JP2010194661A - Wireless communications system for tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具用の無線通信装置、殊に無線通信周波数や送信出力などの無線通信パラメータの設定に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication device for a tool, and more particularly to setting of wireless communication parameters such as a wireless communication frequency and a transmission output.
工具を用いたねじ締め作業を行う工場において、工具として締め付けトルクを制御することができるものを用いるとともに、所要トルクでの締め付けが完了したことを管理装置側に送信することでねじ締め作業を管理できるようにしたものがある。この場合、有線通信であると、工具の使い勝手に影響を及ぼすために、特許文献1及び特許文献2に示すように、無線通信を用いることが好ましい。
In factories that perform screw tightening work using tools, tools that can control the tightening torque are used as tools, and screw tightening work is managed by transmitting to the management device that tightening with the required torque has been completed. There is something that you can do. In this case, in the case of wired communication, in order to affect the usability of the tool, it is preferable to use wireless communication as shown in
一方、工場内では無線LANなどの環境ノイズが存在している可能性があり、無線通信の場合、このノイズによる通信ミスが生じる虞がある。しかし、従来のものは無線通信周波数が固定であり、現場での変更ができないために、無線通信周波数を変更することができるようにしておくことが求められている。 On the other hand, there may be an environmental noise such as a wireless LAN in the factory, and in the case of wireless communication, there is a possibility that a communication error due to this noise occurs. However, since the conventional wireless communication frequency is fixed and cannot be changed in the field, it is required to change the wireless communication frequency.
このために、無線通信周波数をDIPスイッチによって設定変更することができるようにしたものが提案されている。しかし、工具側にDIPスイッチ等の設定用スイッチを数多く設けることは、使用環境によっては鉄粉等のゴミの侵入が原因で工具動作不良を招く虞が高くなる。 For this reason, a wireless communication frequency that can be set and changed by a DIP switch has been proposed. However, providing a large number of setting switches such as DIP switches on the tool side increases the risk of tool operation failure due to intrusion of dust such as iron powder depending on the usage environment.
また、工具に複数の設定用スイッチを設ける必要性を無くすために、パーソナルコンピュータ(以下PCと称す)に接続してPCによって無線通信周波数や送信先の受信機のIDナンバーを設定することができるようにしたものも提案されているが、現場においてPCに接続して設定変更を行うことは、複数の工具が使用されている工場においては、各工具を個別にPCと接続して工具の設定変更を行うことになり、非常に作業効率が悪い。 Further, in order to eliminate the necessity of providing a plurality of setting switches on the tool, it is possible to connect to a personal computer (hereinafter referred to as a PC) and set the wireless communication frequency and the ID number of the receiver at the transmission destination by the PC. However, in the factory where multiple tools are used, each tool is connected to the PC individually to set the tool. Changes will be made, and work efficiency will be very poor.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、無線通信周波数等の無線通信パラメータの設定を簡便に変更することができる工具用無線通信システムを提供することを課題とするものである。 This invention is made in view of said point, Comprising: It aims at providing the radio | wireless communications system for tools which can change the setting of radio | wireless communication parameters, such as a radio | wireless communication frequency, simply.
本発明は、無線通信手段を備えた工具と、工具の無線通信手段から無線送信された信号を受ける無線通信手段を備えた受信機とからなり、両無線通信手段間の無線通信のための無線通信パラメータの設定部を受信機が備えているとともに、工具は受信機側の上記設定部で設定されて工具側に無線通信で伝達される無線通信パラメータを無線通信手段にセットする工具制御手段を備えていることに特徴を有している。 The present invention comprises a tool having wireless communication means and a receiver having wireless communication means for receiving a signal wirelessly transmitted from the wireless communication means of the tool, and wireless communication for wireless communication between the two wireless communication means. The receiver includes a communication parameter setting unit, and the tool includes a tool control unit that sets the wireless communication parameter set in the setting unit on the receiver side and transmitted to the tool side by wireless communication in the wireless communication unit. It is characterized by having.
設置環境を良好な状態に保つことができる受信機側に無線通信パラメータの設定部を設けて、この設定部で設定された無線通信パラメータが無線通信によって工具側にもセットされるために、簡便に設定することができる上に工具の使用環境に設定部が影響を受けてしまうことがないものである。 A wireless communication parameter setting unit is provided on the receiver side that can maintain the installation environment in a good state, and the wireless communication parameters set in this setting unit are also set on the tool side by wireless communication. In addition, the setting unit is not affected by the use environment of the tool.
この時、無線通信パラメータの伝達用に専用周波数を用いるものであると、同様のシステムが混在しても作業時に混信してしまうことを無くすことができる。 At this time, if a dedicated frequency is used for transmission of wireless communication parameters, it is possible to eliminate interference during work even if similar systems are mixed.
また、無線通信パラメータの伝達を通常通信時よりも低い送信出力で行うものである場合、同周波数を使用する他のシステムの干渉を抑えることができて、他のシステムに悪影響を与えてしまうことを避けることができる。 In addition, when wireless communication parameters are transmitted at a lower transmission output than during normal communication, interference from other systems that use the same frequency can be suppressed, adversely affecting other systems. Can be avoided.
前記無線パラメータ設定手段は再送回数を設定する再送回数設定部を備えたものとするのが好ましい。作業に応じて適切な再送回数を設定することができる。 The radio parameter setting means preferably includes a retransmission number setting unit for setting the number of retransmissions. An appropriate number of retransmissions can be set according to work.
そして前記受信機が個別の識別ナンバーを有する複数の工具と通信するものであると、受信機1台で複数の工具を管理することができて、受信機設置台数及び受信機設置スペースを削減することができ、コストダウンを図ることができる。 If the receiver communicates with a plurality of tools having individual identification numbers, a single receiver can manage the plurality of tools, and the number of receivers installed and the receiver installation space can be reduced. Cost reduction.
本発明においては、受信機側に設けた無線通信パラメータの設定部で設定された無線通信パラメータが無線通信によって工具側にもセットされるために、工具への無線通信パラメータのセットを簡便に行うことができるものであり、しかも受信機は工具とは異なって良好な環境の下に設置しておくことができるために、上記設定部が工具振動や粉塵等の影響で設定不良を招く虞を避けることができる。 In the present invention, since the wireless communication parameters set by the wireless communication parameter setting unit provided on the receiver side are also set on the tool side by wireless communication, the wireless communication parameters are easily set on the tool. In addition, since the receiver can be installed in a favorable environment unlike a tool, the setting section may cause a setting failure due to the influence of tool vibration or dust. Can be avoided.
本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図示例は工具1として電動インパクトドライバを示している。このインパクトドライバは、図3及び図4に示すように、回転動力源としてのモータ10と、ハンマとアンビルとからなる打撃機構を有してモータ10の回転出力を回転打撃として出力軸12に出力する締付機構手段11と、締付機構手段11によるねじ締め作業の状態を検出する作業状態検出手段13とを備えるとともに、上記モータ10の動作をモータ制御手段14を介して制御する工具制御手段15と、無線通信手段16、そしてモード設定手段17を備えたもので、着脱自在な電池パック18内の二次電池を電源として作動する。図3中の19はモータ10のオンオフ及びその操作量でモータ印加電圧を変化させてモータの回転数を調整するトリガースイッチである。
The present invention will be described in detail based on an example of the embodiment. The illustrated example shows an electric impact driver as the
上記無線通信手段16は、送信周波数及び送信出力を共に変更することができるもので、送受信を行う無線制御手段31と、送信出力を変更するための送信出力設定手段32と、送信周波数を変更するための送信周波数設定手段33とからなる。 The wireless communication means 16 can change both the transmission frequency and the transmission output. The wireless control means 31 performs transmission / reception, the transmission output setting means 32 changes the transmission output, and changes the transmission frequency. Transmission frequency setting means 33.
上記作業状態検出手殺13は、ハンマがアンビルに衝突する打撃を検出してこの打撃数をカウントすることで締め付けトルクを検出するものであり、工具制御手段15はねじ締めが完了したと判断した時、モータ10を停止させるとともに、無線通信手段16を通じて外部に作業完了信号を出力する。なお、作業状態検出手段13は、出力軸12の回転角量を検出するものや、トルクセンサで構成されたものであってもよい。
The above-mentioned work state detection manual killing 13 detects the tightening torque by detecting the hammer hitting the anvil and counting the number of hits, and the tool control means 15 determines that the screw tightening has been completed. At the same time, the
上記無線通信手段16から送出される作業完了信号は、図1及び図2に示すように、作業完了識別データと、送信元である工具に付されている工具IDナンバーと、送信先である受信機2に付されている受信機IDナンバーを含む信号である。なお、工具IDナンバーは、電動工具の工場出荷時に付された各工具固有のもので上記工具制御手段15内の不揮発性メモリに書き込まれたものであり、受信機IDナンバーは後述する登録モード時に上記不揮発性メモリに書き込まれるものである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the work completion signal transmitted from the wireless communication means 16 includes work completion identification data, a tool ID number assigned to a tool as a transmission source, and reception as a transmission destination. This signal includes the receiver ID number assigned to the
一方、ねじ締め作業の管理を行う管理装置側にあって上記無線通信手段16から送出された作業完了信号を受信する受信機2は、図4に示すように、無線通信パラメータ設定手段22及びモード設定手段23とが接続された受信機制御手段手段21と、無線通信手段24とからなり、無線通信手段24は、上記の工具1側の無線通信手段16と同様に送信周波数及び送信出力を共に変更することができるもので、送受信を行う無線制御手段25と、送信出力を変更するための送信出力設定手段26と、送信周波数を変更するための送信周波数設定手段27とからなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
ここにおいて、工具1側のモード設定手段17及び受信機2側のモード設定手段23は、通常の通信モードと、登録作業を行うための登録モードとの切り換えのためのものであり、上記両無線通信手段16,24間の無線通信のための無線通信パラメータは、登録モード時に設定される。設定される無線通信パラメータの一例を図5に示す。ここでは使用周波数と送信出力と再送回数を無線通信パラメータとしている。
Here, the mode setting means 17 on the
まず、通常の通信モード時の動作について図1及び図2に基づいて説明すると、工具1の電源がオンされた場合、工具制御手段15内の不揮発性メモリから出荷時に記憶されている工具IDナンバー、過去の登録により記憶されている受信機IDナンバー、送信使用周波数(作業完了信号を送信する時に使用する周波数)、信号送信出力(作業完了信号を送信する時の送信出力値)、再送回数(作業完了信号を受信機に送信する回数)を読み出して送信使用周波数と信号送信出力とを無線制御手段25に伝達する。無線制御手段25はこの設定値に応じて送信出力設定手段26で送信出力を、送信周波数設定手段27で送信周波数を設定する。
First, the operation in the normal communication mode will be described with reference to FIGS. 1 and 2. When the power of the
そしてモード設定手段17である登録モードスイッチがオンとなっていない場合、工具制御手段15はトリガスイッチがオンされるとモータ10を駆動し、作業状態検出手段13による作業完了判定を検出すればモータ10を停止し、前述のように作業完了信号を無線通信手段16から送出する。
When the registration mode switch which is the mode setting means 17 is not turned on, the tool control means 15 drives the
受信機2においては、受信した作業完了信号に含まれる受信機IDナンバーが自己に付されているIDナンバーと一致するかどうか、作業完了信号中の工具IDナンバーが予め登録されている管理すべき工具IDナンバーと一致するかどうかを判定し、一致する場合は受信完了識別データと、送信元である受信機2に付されている受信機IDナンバーと、送信先である工具IDナンバーとを含む受信完了信号を無線通信手段24から送出するともに、受信完了信号送信後、管理装置本体側に対して受信完了出力を出力する。
In the
上記受信完了信号を受信した工具制御手段15は、受信機IDナンバーと工具IDナンバーとが不揮発メモリに書き込まれているものと一致する時、送信完了と判断し、トリガースイッチ19がオフとなった時点で初期状態に戻る。 The tool control means 15 that has received the reception completion signal determines that transmission is complete when the receiver ID number and the tool ID number match those written in the nonvolatile memory, and the trigger switch 19 is turned off. Return to the initial state at that point.
なお、IDナンバーが一致しない場合は、設定されている再送回数だけ再送を繰り返すものとしてある。再送回数が無限回の場合は送信完了まで上記処理を繰り返すものとする。再送回数を再送繰返し時間として設定できるようにしても良い。工場等の工程における作業は様々であり、作業間隔も様々である。従って無線通信が成功するまで再送するシステムが要求される場合は再送回数を無限回数、そうでない場合は各作業間隔にあった再送回数を設定することで、各作業における無線通信成功率を最大限に向上させることができる。 When the ID numbers do not match, the retransmission is repeated for the set number of retransmissions. When the number of retransmissions is infinite, the above process is repeated until the transmission is completed. The number of retransmissions may be set as the retransmission repetition time. There are various operations in the process of factories and the like, and the operation intervals are also various. Therefore, if a system that retransmits until wireless communication is successful is requested, the number of retransmissions is set to infinite. Otherwise, the number of retransmissions set for each work interval is set to maximize the wireless communication success rate in each work. Can be improved.
次に登録モードについて説明すると、工具制御手段15及び受信機制御手段21は、各登録モードスイッチ(モード設定手段17,23)のオンを認識した場合、夫々登録モードへ遷移する。 Next, the registration mode will be described. When the tool control means 15 and the receiver control means 21 recognize that each registration mode switch (mode setting means 17 and 23) is turned on, the tool control means 15 and the receiver control means 21 shift to the registration mode, respectively.
登録モードに遷移した工具制御手段15及び受信機制御手段21は、使用周波数設定を登録専用の周波数CH0に、送信出力を0(最小出力)に切り換える。作業完了通知用の周波数とは異なる登録専用の周波数を用いるのは、同様のシステムが作業時に混信しないようにするためであり、送信出力設定を0にするのは、同周波数帯を使用する他のシステムへの干渉を抑えて、他のシステムへ悪影響が発生しないようにするためである。 The tool control means 15 and the receiver control means 21 that have shifted to the registration mode switch the use frequency setting to the registration-dedicated frequency CH0 and the transmission output to 0 (minimum output). The frequency dedicated for registration, which is different from the frequency for notification of work completion, is used to prevent similar systems from interfering during work, and the transmission output setting is set to 0 in addition to using the same frequency band. This is to prevent interference with other systems and prevent other systems from being adversely affected.
そして登録モードに遷移した工具制御手段15は、登録要求識別データと自身の工具IDナンバーとを含む登録要求信号を送出する。この登録要求信号を受けた受信機制御手段21は、DIPスイッチなどで構成された無線通信パラメータ設定手段22で設定された作業完了信号用使用周波数、作業完了信号用送信出力、再送回数を読み取り、受信した登録要求信号の送信元である工具IDナンバーを送信先とした登録確認信号を送信する。 And the tool control means 15 which changed to the registration mode sends out the registration request signal containing registration request identification data and its own tool ID number. Receiving the registration request signal, the receiver control means 21 reads the work completion signal use frequency, work completion signal transmission output, and number of retransmissions set by the wireless communication parameter setting means 22 constituted by a DIP switch or the like. A registration confirmation signal is transmitted with the tool ID number that is the transmission source of the received registration request signal as the transmission destination.
この登録確認信号は、上記工具IDナンバーのほか、登録確認識別データ、送信元の受信機IDナンバー、作業完了信号用使用周波数、作業完了用送信出力、再送回数のデータを含むものである。 In addition to the tool ID number, the registration confirmation signal includes registration confirmation identification data, a receiver ID number of a transmission source, a work completion signal use frequency, a work completion transmission output, and data of the number of retransmissions.
登録確認信号を受けた工具制御手段15は、IDナンバーが一致した時、登録完了信号を送信し、送信後は工具制御手段15内の不揮発性メモリに前記通信に関するパラメータと受信機IDナンバーとを記憶する。 Upon receipt of the registration confirmation signal, the tool control means 15 transmits a registration completion signal when the ID numbers match, and after transmission, the parameter relating to the communication and the receiver ID number are stored in the nonvolatile memory in the tool control means 15. Remember.
工具1から送信された登録完了信号を受信した受信機制御手段21は、各IDナンバーが一致した場合、受信機制御手段21が備える不揮発性メモリに工具IDナンバーと前記無線通信パラメータとを記憶する。各IDナンバーが一致しない場合は登録要求信号の受信待ち状態に戻って上記処理を繰り返す。
The
ここでは工具1と受信機2とが1対1である場合の説明をしたが、受信機2側で登録操作を繰り替えすことにより、異なる工具IDナンバーを有する複数の複数の工具1を単一の受信機2に登録するとともに無線通信パラメータを設定することで、複数の工具を受信機1台で認識可能にすることができ、この場合、工場工程内の受信機2数を減らして受信機配置スペース、コスト等を低減することができる。
Here, the case where the
1 工具
2 受信機
15 工具制御手段
16 無線通信手段
21 受信機制御手段
24 無線通信手段
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