CN115870908A - 用于执行工作进程的方法和移动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于执行工作进程的方法和移动工具。本发明涉及一种用于借助移动工具（100）在待加工的工件（164）上执行工作进程的方法，所述移动工具（100）具有近场通信读取装置（180），其中在工作进程开始之前或者在工作进程开始时，借助近场通信读取装置（180）来读取布置在待加工的工件或者用于工作进程的辅助装置（190）上的近场通信应答器（184），其中借助移动工具（100）的控制单元（110），基于近场通信应答器(184)的读取，进行移动工具（100）至工件（164）和/或在工件上的工作部位（162）的分配，并且使能针对工件（164）或者工作部位（162）所设置的工作程序；以及本发明涉及移动工具（100）和一种具有其的设备（102）。

Description

用于执行工作进程的方法和移动工具

技术领域

本发明涉及一种用于借助移动工具在待加工的工件上执行工作进程的方法，所述移动工具尤其是移动螺丝刀（Schraubwerkzeuges），本发明涉及一种移动工具以及一种具有所述移动工具的设备（Anordnung）。

背景技术

在装配工作、尤其是工业领域中的装配工作中，采用如例如旋拧螺丝设备（Schraubgeraete）之类的移动工具，尤其是采用所谓的进行测量的螺丝起子或旋拧螺丝设备，它们具有一个或者多个传感器，以便例如确定用来拧紧了螺丝的扭矩。此外，例如可以预先给定确定的扭矩。

但是，在此另外重要的是，正确地识别和分配在其处例如正需要紧固螺丝的工作部位或旋拧部位，以便例如可以确保，进行正确的工作进程或旋拧进程，尤其是以便查明，是否已拧紧正确的螺丝，和/或是否已拧紧所有螺丝，必要时是否已按正确的顺序拧紧所有螺丝。

发明内容

根据本发明，建议了具有独立权利要求的特征的一种用于执行工作进程的方法、一种移动工具以及一种设备。有利的构建方案是从属权利要求以及随后的描述的主题。

本发明研究如例如移动旋拧螺丝设备之类的移动工具的运行，借助这些移动工具，在待加工的工件上执行工作进程或旋拧进程，亦即例如螺丝被引入（被拧入）到部件（工件）中。在此，尤其是便携式的和由操作者或者工人可抓取的工具要被理解为移动工具。例如，这些工具可以是蓄电池供电的，或者也可以有线地供给有能量（那么，在相对应长的线缆的情况下，也可以提及移动工具）。

此外，具有控制单元的移动工具在此尤其是令人感兴趣的，所述移动工具接着例如可以进行确定的工作程序，诸如（als z.B.）可以对螺丝施加确定的扭矩或可以用确定的扭矩上紧这些螺丝；同样，可以为此接着例如相对应地在使用合适的传感器的情况下检测这种扭矩。在本上下文，也提及所谓的进行测量的工具、例如进行测量的螺丝起子。此外，移动工具可以具有显示装置、如例如显示器，在所述显示装置上为操作者显示信息或者也显示指令，尤其是与要执行的工作进程有关地为操作者显示信息或者指令。

尽管此处和在下文尤其是论述移动旋拧螺丝设备或者螺丝起子，但是原则上也可以考虑其他移动工具、如例如电子扭矩扳手、铆接设备、焊接设备或者钻孔设备。

如已提及的那样，在使用移动工具时，重要的点是可靠地识别在工件上的如下工作部位（或旋拧部位）：在所述工作部位（或旋拧部位）处，要进行工作进程，亦即例如要旋入螺丝。以此，可以进行移动工具至工件和/或在工件上的工作部位的分配，并且也可以使能针对工件或者工作部位设置的工作程序（或旋拧程序）。在所谓的旋拧部位识别的情况下确定，在工件上正拧入哪个具体的螺丝。

例如在使用具有摄像机和例如也具有IR发送器的光学系统的情况下，可以进行对工作部位或者尤其是旋拧部位的这种识别或者测位，以便可以识别，移动工具是否处于用于执行工作进程的正确部位处。使用超声波也是可能的。对此，可以求助于三角测量，以进行位置确定。但是，在该行为方式中，尤其是在较大装配线的情况下，出现如下问题，该系统不是可控的或者只是非常费事地是可控的；可达到的位置精度那么是不够的。对于运转完全正常的系统，即在发送器与接收器之间始终必需可视连接。例如，如果经由位置识别要开启所分配的工作程序或者旋拧程序，则这样经由对光学/超声波识别的评估会必须创建电连接，这可能会意味着高的安装开销并且大部分可能会在本地固定。

在此背景下，建议使用如例如RFID技术之类的近场通信。为此，移动工具被配备有至少一个近场通信读取装置、例如RFID读取装置，也就是说移动工具那么具有至少一个近场通信读取装置。在待加工的工件上，接着设置至少一个近场通信应答器、例如RFID应答器（也称作RFID标签（Tag）），在所述待加工的工件上要执行工作进程。替选地或者附加地，在针对工作进程所使用的辅助装置上，设置至少一个近场通信应答器或RFID应答器。例如借助合适的构建方案，可以粘上或者另外固定这种近场通信应答器。

辅助装置在此尤其是要被理解为一种装置或者设备或者诸如此类，借助它们来辅助工作进程。在此，例如可以涉及框架或者辅助框架，借助所述框架或者辅助框架，螺丝和/或要用螺丝固定的部件被保持到工件上，直至拧紧。同样，例如可以涉及保持工件的机器人手臂。这种辅助（例如保持、运输等）也可以是自动化的。但是，辅助装置例如同样也可以是架子或者诸如此类，在所述架子中，针对工作进程或旋拧进程暂时提供如螺丝之类的辅助手段。

接着，在工作进程开始之前或者在工作进程开始时，借助至少一个近场通信读取装置来读取布置在待加工的工件或者辅助装置上的至少一个近场通信应答器。借助移动工具的控制单元，接着基于近场通信应答器的读出，进行移动工具至工件和/或在工件上的工作部位的分配，（尤其是所谓的旋拧部位识别），此外使能针对工件或者工作部位设置的工作程序、尤其是旋拧程序。在此，工作程序的使能尤其是要被理解为，接着可操作或可使用移动工具；而以前或在没有使能的情况下，移动工具没有作用，也就是说，在对操作按钮进行操作时，可能会什么事都不发生。优选地，工作程序仅在预先给定的持续时间内被使能，也就是说必须在为例如5秒的预先给定的持续时间之内执行或者至少开启工作进程，例如操作在移动工具上的操作按钮。

尤其是，针对工作部位识别或旋拧部位识别，可以采用多个应答器和/或多个读取装置，使得例如通过三角测量，例如实时定位（英语为real-time location system，RTLS（实时定位系统））成为可能。但是，每个工作部位也都可以装备有自己的应答器。尤其是在采用辅助装置时适合于，给辅助装置装备应答器，并且这样对于所有工件而言，这些相同的（少量）应答器就够用。

如果近场通信读取装置有利地也可以作为近场通信写入装置运行，则在工作进程结束时或者在工作进程结束之后，近场通信应答器也可以借助近场通信读取装置被写入，尤其是用关于所进行的工作进程的信息被写入。

优选地，即使在工作进程结束时或者在工作进程结束之后，也由移动工具向外部控制装置传送关于工作进程结束的信息。该外部控制装置在此尤其是分配给工件或者辅助装置。接着，例如由外部控制装置，在工件或者辅助装置处发起或者进行跟随工作过程的进程。可以例如从工作部位移除辅助装置，使得可以继续移动工件，和/或继续移动工件，并且下一个工件被移向那儿（hinbewegt）。

优选地，移动工具具有能量供给接口，近场通信读取装置连到该能量供给接口，尤其是可取下地连到该能量供给接口，用于进行能量供给。例如，能量供给接口可以是USB端子。此外，移动工具可以具有数据传输接口、尤其是无线的或者有线的数据传输接口，经由该数据传输接口，近场通信读取装置以传输数据的方式与移动工具的控制单元连接。在有线的数据传输接口的情况下，该有线的数据传输接口例如可以与能量供给接口集成地来构造，也就是说USB接口例如不仅可以被用于进行能量供给，而且可以被用于进行数据传输。在无线的数据传输接口的情况下，例如可以涉及无线电接口、尤其是蓝牙或者WLAN接口。

移动工具在这种情况下不需要其他电结构，经由所述其他电结构的内部电压供给，近场通信读取装置或在那里用于探测例如 RFID的天线可以运行。省去用于本地安装其他传感机构的成本。此外，在近场通信或RFID应答器（标签）处不需要电压供给。这在灵活的、与地点无关的装配场所的情况下是很有利的。

此外，除了近场通信读取装置之外，移动工具也可以具有其他通信单元、如例如针对所提及的WLAN或者蓝牙的通信单元，所述其他通信单元能够实现对工件、但不一定是具体的工作部位的附加测位或者识别。

随后，要列出数个其中可以采用本发明的具体实例。

在车辆最终装配中，例如装有两个天线的螺丝刀例如可以以远程方法（例如经由WLAN或者蓝牙）来识别有关的车辆（工件），并且可以以近程方法（利用近场通信读取装置）接着识别并用螺丝固定有关的旋拧部位（例如在车辆内部的天窗）。对于天窗的安装，例如经常采用辅助框架（辅助装置），所述辅助框架将天窗保持在所期望的位置中，直到该天窗被用螺丝固定。例如，相对应的RFID标签可以安置在该辅助框架上，所述RFID标签在旋拧进程中被读取，并经由移动螺丝起子的（内部）控制器被分配给旋拧部位。如果（在旋拧进程的范围中）完成所有所需的用螺丝固定，则移动螺丝起子可以向辅助框架的外部控制装置发送信号，使得可以从车辆移除该辅助框架。

在这种情形中，光学或者声学系统可能快速失灵，因为尤其是当在流水线生产中，所述光学或者声学系统离开车辆内部可能不保持直至几乎不保持与测位系统的接触。

相对应的内容也适用于车门和保持车门的机器人手臂等。

在带有工人引导的装配场所中，移动螺丝起子可以例如在显示器中包含（例如呈图像和/或文本形式的）工作指令，所述工作指令要求按确定的顺序从所提供的架子（辅助装置）取出零件。为了进行确认，工人接着可以用螺丝起子尖端敲敲安置在架子上或者在那里的层格上的RFID标签，使得通过读取RIFD标签，确认取出，并且针对在例如扭矩和数目（旋拧程序）方面为此设置的旋拧任务而使能螺丝起子。在灵活装配中，这些架子例如也可以与流水线上的车辆一起移动，并且不需要供电，如对于所谓的“Pick to Light（按灯拣货）”（对工作部位进行照明）可能会必需的那样。

除了所描述的方法和移动工具之外，本发明也涉及一种具有这种移动工具和工件和/或辅助装置的设备，在所述工件上和/或在所述辅助装置上布置有近场通信应答器。应提及的是，前面的和还紧跟着的实施方案尤其是在针对方法、移动工具以及设备的特别的构建方案和优点方面同样地适用。

本发明的其他优点和构建方案从本说明书和随附的附图中得出。

应理解的是，不仅可以以分别说明的组合，而且可以以其他组合或者可以单独地来使用前面所提到的和随后还要阐述的特征，而不离开本发明的范围。

附图说明

依据附图中的实施例，示意性地示出了本发明，并且在下文参照附图详细地描述本发明。

图1示意性地示出了在优选实施形式中的根据本发明的具有移动工具的设备，利用该设备也可执行根据本发明的方法。

图2示意性地示出了在优选实施形式中的根据本发明的方法的流程。

具体实施方式

在图1中，示意性地示出了在优选的实施形式中的根据本发明的设备102，该设备102具有根据本发明的移动工具，在本发明，该移动工具呈移动旋拧螺丝设备100的形式。在本发明，旋拧螺丝设备或螺丝起子100示例性地是偏置螺丝起子；可是同样例如可能会使用呈手枪形式的螺丝起子。

偏置螺丝起子100具有壳体140、两个手柄141和142、装配头120、蓄电池150，以及具有用于操作偏置螺丝起子100和以此用于执行工作过程或旋拧过程或者工作进程的操作元件或操作开关145。

例如，可以在装配头120中设置有扳手（Bit）121，用于安放到螺丝160上。此外，电动机130作为电驱动器设置在偏置螺丝起子中，该电动机130用于驱动偏置螺丝起子或用作偏置螺丝起子的驱动器并且以此用于执行旋拧过程，其中螺丝160在旋拧部位162处被旋入到工件164中。在此，在本发明设置有可借助外部控制器192来控制的辅助框架190（辅助装置），借助该辅助框架190例如将工件164保持在适当的位置，直到旋拧过程结束。在此，例如也可以涉及机器人手臂或者诸如此类。

此外，设置有控制单元110，在该控制单元110上例如寄存有应用程序或者工作程序，并且该控制单元110具有用于运行偏置螺丝起子100的必需的电子装置。此外，设置有显示装置111（例如，显示器或者触摸显示器)，例如确定的参数或者如工作指令之类的信息可以被显示在该显示装置111上。

偏置螺丝起子100例如是所谓的进行测量的螺丝起子，也就是说可以测量、监控、检查和/或记录如例如扭矩或拧紧扭矩之类的物理参数。为此，例如可以使用传感器132。此外，设置了针对例如WLAN的无线电模块112，所述无线电模块112连到控制单元110，使得控制单元110或偏置螺丝起子100可以与上级的控制器170交换数据。从那里，偏置螺丝起子100例如可以获得新的应用程序，并且向那儿传输（hinuebertragen）由传感器检测到的测量值。

此外，在偏置螺丝起子100上设置有近场通信读取装置、尤其是RFID读取装置180，所述近场通信读取装置、尤其是RFID读取装置180经由接口182（例如USB）从偏置螺丝起子100供给能量或电流，并且经由其例如也以传输数据的方式连到控制单元110。此外，近场通信应答器、尤其是RFID应答器184布置在辅助框架190上，所述近场通信应答器、尤其是RFID应答器184可以借助近场通信读取装置或RFID读取装置180来读取。尤其是，针对每个旋拧部位，可以在辅助框架190上布置自己的RFID应答器，以便这样能够实现旋拧部位识别。

在图2中，示意性地以流程图形式示出了在优选实施形式中的根据本发明的方法的流程。为此，可以使用如在图1中所示的设备102。

首先，在步骤200中，怀着在工件164上执行工作进程或旋拧过程的目的，可由操作者或者工人抓取移动工具或偏置螺丝起子100。

在工作进程开始之前或者必要时在工作进程开始时，在步骤202中，读取布置在辅助框架190（辅助装置）上的RFID应答器184，更确切而言借助偏置螺丝起子100的RFID读取装置180来读取。如依据图1可看到的那样，为此必需的是，偏置螺丝起子100已经处于带有螺丝160的旋拧部位162的附近。由于近场通信的作用范围相对小，所以例如，如果偏置螺丝起子100可能会还进一步远离地存在，则可能会不可能读取RFID应答器。

此外，接着在步骤204中，借助控制单元110，基于RIFD应答器的读出来进行偏置螺丝起子100至工件164或旋拧部位162的分配。此外，在步骤206中，使能针对工件164或旋拧部位162设置的工作程序208。

在此，该使能例如仅在为例如5秒的预先确定的持续时间中进行，在该持续时间之内，工人在步骤210中接着开启旋拧过程，或者甚至不得不完全执行旋拧过程。这可以提高运行安全性，使得偏置螺丝起子100在稍后的时间点不是始终是活动的，而且被无意触发或开始转动。

紧接着，在步骤 212，例如关于所执行的旋拧过程的信息可以被写到RFID应答器184上或被写到RFID应答器184中。

同样，在步骤214中，偏置螺丝起子100或控制单元110可以向外部控制装置192传送关于工作进程的结束的信息；这例如可以经由控制器170来进行。接着，外部控制装置192可以在步骤216中发起跟随旋拧过程的进程，其中例如移除辅助框架190。此后，工人可以开启另一旋拧过程。

Claims (10)

1.一种用于借助移动工具（100）在待加工的工件（164）上执行工作进程的方法，所述移动工具（100）具有近场通信读取装置（180），

其中在所述工作进程开始之前或者在所述工作进程开始时，借助所述近场通信读取装置（180）来读取布置在所述待加工的工件或者用于所述工作进程的辅助装置（190）上的近场通信应答器（184），

其中借助所述移动工具（100）的控制单元（110），基于所述近场通信应答器（184）的读取，进行所述移动工具（100）至所述工件（164）和/或在所述工件上的工作部位（162）的分配，并且使能针对所述工件（164）或者所述工作部位（162）所设置的工作程序（208）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，仅在预先给定的持续时间中使能所述针对所述工件（164）或者所述工作部位（162）所设置的工作程序（208）。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中，所述近场通信读取装置也能作为近场通信写入装置运行；并且其中在所述工作进程结束时或者在所述工作进程结束之后，所述近场通信应答器（184）借助所述近场通信读取装置（180）来写入，尤其是用关于所进行的工作进程的信息来写入。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，移动螺丝刀、尤其是蓄电池驱动螺丝起子被用作移动工具（100），用于执行作为工作进程的旋拧进程。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述工作进程结束时或者在所述工作进程结束之后，由所述移动工具（100）向外部控制装置（192）传送关于所述工作进程的结束的信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述外部控制装置（192）分配给所述工件或者所述辅助装置（190），并且其中由所述外部控制装置（192）在所述工件或者所述辅助装置（190）处发起或者进行跟随工作过程的进程。

7.一种用于在待加工的工件（164）上执行工作进程的移动工具（100）、尤其是移动螺丝刀，其中所述移动工具（100）具有近场通信读取装置（180）和控制单元（110），其中所述移动工具（100）设立为，

在所述工作进程开始之前或者在所述工作进程开始时，借助所述近场通信读取装置（180）来读取布置在所述待加工的工件或者用于所述工作进程的辅助装置（190）上的近场通信应答器（184），和

借助所述控制单元（110），基于所述近场通信应答器（184）的读取，进行所述移动工具（100）至所述工件（164）和/或在所述工件上的工作部位（162）的分配，并且使能针对所述工件或者所述工作部位所设置的工作程序（208）。

8.根据权利要求7所述的移动工具（100），其具有能量供给接口（182），所述近场通信读取装置（180）连到所述能量供给接口（182），尤其是可取下地连到所述能量供给接口（182），用于供给能量。

9.根据权利要求7或者8所述的移动工具（100），其具有尤其是无线的或者有线的数据传输接口，经由所述尤其是无线的或者有线的数据传输接口，所述近场通信读取装置（180）以传输数据的方式与所述控制单元（110）连接。

10.一种具有根据权利要求7至9中任一项所述的移动工具（100）和具有待加工的工件（164）和/或用于工作进程的辅助装置（190）的设备（102），在所述待加工的工件（164）上要执行所述工作进程，其中在所述工件上和/或在所述辅助装置（190）上布置有近场通信应答器（184）。

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