（蓄电池式的）卷曲（压接）工具或液压的或气压部件或工具，其可以由使用者操作和应用于工业自动化的领域中。

在本实施例中传输装置22是一种编码，例如二维或三维条形码或QR码等等。该编码包括连接参数30作为信息。该连接参数30的信息包括工具20的网络地址、尤其是IP地址和/或名称。工具20的名称可以是一个字符串，其尤其是由数字和/或字母和/或特殊符号组成。该编码可以借助于操作软件和/或主计算机软件通过数据矩阵码(Data-Matrix-Code)打印功能建立并且安置在工具20上或控制机构23上作为传输装置22。

控制装置10的读取装置11这样地设计成，即它可以读取或至少探测到在编码中可读地含有的信息。由此传输装置22显示编码的信息并且由此传输该信息。读取装置11例如可以是光学的红外扫描器或者摄像机。

如果读取装置11已经探测到由传输装置22传输的编码信息，那么它将该信息传递到建立装置12，后者建立在控制装置10和工具20之间的通讯连接40。通讯连接40可以是无线的或者是有线连接的。无线通讯例如可以是经由WLAN、移动无线电等等来实现。

在建立在控制装置10和工具20之间的通讯连接30之后，配置装置13可以借助于配置数据35进行对工具20的控制机构23的配置。

图2显示了在自动化设备1中由控制装置10和工具20 实施的所属的方法，其用于通过控制装置10配置工具20。

在步骤S1中工具20借助于传输装置22将连接参数30传输到控制装置10。这在本实施例中通过在工具20上，尤其是在它的外壳或它的控制机构23上，显示在传输装置22中含有的信息来进行。之后该流程进入步骤S2。

在步骤S2中读取装置11的一个读取区域和传输装置22相互间如此地布置，即读取装置21可以读取由传输装置22传输的连接参数30。由此读取装置21读入连接参数30并且将其传达给建立装置12。之后该流程进入到步骤S3。

在步骤S3中建立装置12建立与工具20的控制机构23的通讯连接40。接下来可以在控制装置10和工具20之间交换数据。之后该流程进入到步骤S4。

在步骤S4中控制装置10的配置装置13将配置数据35发送给工具20。配置数据35可以是确定工具20的调整的参数，例如它的扭矩、由其实施的转角、控制电流等等。但是配置数据35也可以是工具20的控制机构23的软件的软件更新。之后该流程进入到步骤S5。

在步骤S5中工具20的控制机构23被用配置数据35配置。尤其是工具20的访问-和/或参数-和/或可视化模块被配置。之后该方法结束。

在控制机构23和工具20之间的通讯连接40可以或者继续保持存在或者该通讯连接40在传递配置数据35之后和必要时在一个关于成功的配置的正反馈之后被再次结束。

图3示出按照第二实施例的具有工具20的自动化设备2。工具20具有显示装置24，在其上在需要时显示传输装置23。由此传输装置23不必固定地安置在工具20上。由此传输装置23或者说编码可以更容易地改变。此外可以简单地避免传输装置23的老化和/或损坏和/或脏污和由此其可读取性的变差。

图4示出按照第三实施例的具有工具20的自动化设备3。工具20具有传输装置25，它在近场通讯中被动地，即在控制装置10的询问下，将连接参数30传输到控制装置10。近场通讯理解为在厘米范围中的较短的距离上，例如直至12厘米，基于无线电的和无接触的数据交换。无线电信号的载频在此情况下通常位于GHz范围中。

经由通讯连接40的数据传递在使用主动的读取单元、读取装置11A和包括数据存储器和天线的主动的应答器下完成。应答器通过传输装置25形成。读取装置11A与天线的耦联借助于磁场实现，该磁场由读取装置11A产生。借助于磁场传递作为数据的连接参数30并且对这个或这些应答器供给能量。借助于磁场强度可以影响作用范围。应答器可以是NFC芯片（NFC=近场通讯）和/或RFID标签（RFID=射频识别=借助于电磁波的识别）。

为此，工具20的传输装置25在针对第一实施例描述的方法的步骤S2中可以尤其插入到读取装置11A中或者保持在读取装置11A上或者放置在读取装置11A上，由此传输装置25布置在读取装置11A的读取区域中。如果传输装置25位于读取装置11A的读取区域中，建立装置12基于传输的连接参数35建立通讯连接40，如在针对第一实施例描述的方法的步骤S3中那样。

因此在近场通讯中传输装置25和读取装置21在借助于无线电技术通讯时仅仅在短的距离上相互分开地布置。该通讯在此可以对应于ISO标准ISO7816或ISO14443A。

为了结束经由通讯连接30的通讯，可以将工具20，更精确地说，传输装置23从读取装置21的读取范围中移出。

如果工具20和/或自动化设备1被断开，则该方法被结束。

在其它的方面，如前面针对第一和/或第二实施例描述的那样，按照本实施例的自动化设备3以相同的方式被建立。

图5示出按照第四实施例的具有工具20的自动化设备4。与第三实施例不同，自动化设备4具有传输装置26，其是具有自己的电流供给的主动的应答器。因此传输装置25可以在针对第一实施例描述的方法的步骤S2中本身主动地传输连接参数30到控制装置10。

在其它的方面，如前面针对第三实施例描述的那样，按照本实施例的自动化设备4以相同的方式被建立。

图6示出按照第五实施例的自动化设备5。按照第五实施例，控制装置10的读取装置11B在远场通讯中与传输装置27通讯。

远场通讯理解为以比近场通讯较大的波长进行基于无线电的和无接触的数据交换，例如在此处距离可以跨越自35厘米直到几米。无线电信号的载频通常位于MHz范围中。数据传递在使用主动的读取单元、读取装置11B和包括数据存储器和天线的被动的应答器下完成。在本实施例中应答器通过传输装置27形成。读取装置11B的耦联借助于磁场实现，该磁场由读取装置11B产生。借助于磁场传递数据并且对这个或这些应答器供给能量。借助于磁场强度可以影响作用范围。在本实施例中应答器也可以是NFC芯片（NFC=近场通讯）和/或RFID标签。

按照本实施例的一种修改，也可以使用具有自己的电流供给的主动的应答器作为传输装置27。

因此如果工具20，更精确地说它的传输装置27处于读取装置11B的直接的（紧邻的）环境中，则就足够了。围绕工具的该直接的环境的范围包括用于近场通讯所需要的范围并且一直延伸到一个范围，该范围是在配置工具20时工具20与控制装置10之间的预计的距离。因此该范围可以位于一个直到几米的范围中，但是也可以位于直到大约10米或者20米的范围中。

在此，读取装置11B是一种发送/接收单元，例如RFID写/读设备（RFID=射频识别=借助于电磁波的识别），其具有UHF远场天线（UHF=超高频=微波或分米波的频率）。在传输装置27中存储密码（电码）（key），它可以由作为发送/接收单元的读取装置11B探测。在此处传输装置27也具有发送/接收单元。由读取装置11B和传输装置27构成的该系统应该如此地设计，即传输装置27在工具20和控制装置10的通常的间距内在配置工具20时被识别。

上述构思原则上适用于所有工具20，借助于该工具由使用者实施加工并且该工具被连接到应该控制器上，例如在汽车制造或在飞机制造中借助于旋拧工具、焊接工具、铆接工具、冲压工具、钻孔工具和类似工具。

自动化设备1至5、工具20、传输装置23，25，26，27、读取装置11，11A，11B和方法的全部上述设计方案可以单独地或在所有可能的组合下使用。尤其是上述实施例的所有特征和/或功能可以任意地组合。附加地，尤其可以考虑下面的修改。

在图中示出的部件是示意示出的并且在精确的设计中可以不同于在图中示出的形状，只要其上述的功能得到保证。

例如工具20可以包括用于实现近场通讯和/或远场通讯的机构，其在基本参数化期间可以选择并且其无线电半径可以借助于可调整的无线电模块参数调整。

关于近场通讯和/或远场通讯的选择，工具20本身也可以包括参数，借助于该参数用于通讯的单独状况可以现场进行配置，例如通过相应培训的使用者。

也可以设想，无线电模块为了建立控制装置10和工具20的通讯连接40提供多个无线电通道，它们对于使用者是可选择的，由此例如多个相互紧邻地布置的工具20不相互干扰或影响。

也可以设想，形式为读取装置11A和/或读取装置11B的读取单元能够写入一个由应答器，即传输装置25，26，27，包括的存储器。因此例如可以在一个在前的配置期间将特定的信息存储在应答器上。该特定的信息例如可以是配置的版本。在传输装置25，26，27的应答器上的数据由此例如可以在下次与工具20接触时被读出并且在后续配置时一并考虑或者这些数据可以中央地（集中地）探测和评价。此时可以看到，何种配置在哪个工具20中和在哪个时间实施。由此也可以保证工具20始终是位于或被置于当前的状态上。

自动化设备1也可以包括多于一个的控制装置10和/或多于一个的工具20。

读取装置11，11A，11B也可以设置在控制装置10的外部。传输装置25，26，27也可以是控制机构23的部分。

Claims (11)

1.工具（20），具有用于加工工件（60）的工具元件（21），具有用于过程的实施的控制机构（23），并且具有用于传输连接参数（30）到外部的控制装置（10）的读取装置的传输装置，用以与控制装置（10）建立通讯连接（40），以便配置工具（20）的控制机构（23），并且直接地获得对所述工具的访问，

其中，所述外部的控制装置（10）具有建立装置（12）和配置装置（13），其中，所述配置装置（13）设置用于在所述外部的控制装置（10）和所述工具（20）之间建立通讯连接之后，借助于配置数据（35）对所述工具（20）的控制机构（23）进行配置，其中所述配置数据（35）是软件或所述工具（20）的参数的更新，其中，所述工具（20）具有显示装置（24），在其上在需要时显示所述传输装置。

2.根据权利要求1所述的工具（20），其中，传输装置被构造成用于被动地或主动地传输连接参数（30）。

3.根据权利要求1或2所述的工具（20），其中，传输装置是一种代码，其对于控制装置（10）可读地布置在工具（20）上。

4.根据权利要求1或2所述的工具（20），其中，传输装置构造成用于通过近场和/或远场通讯进行传输。

5.根据权利要求4所述的工具（20），其中，传输装置被构造成用于主动的或被动的近场和/或远场通讯。

6.根据权利要求4所述的工具（20），其中，传输装置是一种RFID标签，它提供用于通过外部控制装置（10）被动地读出的连接参数（30）。

7.根据权利要求1或2所述的工具（20），其中，连接参数（30）包括工具（20）的IP地址和/或名称。

8.根据权利要求1或2所述的工具（20），其中，工具（20）是旋拧工具和/或铆接工具和/或焊接工具。

9.用于控制根据前述权利要求中任一项所述的工具（20）的控制装置（10），具有用于读取工具（20）的传输装置的连接参数（30）的读取装置，用以通过连接参数（30）在外部控制装置（10）和工具（20）之间建立通讯连接（40），以便配置工具（20）的控制机构（23），和用于在控制装置（10）和工具（20）之间建立通讯连接（40）的建立装置（12）。

10.根据权利要求9所述的控制装置（10），其中，所述控制装置（10）是在自动化设备中用于控制所述工具（20）的控制装置。

11.用于通过外部控制装置（10）配置根据前述权利要求1至8中任一项所述的工具（20）的方法，其中，工具（20）具有用于加工工件（60）的工具元件（21），包括步骤：借助于工具（20）的传输装置传输（S1）连接参数（30）到读取装置，通过被传输的连接参数（30）建立（S3）通讯连接（40），和配置（S5）工具（20）的控制机构（23）。

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