SE1451131A1 - Verktyg och förfarande för tillståndsövervakning av ett verktyg. - Google Patents

Abstract

Ett verktyg (1) och ett förfarande för tillståndsövervakning av ett verktyg (1) tillhandahålles. Verktyget (1) innefattar en styranordning (25) för fastställande av tillståndsdata avseende verktyget (1), och en indikatoranordning (22) för indikering av tillståndsdata som har fastställts av styranordningen (25).(Fig. 1)

Description

motsvarande varning eller meddelande indikeras eller meddelas, så att verktyget kan bytas ut.

Denna uppgift löses genom ett verktyg enligt patentkravet 1.

Fördelaktiga ytterligare utformningar av verktyget är angivna i beroendekraven.

Med verktyget kan tillståndet, i synnerhet bortfallstidpunkten, fel, defekter, osv hos ett verktyg fastställas och indikeras direkt på verktyget. Därmed är den överordnade anläggningen härför inte längre nödvändig. Verktyget ger en helintegrerad lösning utan någon erforderlig överordnad anläggning. Därigenom kan kostnader insparas, vilka uppstår för den överordnade anläggningen. Dessutom kan kostnaderna insparas, vilka uppstår genom installationen, driften och underhållet av en anordning för dataöverföring mellan verktyg och överordnad anläggning.

Då indikeringen av bortfallstidpunkten sker direkt på verktyget, är en användare av verktyget direkt informerad om verktygets tillstånd. Därigenom kan även personal insparas, vilken informerar användaren av verktyget om verktygets tillstånd. Detta bidrar även till att reducera felfrekvensen med avseende på meddelanden. Fel kan uppträda om exempelvis en information om verktygets tillstånd uteblir.

Verktyget gör det möjligt att undvika plötsliga maskin-avbrott, vid vilka verktyget användes. På så sätt resulterar det i en reducering av band-stilleståndstillfällen hos en tillverkningsanläggning genom utbyte av verktygen i god tid.

Verktyget möjliggör dessutom en optimal reservdelshållning för användaren av verktyget.

Verktyget blir genom funktionerna, data såsom cykler, moment, metoder osv inte bara avsett för fastställande utan även utvärdering, så att säga ett intelligent verktyg.

Framställaren erhåller möjligheten att kunna fullfölja faktiska användningsbetingelser på plats.

Uppgiften löses därtill genom ett förfarande för tillståndsövervakning av ett verktyg enligt patentkravet 10.

Förfarandet uppnår samma fördelar såsom de har nämnts ovan med avseende på ve rktyget.

Ytterligare möjliga implementeringar av uppfinningen innefattar även inte uttryckligen nämnda kombinationer av ovan eller i det följande med avseende på utföringsexemplet beskrivna kriterier eller utföringsformer. Därvid fogar fackmannen även enskilda aspekter som förbättringar eller kompletteringar till den aktuella grundformen av uppfinningen.

Nedan kommer uppfinningen att belysas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna och med hjälp av ett utföringsexempel. Den visar: Fig. 1 ett sidovy av ett verktyg med ett övervakningssystem enligt ett utföringsexempel.

Fig. 1 visar ett verktyg 1, vilket som exempel är ett mäta nde batteridrivet skruvverktyg.

Verktyget 1 kan dock även va ra ett skruv-/borrverktyg, ett borrverktyg, ett nitverktyg, ett stansverktyg, en bultpistol, en blindnitmonteringsanordning, osv. Verktyget 1 i fig. 1 är ett i handen hållbart verktyg. Verktyget 1 är dock inte begränsat därtill. Verktyget 1 kan även va ra ett stationärt verktyg eller fristående verktyg.

I fig. 1 innefattar verktyget 1 ett verktygselement 5 på ett vinkelhuvud 11, en mätaxel och en mätanordning 12, vilken i synnerhet kan vara en mätelektronik, en transmission 13, en drivanordning 14, en vinkelgivare 15, en buffertkondensator 16, en drivanordnings- tilledning 17, en drivelektronikenhet 18, ett batterifack 19 för ett återladdningsbart eller icke återladdningsbart batteri, en mätanordning-tilledning 20, en styr- och indikatorenhet 21, en indikatoranordning 22, en knappsats 23, en valfri radiomodul 24, en styranordning 25, vilken i synnerhet kan vara en styrelektronik, en buffertkondensator-tilledning 26, en styranordning-tilledning 27, och ett hus 28. Verktyget 1 kan om så önskas med radiomodulen 24 bygga upp en radioförbindelse 29 till en tillgångspunkt (accesspoint) 30, vilken medelst en LAN-förbindelse 31 (LAN = Lokal Area Network = lokalt nätverk) är förbunden med en centraldator 32.

Med verktygselementet 5 kan verktyget 1 bearbeta ett arbetsstycke. Härtill drivs verktygselementet 5 med hjälp av transmissionen 13 av drivanordningen 14, vilken kan drivas av ett batteri i batterifacket 19. Batteriet är i detta exempel en återladdningsbar ackumulator. Verktyget 1 kan genom användningen av batteriet vara ett sladdlöst verktyg.

Huset 28 är tillverkat av ett material exempelvis plast, osv.

Verktyget 1 kan därtill självständigt medelst utvärdering av interna mätningar av cykler, vibration, varvtal, vridmoment/kraft, motorström, temperatur osv. medelst mätaxeln och mätanordningen 12 i god tid indikera ett bortfall på styr- och indikatorenheten 21 och/eller på indikatoranordningen 22 eller avge indikationen med styr- och indikatorenheten 21 och/eller indikatoranordningen 22, så att verktyget 1 kan bytas ut före en defekt.

I\/led hjälp av exempelvis mätaxeln och mätanordningen 12 och styranordningen 25 utförs ett förfarande för tillståndsövervakning av verktyget 1. Förfa ra ndet genomförs automatisk. Vid förfarandet är verktyget 1 i stånd att t ex i cykler fastställa och/eller meddela och/eller vidarebefordra sin kvarvarande livslängd. Ãtminstone är verktyget li stånd att i god tid innan en defekt medelst indikatoranordningen 22 optiskt och/eller akustiskt indikera eller meddela en motsvarande varning eller meddelande till en användare av verktyget 1, så att verktyget 1 vid behov kan bytas ut eller även utan tvivel kan fortsätta att användas.

Vid förfarandet utvärderar styranordningen 25 exempelvis följande värden: - en ström för drivanordningen 14 mätt i drivelektronikenheten 18; - ett av drivanordningen 14 genererat vridmoment, vilket mäts med mätaxeln och mätanordningen 12; - en vridvinkel på vinkelgivaren 5; - vibrationer, vilka mäts med en accelerationssensor, t ex i styranordningen 25; - ett läge hos verktyget 1 och slag eller fall hos verktyget 1, vilka kan mätas med accelerationssensorn, t ex i styranordningen 25, - temperaturer, vilka mäts med motsvarande sensorer, vilka t ex är anordnade i drivelektronikenheten 18, lindningen av drivanordningen 14 och/eller styranordningen 25; - ett cykelantal av en användning av verktyget 1, varvid cykelantalet eventuellt är kompletterat eller uppskattat med det fastställda vridmomentet eller vridvinkeln. l\/ledelst dessa data kan därmed den ”förbrukade livslängden" och därmed en antaglig kvarvarande livslängd beräknas med styranordningen 25. Den kvarvarande livslängden kan indikeras direkt optiskt och/eller akustiskt på verktyget 1 med hjälp av indikatoranordningen 22. Vid behov kan den kvarvarande livslängden även förmedlas till centraldatorn 32 som ett till verktyget 1 överordnat system/ställe. Härvid föreligger betydligt mindre data som skall förmedlas till centraldatorn 32 än när samtliga data skall förmedlas, utifrån vilka den kvarvarande livslängden först måste fastställas. Alternativt kan verktyget 1 även bara i händelse av ett förväntat bortfall indikera ett motsvarande meddelande med hjälp av indikatoranordningen 22. Alternativt eller kompletterande kan verktyget 1 i händelse av ett förväntat bortfall förmedla ett motsvarande meddelande med hjälp av radiomodulen 24 till centraldatorn 32 som ett överordnat ställe.

Styranordningen 25 kan även fastställa uppträdandet av icke-slitagebehäftade defekter hos verktyget 1. Sådana icke-slitagebehäftade defekter kan t ex visa sig genom ökade vibrationer, ett slag eller liknande. Styranordningen 25 kan även beakta de icke- slitagebehäftade defekterna hos verktyget 1 vid bestämningen av den kvarvarande livslängden. Även de icke-slitagebehäftade defekterna kan med hjälp av indikatoranordningen 22 indikeras optiskt och/eller akustiskt. Kompletterande är det även möjligt att ett motsvarande meddelande förmedlas med hjälp av radiomodulen 24 till centraldatorn 32 som ett överordnat ställe.

Sålunda tillhandahålles ett verktyg 1 med ett integrerat automatiskt förfarande för att på ett tidigt stadium detektera bortfall av verktyget 1, såsom en handskruvdragare eller handskruvverktyg, en skruvspindel eller stationärt verktyg, en nitapparat, osv, med integrerad styranordning 25.

Enligt ett andra utföringsexempel genomför verktyget 1 en dynamisk bestämning och indikering av förebyggande varningar för att öka verktygets 1 livslängd.

För övrigt är verktyget 1 även vid det föreliggande utföringsexemplet uppbyggt på samma sätt såsom beskrivs med avseende på det första utföringsexemplet.

Enligt ett tredje utföringsexempel är indikatoranordningen 22 utformad på så sätt en indikering av apparatens kvarvarande livslängd sker på följande sätt: t ex grön = inget bortfall förväntat; gul = bortfall förväntat inom några få timmar; röd = apparaten står inför ett omedelbart bortfall. På så sätt kan användaren genom en optisk indikering med olika färger identifiera i vilket tillstånd verktyget 1 befinner sig vid den aktuella avläsningstidpunkten. Färgerna förmedlar till användaren av verktyget 1 den motsvarande informationen om verktygets 1 tillstånd.

För övrigt är även vid det föreliggande utföringsexemplet verktyget 1 uppbyggt på samma sätt, såsom beskrives med avseende på det första utföringsexemplet.

Enligt ett fjärde utföringsexempel är verktyget 1 utrustat kompletterande för bestämningen och lagringen av mätdata och/eller av livslängden. Härför uppvisar verktyget 1 åtminstone temporärt en motsvarande lagringsanordning.

Lagringsanordningen kan även vara del av styranordningen. Mätdata och/eller livslängden kan exempelvis vidarebearbetas vid service respektive underhåll av verktyget 1. Därtill kan mätdata och/eller livslängden vidarebearbetas av en framställare av verktyget 1 vid vida reutvecklingen av verktyget 1.

För övrigt är även vid det föreliggande utföringsexemplet verktyget 1 uppbyggt på samma sätt, såsom beskrivs med avseende på det första utföringsexemplet.

Samtliga ovan beskrivna utformningar av verktyget 1 kan finna användning separat eller i alla möjliga kombinationer. I synnerhet kan alla kriterier och/eller funktioner av de ovan beskrivna utföringsexemplen godtyckligt kombineras. Dessutom äri synnerhet följande modifikationer tänkbara.

De i figurerna åskådliggjorda delarna är schematiskt framställda och kan i den precisa utformningen avvika från de i figurerna visade formerna, så länge som deras ovan beskrivna funktioner är garanterade.

Antalet och anordningen av sensorerna till verktyget 1 är godtyckligt väljbart.

Därtill kan verktyget 1 även vara uppbyggt på annat sätt, så länge som dess ovan beskrivna funktioner realiseras.

Claims (10)

Patentkrav

1. Verktyg (1), med en styranordning (25) för fastställande av tillståndsdata hos verktyget (1), och en indikatoranordning (22) för indikering av tillståndsdata som har fastställts av styranordningen (25).

2. Verktyg (1) enligt krav 1, varvid nämnda tillståndsdata är verktygets (1) kvarvarande livslängd och/eller icke-slitagebehäftade defekter hos verktyget (1).

3. Verktyg (1) enligt krav 1 eller 2, varvid styranordningen (25) för fastställande av tillståndsdata åtminstone utvärderar en ström för en drivanordning (14) av verktyget (1), ett av drivanordningen (14) genererat vridmoment, en vridvinkel på en vinkelgivare (5) hos verktyget (1), vibrationer hos verktyget (1), ett läge hos verktyget (1), slag och/eller fall av verktyget (1), temperaturer, vilka uppträder i en drivelektronikenhet (18) och/eller en lindning av drivanordningen (14) och/eller styranordningen (25), ett cykelantal av en användning av verktyget (1).

4. Verktyg (1) enligt något av föregående krav, varvid styranordningen (25) är utformad för dynamiskt fastställande och indikering av förebyggande varningar beträffande verktyget (1), och/eller varvid styranordningen (25) är utformad för styrning av verktygets (1) funktioner, för att med ett verktygselement (5) bearbeta ett arbetsstycke, och/eller varvid verktyget (1) dessutom är utformat för lagring av mätdata och/eller av livslängden.

5. Verktyg (1) enligt något av föregående krav, varvid indikatoranordningen (22) är utformad för optisk och/eller akustisk indikering av det av styranordningen (25) fastställda verktygets (1) tillstånd.

6. Verktyg (1) enligt något av förgående krav, varvid indikatoranordningen (22) är utformad på så sätt att den indikerar tillståndet " inget bortfall förväntat” med en första, företrädesvis grönfärgad indikering, tillståndet ”bortfall förväntat inom några få timmar” med en andra företrädesvis gulfärgad indikering, och tillståndet ”verktyget (1) står inför ett omedelbart bortfall” med en tredje företrädesvis rödfärgad indikering.

7. Verktyg (1) enligt något av föregående krav, varvid verktyget (1) dessutom är utformat för förmedling av ett meddelande via det av styranordningen (25) fastställda tillståndet av verktyget (1) till en centraldator (32).

8. Verktyg (1) enligt något av föregående krav, varvid verktyget (1) är ett skruvverktyg och/eller ett borrverktyg och/eller ett nitverktyg och/eller ett stansverktyg och/eller en bultpistol och/eller en blindnitmonteringsanordning.

9. Verktyg (1) enligt något av föregående krav, varvid verktyget (1) är ett sladdlöst verktyg (1)-

10. Förfarande för tillståndsövervakning av ett verktyg (1), vilket vid behov bearbetar ett arbetsstycke med ett verktygselement (5), med stegen registrering, med en mätanordning (2), av data avseende verktyget (1) för användning vid dess tillståndsövervakning, fastställande, med en styranordning (25) tillhörande verktyget (1), av tillståndsdata avseende verktyget (1) på basis av registrerade data avseende verktyget (1), och indikering, med en indikatoranordning (22), av fastställda tillståndsdata beträffande verktyget (1).