KR20230001515U - 펄스 공구의 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하는 방법 - Google Patents

Abstract

펄스 공구 시스템으로서, 전기 모터 및 전기 모터에 의해 구동되도록 구성된 유압 펄스 유닛을 포함하는 펄스 공구와, 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛을 포함하며, 모니터링 유닛은, a) 전기 모터의 적어도 하나의 모터 전류 값 각각을 각각의 기준 모터 전류 값과 비교하고, b) 비교에 기초하여 유압 펄스 유닛이 서비스가 필요한지 여부를 결정하도록 구성된다.

Description

펄스 공구의 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하는 방법{METHOD OF MONITORING THE CONDITION OF A HYDRAULIC PULSE UNIT OF A PULSE TOOL}

본 개시는 일반적으로 펄스 공구(pulse tool)와 관련된다.

유압 펄스 유닛을 갖는 펄스 공구는, 예를 들어 기계적 마모로 인해, 정기적인 유지보수가 필요하다. 유지보수는 달력 시간 및 조임 작업의 횟수에 기초하고 있다. 펄스 공구는 상이한 조건 하에서 작동되는 개별 유닛이기 때문에, 공구가 항상 작동하는 것을 보장하기 위해 안전 여유(margin of safety)를 두고서 유지보수가 수행된다. 이것은 유지보수 작업이 불필요하게 자주 수행되게 한다.

상기의 관점에서, 본 개시의 목적은 종래 기술의 문제를 해결하거나 적어도 완화하는 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 제1 양태에 따르면, 유압 펄스 유닛을 구동하도록 구성된 전기 모터를 포함하는 펄스 공구에서 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, a) 전기 모터의 적어도 하나의 모터 전류 값 각각을 각각의 기준 모터 전류 값과 비교하는 것과, b) 비교에 기초하여 유압 펄스 유닛이 서비스가 필요한지 여부를 결정하는 것을 포함한다.

펄스 유닛은 통상적으로 서비스 사이의 시간을 지시하는 유압 펄스 공구의 구성요소이다. 전기 모터의 적어도 하나의 모터 전류 값은 서비스가 필요한지 여부에 관한 표시를 제공한다. 예를 들어, 펄스 유닛을 특정 속도로 구동하는 데 필요한 모터 전류가 증가하면, 이는 마찰이 증가했다는 표시이고, 따라서 펄스 공구를 서비스해야 할 때라는 것이다.

일 실시예에 따르면, 단계 b)는 모터 전류 값 중 적어도 하나가 대응하는 기준 모터 전류 값보다 큰 경우에 유압 펄스 유닛이 서비스가 필요하다고 결정하는 것을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제1 모터 전류 값은 현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값에 기초하고, 대응하는 기준 모터 전류 값은 유압 펄스 유닛의 정상 작동의 모터 전류 값이다.

일 실시예에 따르면, 제1 모터 전류 값은 현재 모터 전류 값과 복수의 이전 모터 전류 값의 가중 평균이다.

일 예에 따르면, 모든 가중치는 동일할 수 있다.

일 예에 따르면, 가중치 중 적어도 일부는 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 더 최근의 이전 모터 전류 값은 덜 최근의 이전 모터 전류 값보다 큰 가중치를 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값 각각은 각각의 펄스가 발생하기 전에 유압 펄스 유닛을 사전결정된 속도로 구동하는 데 필요한 전기 모터의 모터 전류의 크기이다.

일 실시예에 따르면, 복수의 이전 모터 전류 값은 대략 100 또는 1000이다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제2 모터 전류 값은 펄스가 발생하기 전에 유압 펄스 유닛을 사전결정된 속도로 구동하는 데 필요한 전기 모터의 모터 전류의 크기이고, 대응하는 기준 모터 전류 값은 최대 전류 임계 값이다.

일 실시예는, c) 단계 b)에서 유압 펄스 유닛이 서비스가 필요하다고 결정되는 경우에 표시를 제공하는 것을 포함한다.

일 실시예는 단계 a) 이전에 모터 전류 센서로부터 모터 전류 값을 얻는 것을 포함한다.

본 개시의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 모니터링 유닛이 제공된다.

본 개시의 제3 양태에 따르면, 전기 모터 및 전기 모터에 의해 구동되도록 구성된 유압 펄스 유닛을 포함하는 펄스 공구와, 제2 양태에 따른 모니터링 유닛을 포함하는 펄스 공구 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 펄스 공구는 모터 전류를 측정하도록 구성된 모터 전류 센서를 포함하며, 적어도 하나의 모터 전류 값은 측정된 모터 전류에 기초한다.

일 실시예에 따르면, 펄스 공구는 모니터링 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 모니터링 유닛은 펄스 공구 외부에 있다.

일반적으로, 청구범위에 사용된 모든 용어는, 본원에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 본 기술 분야에서의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "단수 형태(a/an/the)의 요소, 디바이스, 구성요소, 수단 등"에 대한 모든 언급은, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "요소, 디바이스, 구성요소, 수단 등의 적어도 하나의 인스턴스(instance)"를 지칭하는 것으로 개방형으로 해석되어야 한다.

이제, 본 고안 개념의 구체적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다:
도 1은 펄스 공구의 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛의 블록도를 개략적으로 도시하고;
도 2는 도 1의 모니터링 유닛을 포함하는 펄스 공구 시스템을 개략적으로 도시하며;
도 3은 도 1의 모니터링 유닛에 의해 펄스 공구의 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하는 방법의 흐름도이다.

이하, 예시적인 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 본 고안 개념이 보다 충분히 설명될 것이다. 그러나, 본 고안 개념은 여러 상이한 형태로 구체화될 수 있으며, 본원에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며; 오히려, 이들 실시예는 본 개시가 철저하고 완전하며, 당업자에게 본 고안 개념의 범위를 충분히 전달하도록 예로서 제공된다. 유사한 번호는 설명 전체에 걸쳐 유사한 요소를 지칭한다.

도 1은 전동식 펄스 공구의 유압 펄스 유닛의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛(1)의 블록도를 개략적으로 도시한다.

모니터링 유닛(1)은 처리 회로(3)를 포함한다. 처리 회로(3)는 본원에 개시된 바와 같은 방법을 수행하기 위한 단계를 실행하도록 구성된다.

처리 회로(3)는 예를 들어 적합한 중앙 처리 유닛(CPU), 멀티프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등 중 하나 이상의 임의의 조합을 사용할 수 있다.

모니터링 유닛(1)은 처리 회로(3)에 의해 실행될 때 본원에 개시된 바와 같은 방법의 단계를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 저장 매체(5)를 선택적으로 포함할 수 있다.

저장 매체(5)는 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM) 또는 전기적으로 소거 가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM)와 같은 메모리로서 구현될 수 있고, 보다 상세하게는 외장 메모리, 예컨대 USB(Universal Serial Bus) 메모리 또는 플래시 메모리, 예컨대 콤팩트 플래시 메모리에 있어서의 디바이스의 비휘발성 저장 매체로서 구현될 수 있다.

도 2는 펄스 공구 시스템(7)의 일 예를 개략적으로 도시한다. 펄스 공구 시스템(7)은 모니터링 유닛(1) 및 펄스 공구(9)를 포함한다.

펄스 공구(9)는 도 2의 예에 도시된 바와 같이 모니터링 유닛(1)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 모니터링 유닛(1)은 펄스 공구(9) 외부에 있을 수 있다.

모니터링 유닛(1)이 독립형이거나 펄스 공구(9) 외부에 있는 경우, 모니터링 유닛(1) 및 펄스 공구(9)는 무선으로 또는 유선 연결에 의해 서로 통신하도록 구성될 수 있다.

펄스 공구(9)는 전동식 펄스 공구이다. 펄스 공구(9)는 배터리 전동식이거나 코드를 통한 전동식일 수 있다.

펄스 공구(9)는 예를 들어 핸드헬드형 펄스 공구(handheld pulse tool)일 수 있다.

펄스 공구(9)는 예를 들어 너트런너(nutrunner) 또는 스크루드라이버(screwdriver)일 수 있다.

펄스 공구(9)는 출력 샤프트(9a)를 갖는다. 출력 샤프트(9a)는 회전 가능하게 구동되고 너트, 볼트 또는 나사와 같은 파스너(fastener)와 결합하도록 구성된다.

펄스 공구(9)는 출력 샤프트(9a)를 구동하도록 구성된 전기 모터(9b)를 포함한다. 전기 모터(9b)는 스테이터(9c) 및 로터(9d)를 포함한다.

펄스 공구(9)는 유압 펄스 유닛(9e)을 포함한다. 유압 펄스 유닛(9e)은 오일과 같은 작동 액체를 수용한다.

유압 펄스 유닛(9e)은 로터(9d)에 연결된다. 유압 펄스 유닛(9e)은 조임 작동 동안에 로터(3d)를 출력 샤프트(9a)에 간헐적으로 결합시킨다. 이것은 출력 샤프트(9a)의 맥동 회전(pulsating rotation)을 유발한다. 유압 펄스 유닛의 작동은 당업계에 알려져 있으며, 본원에서 더 이상 설명되지 않을 것이다.

펄스 공구(9)는 모터 전류 센서(9f)를 포함한다. 모터 전류 센서(9f)는 모터 전류, 즉 스테이터 전류를 측정하도록 구성된다.

모니터링 유닛(1)은 모터 전류 센서(9f)에 의한 모터 전류 측정에 기초하여 유압 펄스 유닛(9e)의 상태를 결정하도록 구성된다.

펄스 공구(9)는 전력 컨버터(power converter)(9g), 예를 들어 인버터(inverter)를 포함한다. 전력 컨버터(9g)는 전기 모터(9b)를 제어하도록 구성된다. 전기 모터(9b)의 제어는 모터 전류 센서(9f)에 의해 측정된 모터 전류에 기초할 수 있다.

도 3을 참조하면, 모니터링 유닛(1)에 의해 유압 펄스 유닛(9e)의 상태를 모니터링하는 방법이 이제 설명될 것이다.

단계 a)에서, 전기 모터의 적어도 하나의 모터 전류 값 각각이 각각의 기준 모터 전류 값과 비교된다.

적어도 하나의 모터 전류 값 각각은 모터 전류 센서(9f)에 의한 모터 전류의 하나 이상의 측정에 기초하여 얻어진다.

일 예에 따르면, 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제1 모터 전류 값은 현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값에 기초할 수 있다. 특히, 제1 모터 전류 값은 현재 모터 전류 값과 복수의 이전 모터 전류 값의 가중 평균일 수 있다. 복수의 이전 모터 전류 값은 대략 100 또는 1000 정도일 수 있다. 대응하는 기준 모터 전류 값은 유압 펄스 유닛(9e)의 정상 작동의 모터 전류 값이다. 유압 펄스 유닛(9e)의 정상 작동은 유압 펄스 유닛(9e)이 의도한 대로 작동할 때, 또는 신품이거나 서비스되었을 때이다.

현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값 각각은 각각의 펄스가 발생하기 전에 유압 펄스 유닛을 사전결정된 속도로 구동하는 데 필요한 전기 모터의 모터 전류의 크기이다.

제1 모터 전류 값을 현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값에 기초함으로써, 이상치가 있는 모터 전류 측정의 영향이 감소되면서, 유압 펄스 유닛(9e)의 성능의 느린 열화의 경향이 검출될 수 있다.

일 예에 따르면, 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제2 모터 전류 값은 펄스가 발생하기 전에 유압 펄스 유닛을 사전결정된 속도로 구동시키는 데 필요한 전기 모터의 모터 전류의 크기일 수 있다. 제2 모터 전류 값은 단일 전류 측정으로부터 얻어진다. 대응하는 기준 모터 전류 값은 최대 전류 임계 값이다. 최대 전류 임계 값은 유압 펄스 유닛(9e)의 정상 작동 동안의 최대 허용 가능한 모터 전류 크기이다.

단계 a)에서, 제1 모터 전류 값은 대응하는 기준 모터 전류 값과 비교될 수 있고, 그리고/또는 제2 모터 전류 값은 대응하는 기준 모터 전류 값과 비교될 수 있다.

단계 b)에서, 유압 펄스 유닛(9e)이 단계 a)에서의 비교에 기초하여 서비스가 필요한지 여부가 결정된다.

예를 들어, 모터 전류 값들 중 하나, 즉 제1 모터 전류 값 또는 제2 모터 전류 값이 대응하는 기준 모터 전류 값보다 큰 경우에, 유압 펄스 유닛(9e)이 서비스가 필요하다고 결정된다.

일 예에 따르면, 유압 펄스 유닛(9e)은 제1 모터 전류 값 및 제2 모터 전류 값 모두가 대응하는 기준 모터 전류 값보다 큰 경우에만 서비스가 필요하고 결정된다.

상기 방법은 단계 b)에서 유압 펄스 유닛(9e)이 서비스가 필요하다고 결정되는 경우에 표시가 제공되는 단계 c)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시는, 예를 들어 펄스 공구(9) 상의 표시등을 켜거나, 외부 디스플레이 화면에 표시함으로써, 시각적일 수 있거나, 소리일 수 있다.

펄스 공구(9)의 서비스가 필요하다는 것이 표시에 의해 작업자에게 통지된다. 따라서, 펄스 공구(9)는 실제로 서비스가 필요할 때에 서비스를 위해 조립 라인에서 취출될 수 있다.

본 고안 개념은 상기에서 몇 개의 예를 참조하여 주로 설명되었다. 그러나, 당업자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 고안 개념의 범위 내에서 상기에 개시된 실시예와 다른 실시예가 동등하게 가능하다.

Claims (11)

1. 펄스 공구 시스템(7)에 있어서,
   펄스 공구(9)로서,
   전기 모터(9b), 및
   상기 전기 모터(9b)에 의해 구동되도록 구성된 유압 펄스 유닛(9e)을 포함하는, 상기 펄스 공구(9)와,
   상기 유압 펄스 유닛(9e)의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛(1)을 포함하며,
   상기 모니터링 유닛(1)은,
   a) 상기 전기 모터(9b)의 적어도 하나의 모터 전류 값 각각을 각각의 기준 모터 전류 값과 비교하고,
   b) 상기 비교에 기초하여 상기 유압 펄스 유닛(9e)이 서비스가 필요한지 여부를 결정하도록 구성되는
   펄스 공구 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 b)에서의 결정은 상기 모터 전류 값 중 적어도 하나가 대응하는 기준 모터 전류 값보다 큰 경우에 상기 유압 펄스 유닛(9e)이 서비스가 필요하다고 결정하는 것을 포함하는
   펄스 공구 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제1 모터 전류 값은 현재 모터 전류 값 및 복수의 이전 모터 전류 값에 기초하고, 대응하는 기준 모터 전류 값은 상기 유압 펄스 유닛(9e)의 정상 작동의 모터 전류 값인
   펄스 공구 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 모터 전류 값은 상기 현재 모터 전류 값과 상기 복수의 이전 모터 전류 값의 가중 평균인
   펄스 공구 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 현재 모터 전류 값 및 상기 복수의 이전 모터 전류 값 각각은 각각의 펄스가 발생하기 전에 상기 유압 펄스 유닛(9e)을 사전결정된 속도로 구동하는 데 필요한 상기 전기 모터(9b)의 모터 전류의 크기인
   펄스 공구 시스템.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 이전 모터 전류 값은 대략 100 또는 1000인
   펄스 공구 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 모터 전류 값 중 제2 모터 전류 값은 펄스가 발생하기 전에 상기 유압 펄스 유닛(9e)을 사전결정된 속도로 구동하는 데 필요한 상기 전기 모터(9b)의 모터 전류의 크기이고, 대응하는 기준 모터 전류 값은 최대 전류 임계 값인
   펄스 공구 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 모니터링 유닛(1)은, c) 상기 b)에서 상기 유압 펄스 유닛(9e)이 서비스가 필요하다고 결정되는 경우에 표시를 제공하도록 구성되는
   펄스 공구 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펄스 공구(9)는 모터 전류를 측정하도록 구성된 모터 전류 센서(9f)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 모터 전류 값은 측정된 모터 전류에 기초하는
   펄스 공구 시스템.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 공구(9)는 상기 모니터링 유닛(1)을 포함하는
    펄스 공구 시스템.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 유닛(1)은 상기 펄스 공구(9) 외부에 있는
    펄스 공구 시스템.