JP6879637B2 - 手動工作機械の少なくとも１つの動作パラメータを調整する方法 - Google Patents

Description

本発明は、手動工作機械の少なくとも１つのパラメータを調整する方法に関する。

手動工作機械の少なくとも１つのパラメータを調整する方法では、少なくとも１つの第１の特性量が少なくとも１つの内部センサユニットまたは外部センサユニットにより検出される。内部センサユニットとは、ここでは、手動工作機械の内部に配置されたセンサユニットを意味するものとする。外部センサユニットとは、ここでは、手動工作機械の外部に配置されたセンサユニットを意味するものとする。

内部または外部のセンサは、少なくとも、次のセンサアプリケーションのうちの１つとして施工されているのが好ましい：加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ、空気圧センサ、湿度センサ、ガスセンサ、位置センサ、光センサ、近接スイッチ、音響センサ、温度センサ、磁界センサ、位置特定センサ、カメラセンサ、超音波センサ、レーダー、スキャナなど。

第１の特性量は、内部データ処理ユニットおよび／または外部データ処理ユニットに伝送されるのが好ましい。データ処理ユニットとは、特に、プロセッサ、ワーキングメモリおよび／またはプログラムメモリ、ならびに周辺との通信を可能にするインターフェースを有するコンポーネントを意味するものとする。そのようなデータ処理ユニットは、たとえば集積回路やマイクロコントローラであってよい。データ処理ユニットには、特性量、パラメータ、パラメータセット、画像などが保存されたライブラリーが格納されていてよい。

本発明による方法では、第１の特性量は内部データ処理ユニットおよび／または外部データ処理ユニットによって処理されて、少なくとも１つの第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力へと変換される。パラメータ出力またはパラメータ組合せとは、ここでは手動工作機械の好ましい調整、好ましい作業点、または好ましいアプリケーションを意味するものとする。このことは、たとえば振動値、除去能率、打撃エネルギー、手動工作機械がエネルギー節約モードで作動する作業点、衝撃動作、ブローチ動作などであってよい。

パラメータまたはパラメータ組合せに加えてモードも生成することができる。モードとは、特に、たとえば鋼材の分断、特殊鋼の研削などの相応のアプリケーションに適しているプログラムおよび／または機械設定を意味するものとする。

第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力は、内部データ処理ユニットおよび／または外部データ処理ユニットから、内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットへ伝送される。機械内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、特に、手動工作機械の少なくとも１つの動作パラメータを算出して手動工作機械で調整するために設けられている。動作パラメータとは、ここでは特に、手動工作機械についての調節量を意味するものとする。

手動工作機械の少なくとも１つのパラメータを調整する別案の方法では、少なくとも１つの内部センサユニットの少なくとも１つの第１の特性量と、少なくとも１つの外部センサユニットの少なくとも１つの第２の特性量とが検出される。内部センサユニットにより検出された第１の特性量は、内部データ処理ユニットへ伝送されるのが好ましい。外部センサユニットにより検出された第２の特性量は、外部データ処理ユニットへ伝送されるのが好ましい。第１の特性量は内部データ処理ユニットにより処理されて、少なくとも１つの第１のパラメータ出力へと変換される。第２の特性量は外部データ処理ユニットにより処理されて、少なくとも１つの第２のパラメータ出力へと変換される。第１のパラメータ出力と第２のパラメータ出力は、第１のパラメータ出力と第２のパラメータ出力を突き合わせて、第１のパラメータ出力と第２のパラメータ出力のどちらがさらに処理されるかの決定を下す決定ユニットへ伝送されるのが好ましい。あるいは、両方のパラメータを処理して１つの新たなパラメータもしくはパラメータセットにするという決定を下すこともできる。

さらに処理されるパラメータ出力が、内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットへと伝送されるのが好ましい。内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、さらに処理されるパラメータ出力から、手動工作機械の少なくとも１つの動作パラメータを算出して、この動作パラメータを手動工作機械で調整する。

従属請求項に記載されている構成要件により、主請求項に記載の方法の好ましい発展形が可能である。

第１の特性量はたとえば環境特性量であってよい。これは特に温度特性量、湿度特性量、エミッション特性量、たとえばダスト特性量、ガス特性量、騒音特性量、または環境信号特性量である。

第１の特性量は加工工具特性量であってよい。これは特に工具ＩＤ、工具型式、直径、バランスウェイト質量、慣性質量、長さなどである。

第１の特性量は工作物特性量または素材特性量であってよく、工作物特性量または素材特性量は強度、共振周波数、弾性、せん断強さ、密度、画像などであってよい。

第１の特性量は作業進捗特性量であってよく、作業進捗特性量は除去速度、穿孔深さ、残留長さ、残留幅などであってよい。

動作パラメータは特に回転数、トルク、打撃エネルギー、電流、電圧などである。

内部表示装置および／または外部表示装置への情報出力が行われることが提案される。

情報出力とは、パラメータ情報、状態情報、モードに関する情報などが、内部表示ユニットおよび／または外部表示ユニットへ出力されることを意味するものとする。

表示装置とは、ここでは特に光学、音響などによって情報を表示する装置を意味するものとする。

光学式の表示装置とは、ここでは特に、光表示、デジタル表示、ディスプレイなどによって情報を視覚的に表示する装置を意味するものとする。

音響式の表示装置とは、ここでは特に、音響信号などによって情報を聴覚的に表示する装置を意味するものとする。

第１の特性量、パラメータ出力、パラメータ組合せの出力、および／または動作パラメータを保存するために記憶装置ユニットが設けられることが提案される。記憶装置ユニットとは、ここでは特に、データを電子式に保存するために設けられた電子式の記憶装置ユニットを意味するものとする。

図面には、手動工作機械の少なくとも１つのパラメータを調整する本発明の方法が図示されている。

本発明による開ループ制御回路および／または閉ループ制御回路を備える手動工作機械の第１の実施形態である。 手動工作機械のパラメータを調整するための第１のフローチャートである。 本発明による第２の開ループ制御回路および／または閉ループ制御回路を備える手動工作機械の第２の実施形態である。

図１は、少なくとも１つの内部センサユニット１５ａと、少なくとも１つの外部センサユニット１５ｂと、少なくとも１つの内部データ処理ユニット２０ａと、少なくとも１つの外部データ処理ユニット２０ｂと、少なくとも１つの内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２５とを有する手動工作機械１０を示している。

手動工作機械１０の少なくとも１つのパラメータを調整する方法では、第１の特性量が内部センサユニット１５ａまたは外部センサユニット１５ｂによって検出される。第１の特性量は、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂへ伝送される。内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂは第１の特性量を処理して、第１の特性量を第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力に変換する。

本発明による１つの実施態様では、内部センサユニット１５ａまたは外部センサユニット１５ｂは、環境特性量を検出するための環境センサユニットを含んでいる。環境センサユニットが位置センサであれば、空間内における手動工作機械１０の向きが検出される。環境センサユニットがエミッションセンサであれば、手動工作機械１０のエミッションが検出される。このときエミッションセンサは、騒音エミッション、ダスト、火花、有害物質などを検出するために設けられる。環境センサユニットが湿度センサであれば、湿度センサの周囲における空気湿度が検出される。環境センサユニットが温度センサであれば、周囲温度が検出される。

このように位置特性量、エミッション特性量、湿度特性量、温度特性量などであってよい、環境センサユニットによって検出された環境特性量が、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂへ送られる。

本発明による別の実施態様では、内部センサユニット１５ａまたは外部センサユニット１５ｂは、加工工具特性量を検出するための加工工具センサユニットを含んでいる。加工工具特性量は工具ＩＤ、工具型式、直径、バランスウェイト質量、慣性質量、長さなどであってよい。

このように工具ＩＤ特性量、工具型式特性量、直径特性量、質量特性量、長さ特性量などであってよい、加工工具センサユニットによって検出された加工工具特性量が、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂへ送られる。

本発明による別の実施態様では、内部センサユニット１５ａまたは外部センサユニット１５ｂは、工作物特性量を検出するための工作物センサユニットを含んでいる。工作物特性量は強度、共振周波数、弾性、せん断強さなどであってよい。

このように強度特性量、共振周波数特性量、弾性特性量、せん断強さ特性量などであってよい、工作物センサユニットによって検出された工作物特性量が、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂへ送られる。

環境センサユニット、加工工具センサユニット、および／または工作物センサユニットによる環境特性量、加工工具特性量、および／または工作物特性量の検出は、それぞれ同時に、または時間的にずらして、規則的または不規則な間隔をおいて、さまざまな時点で行うことができる。環境特性量、加工工具特性量、および／または工作物特性量は、手動工作機械１０の作動時に検出されるのが好ましい。

内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂは、環境特性量または加工工具特性量または工作物特性量を処理して、環境特性量または加工工具特性量または工作物特性量を第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力に変換する。

パラメータ出力のほか、パラメータセットおよび／またはモードも生成することができる。モードとは、特にプログラムまたは機械設定を意味するものとする。プログラムまたは機械設定は、たとえば鋼材の分断、特殊鋼の研削、流れ材料の除去加工など、特定の用途に適しているのが好ましい。

内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂによる環境特性量、加工工具特性量、および／または工作物特性量の処理は、それぞれ同時に、または時間的にずらして、規則的または不規則な間隔をおいて、さまざまな時点で行うことができる。環境特性量、加工工具特性量、および／または工作物特性量は、手動工作機械１０の作動時に処理されるのが好ましい。

第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力は、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂにより、内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットへ伝送される。内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、第１のパラメータ出力から手動工作機械の少なくとも１つの動作パラメータを算出して、この動作パラメータを手動工作機械で調整する。動作パラメータは、特に、回転数、トルク、打撃エネルギー、電流、電圧、周波数、送り、加工工具のストロークなどであってよい。

本発明による方法では、情報出力部を介して、内部表示装置３０ａおよび／または外部表示装置３０ｂへ情報が伝送される。

パラメータ、動作パラメータ、パラメータセット、モード、または動作状態に関する情報を、光学式の表示装置を通じて視覚的に表示することができる。光学式の表示装置は照明装置、ディスプレイ、投影装置などであってよい。パラメータ、動作パラメータ、パラメータセット、モード、または加工状態に関する情報を、音響式の表示装置を通じて聴覚的に表示することができる。音響式の表示装置は音響式の信号発生器、スピーカなどであってよい。

本発明による方法では、第１の特性量、パラメータ出力、パラメータ組合せの出力、および／または動作パラメータが記憶装置ユニット４０に保存される。

図２は、手動工作機械１０の少なくとも１つのパラメータを調整する方法のフローチャートを示している。

状態１００のとき、本方法は開始状態にあり、すなわち手動工作機械１０はスイッチオフの状態になっているか、またはアイドリングもしくは負荷状態にある。負荷状態にあるとき、手動工作機械１０は１つの作業ステップで使用される。手動工作機械１０がアイドリングまたは負荷状態にある方法ステップ１０５で、第１の特性量が内部センサユニット１５ａまたは外部センサユニット１５ｂにより検出されると、ステップ１１０で、第１の特性量が内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂへ伝送される。ステップ１１５で第１の特性量が完全に伝送されると、ステップ１２０で、第１の特性量が内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂにより処理されて、少なくとも１つの第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力へと変換される。あるいは、両方のパラメータを処理して１つの新しいパラメータまたはパラメータセットにすることもできる。データ処理が完了すると、ステップ１３０で、第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力が、内部データ処理ユニット２０ａおよび／または外部データ処理ユニット２０ｂから、内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２５へ伝送される。ステップ１４０で、内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２５により、第１のパラメータ出力から手動工作機械１０の少なくとも１つの動作パラメータが算出されて、手動工作機械１０で調整される。

引き続き、第１の特性量が内部のセンサユニット１５により検出されて、内部データ処理ユニット２０へ伝送される。引き続き、第１の特性量が内部データ処理ユニット２０で処理され、第１のパラメータ出力および／またはパラメータ組合せの出力に変換されて、内部データ処理ユニット２０から内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２５へと伝送される。

図３に示す手動工作機械１０の少なくとも１つのパラメータを調整する別案の方法では、少なくとも１つの第１の特性量が少なくとも１つの内部センサユニット１６ａにより検出され、少なくとも１つの第２の特性量が外部センサユニット１６ｂにより検出される。内部センサユニット１６ａにより検出された第１の特性量は内部データ処理ユニット２１ａへ伝送され、外部センサユニット１６ｂにより検出された第２の特性量は外部データ処理ユニット２１ｂへ伝送される。第１の特性量は内部データ処理ユニット２１ａにより処理されて、少なくとも１つの第１のパラメータ出力へと変換される。第２の特性量は外部データ処理ユニット２１ｂにより処理されて、少なくとも１つの第２のパラメータ出力へと変換される。第１のパラメータ出力および第２のパラメータ出力は決定ユニット６０へ送られる。決定ユニット６０は第１のパラメータ出力と第２のパラメータ出力を突き合わせて、第１のパラメータ出力と第２のパラメータ出力のどちらがさらに処理されるかの決定を下す。さらに処理されるパラメータ出力が内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２６へ伝送される。内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット２６が、さらに処理されるパラメータ出力から手動工作機械１０の少なくとも１つの動作パラメータを算出して、この動作パラメータを手動工作機械１０で調整する。

１０ 手動工作機械
１５ａ，１６ａ 内部センサユニット
１５ｂ，１６ｂ 外部センサユニット
２０ａ，２１ａ 内部データ処理ユニット
２０ｂ，２１ｂ 外部データ処理ユニット
３０ａ 内部表示装置
３０ｂ 外部表示装置
２５，２６ 内部の開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニット
４０ 記憶装置ユニット
５０ 通信ユニット
６０ 決定ユニット

Claims (5)

1. 手動工作機械（１０）の少なくとも１つの動作パラメータを調整する方法において、
   少なくとも１つの特性量が、前記手動工作機械（１０）に配置された少なくとも１つの内部センサユニット（１５ａ）、または、前記手動工作機械（１０）の外部に配置された外部センサユニット（１５ｂ）により検出され、
   前記内部センサユニット（１５ａ）または前記外部センサユニット（１５ｂ）により検出された前記特性量が、前記手動工作機械（１０）に配置された内部データ処理ユニット（２０ａ）、および／または、前記手動工作機械（１０）の外部に配置された外部データ処理ユニット（２０ｂ）へ伝送され、
   前記特性量が、前記内部データ処理ユニット（２０ａ）および／または前記外部データ処理ユニット（２０ｂ）により処理されて、少なくとも１つのパラメータ出力へと変換され、
   前記内部データ処理ユニット（２０ａ）および／または前記外部データ処理ユニット（２０ｂ）が、前記パラメータ出力を、通信ユニット（５０）を介して、前記手動工作機械（１０）に配置された開ループおよび／または閉ループ制御ユニット（２５）へ伝送し、
   前記開ループおよび／または閉ループ制御ユニット（２５）が、前記パラメータ出力を処理して前記手動工作機械（１０）の前記少なくとも１つの動作パラメータを調整し、
   前記特性量は、環境特性量である、
   ことを特徴とする方法。
2. 手動工作機械（１０）の少なくとも１つの動作パラメータを調整する方法において、
   少なくとも１つの第１の特性量が、前記手動工作機械（１０）に配置された少なくとも１つの内部センサユニット（１６ａ）により検出され、少なくとも１つの第２の特性量が、前記手動工作機械（１０）の外部に配置された少なくとも１つの外部センサユニット（１６ｂ）により検出され、
   前記内部センサユニット（１６ａ）により検出された前記第１の特性量が、前記手動工作機械（１０）に配置された内部データ処理ユニット（２１ａ）へ伝送され、前記外部センサユニット（１６ｂ）により検出された前記第２の特性量が、前記手動工作機械（１０）の外部に配置された外部データ処理ユニット（２１ｂ）へ伝送され、
   前記第１の特性量が、前記内部データ処理ユニット（２１ａ）により処理されて少なくとも１つの第１のパラメータ出力へと変換され、前記第２の特性量が、前記外部データ処理ユニット（２１ｂ）により処理されて少なくとも１つの第２のパラメータ出力へと変換され、
   前記第１のパラメータ出力と前記第２のパラメータ出力が、決定ユニット（６０）へ伝送され、
   前記決定ユニット（６０）が、前記第１のパラメータ出力と前記第２のパラメータ出力を突き合わせて、前記第１のパラメータ出力と前記第２のパラメータ出力のうちから、さらに処理されるべき少なくとも１つのパラメータ出力を決定し、
   前記さらに処理されるべき少なくとも１つのパラメータ出力が、前記手動工作機械（１０）に配置された開ループおよび／または閉ループ制御ユニット（２６）へ伝送され、
   前記開ループおよび／または閉ループ制御ユニット（２６）が、前記さらに処理されるべき少なくとも１つのパラメータ出力を処理して前記手動工作機械（１０）の前記少なくとも１つの動作パラメータを調整し、
   前記第１の特性量または前記第２の特性量は、環境特性量である、
   ことを特徴とする方法。
3. 前記動作パラメータは、前記手動工作機械（１０）の回転数、トルク、打撃エネルギー、電流、または、電圧である、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記手動工作機械（１０）は、情報出力部を介して、前記手動工作機械（１０）に配置された内部装置（３０ａ）、および／または、前記手動工作機械（１０）の外部に配置された外部装置（３０ｂ）へ情報を伝送することができる、
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記手動工作機械（１０）に、記憶装置ユニット（４０）が設けられている、
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
   

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