CN109922927B - 电动工具及其控制装置以及控制电路 - Google Patents
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Abstract
在电动工具中，在开始紧固作业之前，根据需要向作业人员进行有关紧固力矩的设定值的通知。电动改锥具备：能够对紧固螺钉时的紧固力矩的大小进行设定变更的电动改锥主体、和用于向作业人员进行有关紧固力矩的设定值的通知的通知单元。电动改锥的控制电路在紧固力矩的设定值被设定为大于阈值(基准值)的值时，在电动改锥主体的驱动开始之前，向通知单元发送通知执行信号，进行基于通知单元的针对作业人员的通知。
Description
技术领域
本发明涉及具有能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更的电动工具主体的电动工具及其控制装置以及控制电路，更为详细而言，涉及在电动工具主体的驱动开始之前向作业人员进行与紧固力矩的设定值的大小有关的通知的电动工具及其控制装置以及控制电路。
背景技术
在用于紧固螺钉、螺母等的螺合部件的电动工具中，有时需要根据螺钉等的种类、对其进行紧固的对方材料等，来变更紧固力矩。因此，在这种的电动工具中，设有电气的或者机械的力矩控制机构，从而能够对紧固力矩的大小进行设定变更(专利文献1)。此外，有时在工厂的生产线上以规定的顺序连续地进行不同种类的螺钉等的紧固作业，在这种情况下使用的电动工具中，电动工具自身判断以同一设定所进行的规定的作业工序已结束，在转移至接下来的作业工序时将紧固力矩的设定值自动地设定变更至该工序中所要求的设定值。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-188943号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
若紧固力矩的设定值被变更，则进行紧固作业时施加于把持电动工具的作业人员的手的反作用力的大小也随着设定值的变化而发生变化。如果作业人员始终掌握此时被设定的紧固力矩的设定值，此外掌握由该设定值施加于自身的手的反作用力是何种程度大小的力，那么作业人员能够进行与反作用力的大小相匹配地调节把持力等的事前的准备。但是，有时作业人员并不是始终能够正确地掌握紧固力矩的设定值，特别是作业人员没有注意到设定值被自动变更的情况下进行了设定变更。此时，紧固力矩被设定为比想象的大的值，可能会意外地受到比预想大的反作用力。在这种情况下，作业人员无法保持适当地把持电动工具的状态，电动工具以紧固力矩的反作用进行转动，有可能无法进行适当的力矩下的螺合部件的紧固。此外，根据情况还存在电动工具从手上脱离落下的危险。
为此，本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种在开始紧固作业之前根据需要向作业人员进行与紧固力矩的设定值有关的通知，在施加比较大的力矩的情况下能够让作业人员事前获知该情况的电动工具、及其控制装置以及控制电路。
-解决课题的手段-
也就是说，本发明提供一种电动工具中的控制电路，所述电动工具具备：电动工具主体，能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更；和通知单元，用于向作业人员进行与该紧固力矩的设定值有关的通知，
在针对电动工具主体的紧固力矩的设定值被设定为大于基准值的值时，在该电动工具主体的驱动开始之前向通知单元发送通知执行信号，进行基于该通知单元的向作业人员的通知。
该控制电路在具备该控制电路的电动工具中，能够在电动工具主体被驱动之前向使用该电动工具的作业人员通知紧固力矩的设定值被设定为比基准值大的值的情况。因此，使用该电动工具的作业人员能够事前认识到随着电动工具主体的驱动而施加比较大的反作用力，能够防备较大的反作用力而事前进行准备。由此，能够防止由于伴随着紧固力矩的反作用而电动工具旋转从而螺合部件没有以适当的力矩被紧固的状况、或电动工具从作业人员的手里脱离的这种状况。
具体而言，该基准值能够设为规定的阈值。
或者，该基准值能够设为该设定值的被设定变更之前的值加上规定的容许变动值而得到的值。
或者，该基准值也能够包含第1基准值和第2基准值，
该第1基准值是规定的阈值，该第2基准值是该设定值的被设定变更之前的值加上规定的容许变动值而得到的值，
在针对该电动工具主体被设定的紧固力矩的该设定值大于该第1基准值和该第2基准值之中的至少一个时，向该通知单元发送该通知执行信号。
此外，本发明提供一种电动工具，具备：
电动工具主体，能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更；
通知单元，用于向作业人员进行与该紧固力矩的设定值有关的通知；和
上述任意的控制电路。
该情况下，由该通知单元进行的该通知能够设为基于视觉的显示的通知、基于声音显示的通知、以及基于使该电动工具主体暂时不能驱动的通知之中的至少一个通知。
具体而言，该通知至少能够包含基于使该电动工具主体暂时不能驱动的通知，
该电动工具主体具有通知解除操作部，
该电动工具主体在该通知单元进行该通知之后直至该通知解除操作部被操作从而该通知被解除为止的期间，不能开始该电动工具主体的驱动。
此外，本发明提供一种控制装置，具有上述任意的控制电路，能够与独立于该控制装置的、能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更的至少一个电动工具主体进行通信连接，控制被通信连接的该电动工具主体。
以下，基于附图对本发明所涉及的电动工具的实施方式进行说明。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的电动改锥的外观图。
图2是图1的电动改锥的功能框图。
图3是表示图1的电动改锥中的通知动作的第1流程。
图4是表示图1的电动改锥中的通知动作的第2流程。
图5是表示图1的电动改锥中的通知动作的第3流程。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的电动改锥的外观图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，本发明的第1实施方式所涉及的电动改锥(电动工具)100具备：具有由内置的电动马达112(图1中未图示)进行旋转驱动的头架114的电动改锥主体(电动工具主体)110、和被配置于电动改锥主体110内的控制电路120(图1中未图示)。在头架114，可拆卸地安装与作为紧固对象的螺钉相匹配地被适当选择的改锥头116。在电动改锥主体110，还设置具有LED显示部132和多个操作按钮134的接口部130。该电动改锥100在电动改锥主体110内具备用于使电动马达112启动的启动开关(未图示)。该启动开关通过将安装于头架114的改锥头116按压在螺钉而成为开启状态，由此马达控制部122开始电动马达112的驱动。
该电动改锥100还具备用于探测电动马达112的驱动力矩的力矩传感器124。此外，控制电路120具有：用于进行各种运算处理的运算部120A、用于保存设定参数等的数据的存储器120B。
该电动改锥主体110能够对紧固力矩的大小进行设定变更。具体而言，基于由力矩传感器124检测的力矩的大小，由马达控制部122适当控制提供给电动马达112的电力来控制电动马达112的力矩，施加于螺钉的紧固力矩被限制在驱动开始前被预先设定的紧固力矩的设定值的范围内。紧固力矩的设定值能够通过接口部130的操作按钮134、与电动改锥主体110通信连接的外部设定装置(未图示)进行变更。
此外，该电动改锥100也能够在生产线等一个作业人员依次连续地紧固不同种类的螺钉的这种情况下，在需要变更紧固力矩的大小时自动地能够变更其设定值。该情况下，存储器120B中事先保存包含多个不同的紧固工序的一连串作业中的各工序中使用的设定参数，运算部120A从存储器120B读取各工序结束而转移至接下来的工序时在接下来的工序中使用的设定参数，自动地变更电动改锥主体110的设定。例如，若假定第1工序是相同的3根螺钉的紧固作业，第2工序是与第1工序中的螺钉不同的2根螺钉的紧固作业，则第1工序的3根螺钉紧固时基于第1设定参数来驱动该电动改锥主体110，若第1工序结束则运算部120A从存储器120B读取用于第2工序的第2设定参数，将设定自动地从第1设定参数变更至第2设定参数。第2工序中，直至该2根螺钉的紧固结束为止基于该设定值来驱动该电动改锥主体110。之后同样，每当各工序结束则设定参数自动地被变更至用于接下来的工序的设定参数。另外，设定参数中除了上述紧固力矩的设定值以外，例如也可以根据需要而包含电动马达112的旋转速度、旋转时间等的项目。
该电动改锥100在设定参数中包含的紧固力矩的设定值被变更时，将其设定值与后述的基准值进行比较，在设定值被设定为大于基准值的值的情况下，向作业人员进行后述的规定的通知。由此，作业人员在开始螺钉的紧固作业之前就能够获知接下来进行驱动时会产生比较大的力矩。
本实施方式中的向作业人员的通知是根据来自控制电路120的通知执行信号的、基于LED显示部132的闪烁的视觉上的显示的通知、基于蜂鸣器136的蜂鸣音的声音显示的通知、以及基于暂时使电动改锥主体110的电动马达112成为不可驱动的状态的通知，这3个通知同时进行。另外，在LED显示部132、蜂鸣器136等的通知单元是不包含电子电路的单元的情况下，来自控制电路120的通知执行信号被设为将用于驱动这些通知单元的电力直接提供给通知单元的驱动电流，在通知单元包含电子电路的情况下，通知执行信号被设为针对其电子电路的输入信号，在通知单元包含继电器、晶体管等电路的开关设备并随着该开关设备的开关而执行通知的情况下，通知执行信号被设为用于使继电器等开关设备开关的触点信号。通知单元根据控制电路的种类、有无等而考虑各种的形式，因此，通知执行信号适当地选择与被使用的通知单元的形式相匹配的各种形式的信号。通知执行信号是发送至通知单元以使得进行基于通知单元的向作业人员的通知的信号即可，可以是任意形式的信号。在进行通知之后，通过按下接口部130的操作按钮(通知解除操作部)134解除通知。通知被解除，由此电动马达112返回至可驱动的状态，成为能进行螺钉的紧固作业的状态。
包含紧固力矩的设定值的设定参数的变更如上述那样能够通过手动进行，也能够自动地进行。以下，以紧固力矩的设定值被自动地变更的情况为例，对该电动改锥100的通知动作进一步详细阐述。如图3所示，若启动电动改锥100(S100)，则控制电路120的运算部120A从存储器120B读取用于最初的工序的紧固力矩的设定值(S102)。接下来，运算部120A将紧固力矩的设定值与预先被设定的阈值(基准值)进行比较运算(S104)。运算部120A在设定值被设定为大于阈值的值的情况下，判断为存在向作业人员的通知的必要性，进行命令以使得向各通知单元发送通知执行信号来进行通知(S106)。具体而言，向LED显示部132、蜂鸣器136、以及马达控制部122发送通知执行信号。由此，LED显示部132使LED闪烁，蜂鸣器136进行蜂鸣音的蜂鸣，马达控制部122即便驱动开关处于开启也不驱动电动马达112。在进行通知的状态下若按下接口部130中的作为通知解除操作部的操作按钮134，则通知被解除，LED显示部132的闪烁以及来自蜂鸣器的蜂鸣音被停止，并且马达控制部122将电动马达112设为可驱动的状态(S108)，成为能够进行紧固作业的状态(S110)。直至作为最初的工序被设定的规定的螺钉紧固工序结束为止反复螺钉紧固作业(S110)，在该工序结束(S112)还有接下来的工序的情况下，读取用于接下来的工序的设定参数(S102)，对紧固力矩等设定值进行设定变更。与之前同样地，将设定变更的紧固力矩的设定值与阈值比较(S104)，在设定值被设定为大于阈值的值的情况下进行通知动作(S106)。之后反复同样的动作，若全部的工序结束(S114)，则包含通知动作的控制结束(S116)。另外，在上述实施方式中，如上述那样仅在设定值被变更时进行通知，在同一工序中的第2次以后的螺钉紧固作业之前不进行通知，但是在利用被判断为有通知的必要性的设定值进行多次的螺钉紧固作业的情况下，也可以在其螺钉的紧固作业之前每次都进行通知。
如图4所示，通知的必要性的判断可以将当前的紧固力矩的设定值与被设定变更之前的前次的设定值比较来进行(S154、S156))。具体而言，将在前次的设定值的值加上存储器120B中保存的规定的容许变动值而得到的值作为基准值，在当前的设定值被设定为大于该基准值的值时，判断为存在通知的必要性，进行与图3的情况同样的通知动作。另外，在该实施方式中，首先在前次的设定值与当前的设定值的比较中从当前的设定值减去前次的设定值(S154)，在该减法运算后的值大于容许变动值时判断为存在通知的必要性(S156)。该运算与判断当前的设定值是否大于上述基准值(在前次的设定值加上容许变动值而得到的值)实质上相同。在通过前次的设定值与当前的设定值的比较来判断通知的必要性时，运算部120A具体进行哪种运算时适当被设计的事项，当然也考虑上述以外的运算步骤。通知的必要性的判断以外的部分(S150-152、S158-168)与图3的方法中的对应的部分(S100-102、S106-116)相同。
如图5所示，通知的必要性的判断也可以组合图3所示的方法(S104、S106)和图4所示的方法(S154、S156)。也就是说，首先比较紧固力矩的当前的设定值与规定的阈值(第1基准值)(S204)，在当前的设定值被设定为大于阈值的值时，进行通知(S210)，在被设定为小于阈值的值时接下来将当前的设定值与前次的设定值加上规定的容许变动值而得到的值(第2基准值)比较(S206)，在当前的设定值被设定为比该相加后的值大的值时进行通知(S210)，在被设定为比该相加后的值小的值时不进行通知。总之，在该情况下，在当前的设定值被设定比上述第1基准值(规定的阈值)和第2基准值(前次的设定值加上规定的容许变动值而得到的值)之中的至少一方大的值时，进行通知。
图5的方法中的通知的必要性的判断以外的部分(S200-202、S210-220)与图3的方法中的对应的部分(S100-102、S106-116)相同。另外，在本实施方式所涉及的电动改锥100的控制电路120中，通知的必要性的判断能够从图3至图5所示的三个方法中任意选择。
在该电动改锥100中，如上述那样在电动马达112的驱动开始之前评价紧固力矩的设定值，在其被设定为比各种被设定的基准值大的值时向作业人员进行其通知。因此，作业人员在进行紧固作业之间能够事前获知将会产生比较大的紧固力矩，要与其相匹配地以较大的力把持电动改锥主体110等，从而能够充分地进行针对预想的较大的反作用力的准备。由此，能够防止由于反作用力而电动改锥主体110进行较大的旋转从而没有进行合适的力矩下的螺钉紧固从而成为紧固不良、或者电动改锥主体110从手里脱离的等的状况。
如图6所示，本发明的第2实施方式所涉及的电动改锥200包含：电动改锥主体210、与电动改锥主体210独立的控制装置250。在控制装置250配置具有LED显示部232和操作按钮234的接口部230，此外，在其内部内置有用于控制电动改锥主体210的控制电路120(图2)。该电动改锥200中的控制电路120的结构以及功能与第1实施方式所涉及的电动改锥100中的情况相同。控制装置250与电动改锥主体210通过电缆252被通信连接。在图示的电动改锥200中，控制装置250仅连接1个电动改锥主体210，但是，也能够同时连接多个电动改锥主体210，同时控制这多个电动改锥主体210。该情况下，存储器120B中保存针对多个电动改锥主体210的各设定参数。用于判断通知的必要性的阈值以及容许变动值可以针对所有的电动改锥主体210设为共同的值，也可以分别设定单独的值。此外，在假定多个电动改锥主体210由一个作业人员使用的情况下，对于图4以及图5中的紧固力矩的前次的设定值，无论前次的紧固作业中使用的电动改锥主体210与接下来被使用的电动改锥主体210相同或者不同，能够设为前次的紧固作业时的紧固力矩的设定值。此外，作为通知单元的LED显示部232以及蜂鸣器136、以及作为通知解除操作部的操作按钮234可以设置在电动改锥主体210，也可以设置在电动改锥主体210与控制装置250的双方。
以上，作为本发明的电动工具的一实施方式对电动改锥100、200进行了阐述，但是本发明并不限定于此，能够进行以下叙述的各种的变更。
例如，本发明所涉及的电动工具能够设为用于紧固螺母等螺钉以外的螺合部件的工具。此外，在上述实施方式中，作为通知单元，同时进行基于视觉显示的通知、基于声音显示的通知、基于使电动改锥主体暂时不能驱动的通知，但是也能够仅进行三个之中的一个或者两个，还能够设为上述三个以外的通知单元。此外，通知的解除也可以不是基于解除按钮的解除，设为若经过规定的时间则自动地被解除等的其他手段。进而，也能够设定多个阈值以及容许变动值，按照紧固力矩的设定值的大小，进行变更LED的颜色或者变更蜂鸣音等不同的通知。
在上述实施方式中，通过控制提供给电动马达的电力的电气上的控制来进行紧固力矩的控制，但是也可以通过对机械的离合器机构中的离合器动作开始力矩进行设定变更的机械式控制来实现。机械的离合器机构通常通过弹簧将2个离合器板之中的一方的离合器板向另一方的离合器板进行推押，通过螺钉的紧固作业，由于作用于离合器板间的力矩而一方的离合器板抵抗弹簧的推押力从而与另一方的离合器板分离，离合器板间的旋转方向上的连结被解除，离合器板间的动力传输被解除。因此，通过调整弹簧的推押力，能够变更离合器动作开始力矩的大小、即紧固力矩的设定值。在采用这种离合器机构的情况下，控制电路120基于来自对弹簧的推押力直接或者间接地探测的传感器的信号来获取当前的紧固力矩的设定值，或者离合器机构具备基于外部信号来变更弹簧的推押力的机构，控制电路120向离合器机构发送有关紧固力矩的设定值的信号来变更离合器机构的离合器动作开始力矩，由此能够变更紧固力矩的设定值。
-符号说明-
电动改锥(电动工具)100；电动改锥主体(电动工具主体)110；电动马达112；头架114；改锥头116；控制电路120；运算部120A；存储器120B；马达控制部122；力矩传感器124；接口部130；显示部132；操作按钮134；蜂鸣器136；电动改锥200；电动改锥主体210；接口部230；显示部232；输入按钮234；控制装置250；电缆252。
Claims (8)
1.一种控制电路，是电动工具中的控制电路，所述电动工具具备：
电动工具主体，能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更；和
通知单元，用于向作业人员进行与该紧固力矩的设定值有关的通知，
在针对电动工具主体的紧固力矩的设定值被设定为大于基准值的值时，在基于该设定值的该电动工具主体的驱动开始之前向通知单元发送通知执行信号，进行基于该通知单元的向作业人员的通知。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，
该基准值是规定的阈值。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，
该基准值是该设定值的被设定变更之前的值加上规定的容许变动值而得到的值。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其中，
该基准值包含第1基准值和第2基准值，
该第1基准值是规定的阈值，该第2基准值是该设定值的被设定变更之前的值加上规定的容许变动值而得到的值，
在针对该电动工具主体被设定的紧固力矩的该设定值大于该第1基准值和该第2基准值之中的至少一个时，向该通知单元发送该通知执行信号。
5.一种电动工具，具备：
电动工具主体，能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更；
通知单元，用于向作业人员进行与该紧固力矩的设定值有关的通知；和
权利要求1至4的任意一项所述的控制电路。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其中，
由该通知单元进行的该通知是基于视觉的显示的通知、基于声音显示的通知、以及基于使该电动工具主体暂时不能驱动的通知之中的至少一个通知。
7.根据权利要求6所述的电动工具，其中，
该通知至少包含基于使该电动工具主体暂时不能驱动的通知，
该电动工具主体具有通知解除操作部，
该电动工具主体在该通知单元进行该通知之后直至该通知解除操作部被操作从而该通知被解除为止的期间，不能开始该电动工具主体的驱动。
8.一种控制装置，具有权利要求1至4的任意一项所述的控制电路，能够与独立于该控制装置的、能够对紧固螺合部件时的紧固力矩的大小进行设定变更的至少一个电动工具主体进行通信连接，控制被通信连接的该电动工具主体。
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