CN111491764A - 工具、工具的控制电路以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

能没有用户所进行的手动操作、基于外部装置的控制地继续执行其他执行顺序下的一系列的作业工序。该电动螺丝刀(100)的控制电路(128)具有保存设定数据的存储器(132)和基于设定数据控制电动螺丝刀(100)的运算部(131)。运算部(131)基于预先指定的顺序设定数据设定作业工序的执行顺序，基于接下来动作设定值设定最后的作业工序结束了之后的接下来动作。接下来动作设定值能从使电动螺丝刀(100)的动作停止的设定值、反复一系列的作业工序的设定值、以及转移到基于其他的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值中选择。

Description

工具、工具的控制电路以及控制方法
技术领域
本发明涉及用于按照每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具的控制电路、具备这样的控制电路的工具以及该工具的控制方法。
背景技术
例如，在专利文献1中公开了一种电动螺丝刀，其通过电动机旋转驱动螺丝刀头(driver bit)而进行螺钉拧紧作业。在这种电动螺丝刀中，通常，用户可根据螺钉的种类、螺钉所紧固的部件来变更电动机的转速、紧固转矩等的设定。此外，在工厂的生产线中有时以规定的顺序连续地进行不同种类的螺钉的紧固作业，在这种情况下使用的电动螺丝刀中，成为在某作业工序结束而转移到接下来的作业工序时，电动螺丝刀的设定被自动地变更为该作业工序中所要求的控制条件。
在上述的电动螺丝刀中，预先将用于与生产线的作业内容匹配地设定作业工序的执行顺序的数据保存于电动螺丝刀的存储器中，电动螺丝刀按照该设定数据进行依次设定变更。虽然最多能够设定多少个作业工序基于存储器的容量，但例如上述的电动螺丝刀中能够最多登录8个作业工序作为一系列的作业工序。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/170648号
发明内容
发明要解决的课题
需要进行多少个作业工序按照每个生产线而不同，但根据情况有时也需要执行比最大登录数多的作业工序。以往在这种情况下，成为用户手动地变更设定来执行接下来的作业工序，或者发出命令以使得预先将电动螺丝刀与可编程逻辑控制器(PLC)等的外部装置通信连接，从外部装置向电动螺丝刀进行设定变更来变更电动螺丝刀的设定。
然而，在生产现场每次用户手动地进行设定变更效率不高。此外，在通过外部装置进行设定变更的情况下，这种设定本身是繁琐的，在变更作业工序的执行顺序时不仅电动螺丝刀的设定而且有时必须变更到外部装置的设定为止，在这种情况下设定变更变得更加繁琐。
因而本发明的目的在于提供一种控制电路，为按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具中的控制电路，该控制电路成为能够设定按所设定的执行顺序下的一系列的作业工序结束后的动作，不依赖于用户所进行的手动操作、基于外部装置的控制，能够继续执行其他的执行顺序下的一系列的作业工序。此外，其目的还在于提供一种具备这种控制电路的工具以及工具的控制方法。
用于解决课题的手段
即本发明提供一种控制电路，按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具中的控制电路，该控制电路具备：
信息存储部，保存设定数据，该设定数据包括用于设定各作业工序中的控制条件的条件设定数据、用于设定作业工序的执行顺序的多个顺序设定数据以及用于设定基于各顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的接下来动作设定值；和
运算部，为基于该设定数据控制该工具的运算部，该运算部基于该多个顺序设定数据中的规定的顺序设定数据设定作业工序的执行顺序，基于该条件设定数据按每个作业工序依次变更该工具的控制条件，基于该接下来动作设定值决定基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作，
作为该接下来动作设定值，能选择指定其他的顺序设定数据并使该工具的动作转移到基于该指定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
在该控制电路中，成为能够根据接下来动作设定值设定基于某顺序设定数据的作业工序的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作，此外作为接下来动作转移到基于其他的顺序设定数据的作业工序的执行顺序下的一系列的作业工序而能使电动螺丝刀的动作进一步继续。即，不依赖于用户所进行的手动操作、基于外部装置的控制，能组合作为多个顺序设定数据设定的作业顺序来使电动螺丝刀动作。由此，能自动地连续进行更复杂的作业工序。此外能抑制伴随着作业工序的变更的外部装置的设定变更的负担。
优选作为该接下来动作设定值，还能选择使该工具的动作结束的设定值、以及再次执行基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
优选该运算部被设为能将跨越该规定的顺序设定数据和该指定的顺序设定数据的执行顺序执行的作业工序的历史保存于该信息存储部，并将该工具执行的作业工序返回到该历史中存在的作业工序中的任意的作业工序。
此外，本发明提供一种具备上述任一种控制电路的工具，基于该控制电路的控制按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作。
进而，本发明提供一种控制方法，按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具的控制方法，包括以下步骤：
读入设定数据，该设定数据包括用于设定各作业工序中的控制条件的条件设定数据、用于设定作业工序的执行顺序的多个顺序设定数据以及用于设定基于各顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的接下来动作设定值；
基于多个该顺序设定数据中的规定的顺序设定数据设定作业工序的执行顺序；
基于该条件设定数据按每个作业工序依次变更该工具的控制条件；和
基于该接下来动作设定值决定基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的步骤，在该步骤中，作为该接下来动作设定值，能选择指定其他的顺序设定数据并使该工具的动作转移到基于该指定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
以下，基于附图进行本发明所涉及的工具的实施方式进行说明。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式所涉及的电动螺丝刀的外观图。
图2为图1的电动螺丝刀的功能模块图。
图3为表示保存于存储器的条件设定数据的图。
图4为表示保存于存储器的顺序设定数据的图。
图5为本发明的第二实施方式所涉及的电动螺丝刀的外观图。
图6为图5的电动螺丝刀的功能模块图。
具体实施方式
本发明的第一实施方式所涉及的电动螺丝刀(工具)100如图1以及图2所示具备工具壳体110、内置于工具壳体110的电动机112和被电动机112旋转驱动的钻头保持件114。钻头保持件114中能拆卸/装入地安装与成为对象的螺钉匹配地被适宜选择的螺丝刀头116。工具壳体110中设置有具有显示部118以及输入按钮120的输入接口122、和用于将该电动螺丝刀100与可编程逻辑控制器(以下，PLC)123连接的连接缆线124。在工具壳体110内还设置有用于控制电动机112的驱动的电动机驱动电路126、用于进行该电动螺丝刀100整体的控制的控制电路128和检测电动机112的转子的旋转位置的霍尔传感器130。控制电路128具有运算部131和保存有设定数据的存储器(信息存储部)132。运算部131基于保存于存储器132的设定数据控制电动螺丝刀100。
保存于存储器132的设定数据包括用于设定各作业工序中的控制条件的条件设定数据。关于该电动螺丝刀100的存储器132，成为如图3所示能够保存与从第一到第三十的作业工序相对应的第一到第三十的条件设定数据。条件设定数据包括表示螺钉拧紧作业时的紧固转矩或螺钉拧紧个数的设定值。除了这些以外，还能包括用于控制例如电动机112的旋转速度的设定值等。该电动螺丝刀100中的条件设定数据还包括表示各作业工序中的对该电动螺丝刀100的动作的合格基准的合格基准值。在该电动螺丝刀100中，作为合格基准值，包括用于设定进行了螺钉拧紧作业时的电动机112的最小旋转时间和最大旋转时间的设定值。预测在以例如比最小旋转时间短的时间电动机112的旋转停止了时螺钉的头比假定的时间早地就位，此外预测在以比最大旋转时间长的时间电动机112的旋转停止了时螺钉的头比假定的时间晚地就位。即，能够判断为在电动机112比最小旋转时间早或者比最大旋转时间晚地停止了时选择错误的螺钉来进行了螺钉拧紧的可能性高。运算部131在判断为该电动螺丝刀100的动作不满足合格基准时，使该电动螺丝刀100的动作暂时地停止，并且对PLC123输出不合格信号。条件设定数据还包括在满足了合格基准时用于设定是否将合格信号输出到外部的合格信号输出设定值。运算部131在判断为某作业工序的动作满足合格基准时能够输出合格信号，但是否输出合格信号能够由合格信号输出设定值决定。即在合格信号输出设定值为输出合格信号的设定值(ON)的情况下对PLC123输出合格信号，在为不输出合格信号的设定值(OFF)的情况下对PLC123不输出合格信号。条件设定数据中的这些设定值与所对应的作业工序相匹配地分别被设定为适宜的值。另外，条件设定数据中的上述的设定项目为例示中所示的项目，也可与所假定的作业工序相匹配地设为其他项目。
设定数据还包括用于设定作业工序的执行顺序的多个顺序设定数据。如图4所示，该电动螺丝刀100的存储器132能够设定从第一到第三十为止的执行顺序，将表示各执行顺序的数据分别作为顺序设定数据被保存于存储器132中。关于各顺序设定数据，能够登录最多8个作业工序。顺序设定数据还包括用于设定一系列的作业工序结束后的接下来的动作的接下来动作设定值。该电动螺丝刀100中，作为接下来动作设定值，能从停止该电动螺丝刀100的动作的设定值(结束)，再次执行相同的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值(循环)，以及转移至基于其他顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值(转移至其他执行顺序)中选择。
设定数据中所包括的上述的条件设定数据以及顺序设定数据能够通过输入接口122的操作任意地变更。或者，也能从个人计算机等的外部装置发送相对应的数据来重写设定数据。
如果该电动螺丝刀100起动而规定的初期设定结束，则运算部131从存储器132读入必要的设定数据。能任意地选择执行多个执行顺序中的哪一个，通常被预先指定。运算部131读入与所指定的执行顺序相对应的规定的顺序设定数据并设定作业工序的执行顺序。例如，在制定了第一执行顺序的情况下，读入第一顺序设定数据，如图4所示，设定第一作业工序、第二作业工序、第三作业工序以及第四作业工序为一系列的作业工序，这些作业工序被依次执行。运算部131基于与这些作业工序分别对应的第一乃至第四条件设定数据按每个作业工序依次变更控制条件，并使电动螺丝刀100动作。在本实施方式中，假想第一作业工序进行4个螺钉的临时拧紧，假想第二作业工序对进行了临时拧紧的螺钉进行正式拧紧。因此，如果第一作业工序正常地结束则4个螺钉成为在其头部没有就位的状态被拧入的状态，第二作业工序中将这些进行了临时拧紧的螺钉进一步拧入而使螺钉的头就位进而进行采用规定的紧固转矩的紧固。由此成为4个螺钉的螺钉拧紧结束了的状态。由于第一条件设定数据的合格信号输出设定值成为“OFF”，因此即使第一作业工序正常地结束而满足了合格基准运算部131也不输出合格信号。另一方面，由于第二条件设定数据的合格信号输出设定值成为“ON”，因而如果第二作业工序正常地结束而满足合格基准则运算部131输出合格信号。同样地第三作业工序中进行8个螺钉的临时拧紧，第四作业工序中进行被临时拧紧的8个螺钉的正式拧紧，在第四作业工序正常地结束了的时间点输出合格信号。由于第一顺序设定数据中的接下来动作设定值成为“结束”，因而该电动螺丝刀100的动作在第四作业工序结束了的时间点停止。
如上述那样，在作为临时拧紧工序的第一以及第三作业工序的结束时不输出合格信号，仅在作为正式拧紧工序的第二以及第四作业工序的结束时输出合格信号，由此PLC123仅在螺钉的紧固结束了时接收合格信号。PLC123与该电动螺丝刀100的动作连动地控制其他周边机器等的动作，但成为在各操作工序结束时不一定每次都进行任何控制，仅在规定的作业工序结束了时进行控制的情况较多。由于在以往的电动螺丝刀100中在各作业工序结束时每次输出合格信号，因而必须进行在PLC123侧忽视不必要的合格信号这样的设定。与此相对在该电动螺丝刀100中能够不输出不必要的合格信号，因而能去除忽视PLC123侧的合格信号这样的设定。此外，在例如上述的第二作业工序之后新追加螺钉的增加拧紧工序的情况下，由于最初的4个螺钉拧紧通过第一乃至第三作业工序全部结束而结束，因而如果将第二作业工序的结束时的合格信号输出设定值设为“OFF”，将新的第三作业工序(增加拧紧工序)的结束时的合格信号输出设定值设为“ON”，则不产生伴随该作业工序的变更的PLC123侧的设定变更。
在指定了第二执行顺序的情况下，读入第二顺序设定数据，设定第三作业工序、第三十作业工序以及第七作业工序作为一系列的作业工序，电动螺丝刀100一边按每个作业工序依次变更控制条件一边进行动作。由于第二顺序设定数据中的接下来动作设定值成为“循环”，因而如果作为最后的作业工序的第七作业工序结束，则再次返回到作为最初的作业工序的第三作业工序，以下反复执行相同的作业工序。
在指定了第三执行顺序的情况下，读入第三顺序设定数据，设定从最初的第一作业工序到最后的第十三作业工序为止的8个作业工序作为一系列的作业工序，电动螺丝刀100一边按每个作业工序依次变更控制条件一边进行动作。由于第三顺序设定数据中的接下来动作设定值成为“转移至第四执行顺序”，因而如果最后的第十三作业工序结束，则读出被指定的第四顺序设定数据而设定第四执行顺序，转移至该第四执行顺序下的一系列的作业工序。该电动螺丝刀100基于第四执行顺序下的一系列的作业工序继续动作，如果第四执行顺序下的作为最后的作业工序的第11作业工序结束，则第四顺序设定数据的接下来动作设定值成为“结束”，从而该电动螺丝刀100的动作停止。
如上那样在该电动螺丝刀100中，成为能从“结束”、“循环”、“转移至其他的执行顺序”选择基于某顺序设定数据的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作。特别是由于成为能转移至基于其他的顺序设定数据的执行顺序，因而能不依赖于PLC123等的外部装置的控制而由该电动螺丝刀100自身能设定更复杂的执行顺序的作业工序。此外，如果在各顺序设定数据中设定经常被利用的基本的执行顺序，则通过设定为在这些执行顺序间适当移动，从而与从最初重排执行顺序的情况相比，也能更早且容易地进行工序变更。另外，作为能选择可能的接下来动作未必需要包括上述的3个，此外还可以代替或者追加地包含其他的接下来动作。
该电动螺丝刀100中还成为，进而将跨越基于多个顺序设定数据的多个执行顺序而执行的作业工序的历史保存于存储器132中。有时产生由于任何作业错误而重新进行该作业工序，根据情况而从前面的作业工序重新进行的需要。在该情况下，基于保存于存储器132中的作业工序的历史，返回到需要重新进行的作业工序。具体地说，通过操作输入接口122的输入按钮120能够返回到历史中残留的前面的作业工序。能够成为通过输入按钮120的操作仅返回此时的作业工序中的一个作业份量、返回到一个前的作业工序、返回到一个前的顺序设定数据的执行顺序中的最后的作业工序、或者返回到一个前的顺序设定数据的执行顺序中的最初的作业工序这样的返回方式。另外，该电动螺丝刀100中的存储器132成为能读出以及写入的非易失性存储器与用于暂时地保存编程动作中必需的数据的高速缓冲存储器等的易失性存储器的组合，设定数据被保存于非易失性存储器，作业工序的历史被保存于易失性存储器。
本发明的第二实施方式所涉及的电动螺丝刀200如图5以及图6所示，由电动螺丝刀主体202和用于对其进行控制的控制器204构成。电动螺丝刀主体202和控制器204经由分别设置的通信部238a、238b通过通信线缆206连接。与PLC223连接的通信线缆224被设置于控制器204一侧。电动螺丝刀主体202的工具壳体210内，与第一实施方式所涉及的电动螺丝刀100同样地设置有电动机212、电动机驱动电路226以及霍尔传感器230。输入接口222被设置于控制器204一侧。
该电动螺丝刀200中，在电动螺丝刀主体202和控制器204中分别设置运算部231a、231b。这些2个运算部231a、231b经由通信线缆206相互进行通信，通过两个运算部231a、231b实现与第一实施方式中的运算部131同样的功能。同样地在电动螺丝刀主体202与控制器204中分别设置存储器232a、232b，通过这2个存储器232a、232b实现与第一实施方式中的存储器132同样的功能。即，该电动螺丝刀中，控制电路228被分散地配置于电动螺丝刀主体202与控制器204。
另外，该实施方式中，将运算部231a、231b以及存储器232a、232b分散地配置于电动螺丝刀主体202和控制器204，但也能将它们分别集中配置于电动螺丝刀主体202与控制器204中的一个，也能将控制电路228的整体配置于控制器204一侧。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式。例如，在上述实施方式中，以本发明所涉及的工具为作为电动工具的一种的电动螺丝刀为例进行了说明，但也可为扭矩扳手或研磨机等其他电动工具，也能设为具有上述那样的控制电路并将动力源设为不是电动机而是气动电动机的气动工具等其他的动力工具。本发明所涉及的工具还能为不具有动力的手动工具。作为上述那样的手动工具有具有例如转矩检测功能的扭矩扳手。在该扭矩扳手中，将包括条件设定数据的设定数据保存于控制电路的存储器中，上述条件设定数据包括每个作业工序的螺母、螺栓等的紧固次数(控制条件)、紧固动作时的转矩基准值(合格基准)等，如果紧固动作仅进行在该作业工序中设定的规定的紧固次数相应的量，则通过控制电路的运算部转移至接下来的作业工序并且基于设定数据变更控制条件。此外，控制电路将在紧固动作时通过转矩传感器检测出的转矩值与转矩基准值进行比较来进行该紧固动作的合格判断。在条件设定数据中，与上述实施方式同样地包括合格信号输出设定值，在紧固动作满足了转矩基准值(合格基准)时能按每个作业工序任意地设定是否输出合格信号。此外，同样地，还成为能够基于顺序设定数据和接下来动作设定值选择由顺序设定数据设定的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作。
此外，本发明的工具也能成为与PLC以外的例如个人计算机等其他外部装置连接，也能成为通过无线发送合格信号、不合格信号。进而，作为用于保存设定数据的信息存储部除了上述那样的被内置的半导体存储器以外，还能采用硬盘驱动器、能写入的CD、DVD等的记录介质以及可拆卸USB存储器等其他手段，也可将这些手段任意地组合。
符号说明
100 电动螺丝刀(工具)
110 工具壳体
112 电动机
114 钻头保持件
116 螺丝刀头
118 显示部
120 输入按钮
122 输入接口
123 可编程逻辑控制器(PLC)
124 连接缆线
126 电动机驱动电路
128 控制电路
130 霍尔传感器
131 运算部
132 存储器(信息存储部)
200 电动螺丝刀
202 电动螺丝刀主体
204 控制器
206 通信线缆
210 工具壳体
212 电动机
222 输入接口
224 通信线缆
226 电动机驱动电路
228 控制电路
230 霍尔传感器
231a 运算部
231b 运算部
232a 存储器
232b 存储器
238a 通信部
238b 通信部。

Claims (5)

1.一种控制电路，是按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具中的控制电路，其特征在于，该控制电路具备：
信息存储部，保存设定数据，该设定数据包括用于设定各作业工序中的控制条件的条件设定数据、用于设定作业工序的执行顺序的多个顺序设定数据以及用于设定基于各顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的接下来动作设定值；
运算部，为基于该设定数据控制该工具的运算部，该运算部基于该多个顺序设定数据中的规定的顺序设定数据设定作业工序的执行顺序，基于该条件设定数据按每个作业工序依次变更该工具的控制条件，基于该接下来动作设定值决定基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作，
作为该接下来动作设定值，能选择指定其他的顺序设定数据并使该工具的动作转移到基于该指定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，
作为该接下来动作设定值，还能选择使该工具的动作结束的设定值、以及再次执行基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
3.根据权利要求1或2所述的控制电路，其中，
该运算部被设为能将跨越该规定的顺序设定数据和该指定的顺序设定数据的执行顺序执行的作业工序的历史保存于该信息存储部，并将该工具执行的作业工序返回到该历史中存在的作业工序中的任意的作业工序。
4.一种工具，其特征在于，
具备权利要求1～3中任一项所述的控制电路，基于该控制电路的控制按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作。
5.一种控制方法，是按每个作业工序依次变更控制条件并进行动作的工具的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
读入设定数据，该设定数据包括用于设定各作业工序中的控制条件的条件设定数据、用于设定作业工序的执行顺序的多个顺序设定数据以及用于设定基于各顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的接下来动作设定值；
基于多个该顺序设定数据中的规定的顺序设定数据设定作业工序的执行顺序；
基于该条件设定数据按每个作业工序依次变更该工具的控制条件；和
基于该接下来动作设定值决定基于该规定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序结束了之后的接下来动作的步骤，在该步骤中，作为该接下来动作设定值，能选择指定其他的顺序设定数据并使该工具的动作转移到基于该指定的顺序设定数据的执行顺序下的一系列的作业工序的设定值。
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