TWI408029B - 數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統 - Google Patents

Description

數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統

一種數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統，特別是有關於一種可調整作業值或工作序之自動化數位工具及其方法與系統。

傳統的扳手工具需藉由使用者的經驗來判斷對於螺固件施力的大小。但對於陸、海、航空運輸載具而言，螺固件的鬆緊程度有極大可能造成其運作故障、鬆脫或零件損壞等問題，進而釀成嚴重的意外。

為能確保扳手工具在旋轉螺固件的過程中能夠達到預設之扭力值，遂有廠商推出扭力扳手。扭力扳手一般可分為機械式與電子式，機械式扭力扳手必須要使用者自行調整對應螺固件所需之扭力值，當達到預定扭力值時，機械式扭力扳手會鬆脫或是發出聲響。數位式扭力扳手100，設有扭力偵測元件、多個按鈕及顯示器等電子組件(如「第1圖」所示)，使用者可透過按鈕來調整所需之扭力值，扭力值可以顯示器上顯示，並於達到預定扭力值時，可透過顯示器判斷或是發出聲響警示。

數位式扭力扳手提供了更容易的扭力值調整方式，以提供使用者在確保對於螺固件所施予的扭力值大小。但是扭力值得設定或調整仍然是透過使用者來控制，對於要鎖合多個零件的使用者而言，將可能有設定或調整錯誤扭力值的情況發生。以汽車生產線為例，在汽車生產線上同時具有多種不同欲鎖合的零件。例如，汽車的門柱、底盤或引擎室，對於這些不同位置的零件需分別施予不同扭力值，藉以確保該些零件可以在承受可能的各種外力。但由於汽車中零件的種類繁多，對於使用者而言，必須要查找相關的規範才知道不同零件所需之扭力值，若是設定或調整錯誤都將發生無法預期之意外。

為了提供使用者更為容易的設定或調整方式，於台灣公告第1321505專利案中揭示了一種具有快選資訊之數位工具及其快選資訊之方法。1321505案的快選裝置具有複數按鍵及記錄著複數資訊之記憶元件。藉由操作至少一按鍵及配合選擇及確認方式，可以快速取得出一預設資訊。藉此使得在該數位工具之設定更為簡便快速。

換言之，I321505案是利用類似選單的方式，先從外部資料庫取得相關數據後，再由使用者來選擇相應的扭力值並自行設定。雖然I321505案省略了部分使用者輸入或設定的動作，但是還是需要透過使用者查找相關的規範方能執行選擇的動作，在此一人為作業的情況下，難免還是會發生選擇錯誤之可能。特別是對於航空載具任何人為的錯誤，都可能造成無法預期的意外。

傳統機械式扭力扳手或數位式扭力扳手都還是需要夠過人力查找相關規範後，再來執行設定或調整的動作，而人為作業下，不難免仍會發生錯誤。鑒於以上的問題，本發明在於提供一種數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統。當數位工具在對各種之工作設備進行如螺固件之鎖合作業時，可以即時的對數位工具提供相應的作業值或工作序。

根據本發明所揭露之數位工具至少包括一讀取單元及一處理單元，而數位工具工作設定方法包括下列步驟：由數位工具讀取工作設備的識別碼；數位工具根據識別碼，將數位工具調整至工作設備預設之作業值。

其中，各種的工作設備設置有一數位標籤，數位標籤包括了識別碼。數位工具包括了一讀取單元及一處理單元，讀取單元取得識別碼後，處理單元根據識別碼取得相應工作設備之作業值或工作序，以調整數位工具之作業值。或者是根據工作序順序地調整多個作業值。

根據本發明所揭露應用數位工具之管理系統包括：至少一數位標籤、一計算機裝置及一數位工具。數位標籤包括有一識別碼，計算機裝置包括有一識別碼資料庫，識別碼資料庫儲存每一個識別碼所對應之作業值或工作序，數位工具可與計算機裝置訊號連接，以自識別碼資料庫取得對應之作業值或工作序。

透過本發明所揭露之數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統，全自動地對數位工具進行作業值或工作序之設定與調整，進而降低人力操作所可能產生之失誤。並且在透過數位工具與管理系統的互動模式，將可有效提升工廠之工作良率及生產效率。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

根據本發明所揭露之數位工具、數位工具的工作設定方法及應用數位工具之管理系統，其中數位工具係指扭力扳手，扭力起子，氣動或電動起子等數位手工具，或是鑽床、車床等數位工作母機，但不以上述實施例為限。至於手工具或工作母機之基本工作原理為熟習此項技術者可據以了解，在此不再贅述。

請參考「第2圖」所示，其係為本發明第一實施例之基本組成示意圖。根據本發明所揭露之數位工具的工作設定方法中至少包括有一個以上的數位標籤211及一數位工具220。

數位標籤211可以為無線射頻識別標籤(Radio Frequency Identification，RFID)等無線訊號發射裝置或條碼(Bar code或QR code)等被動讀取裝置，數位標籤211包括一個唯一的識別碼212，識別碼212可為號碼、印刷條碼、電子碼、圖案編碼或是工作物件名稱。

數位工具220至少包括一讀取單元221、一處理單元222、一儲存單元223。讀取單元221可以對應無線射頻識別標籤的無線感應器或是對應條碼的光學讀取器，讀取單元221可以取得數位標籤211的識別碼212。處理單元222可為一微控制器(Micro controller unit，MCU)，執行邏輯控制及處理。儲存單元223可為一快閃記憶體(Flash)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)等記憶裝置，儲存單元223內至少儲存有一識別碼對應表2231。此識別碼對應表2231可於生產數位工具220時根據所需之對應之工作設備210(如第3圖中所示，容後詳述)之作業值或工作序預先儲存於儲存單元223內。作業值即為一物理量如扭力值、拉力值、轉速等。工作序則可為一連續工作的每一個物理量。

續請參閱「第3圖」所示，如數位工具以數位式扭力扳手為例。數位標籤211可重複貼覆或印刷於工作設備210的適當位置，以汽車生產線而言，工作設備210可以是汽車組件(車體、輪框)、作業機架、零組件箱或是螺固件(圖中未示)。譬如在汽車車體上對應鎖附螺固件的位置處即可貼覆或印刷上數位標籤211(無線射頻識別標籤或條碼)。而針對特定汽車車種之生產線，其每一個位置所需鎖附之每一顆之螺固件於量產前都經過設計及測試而有標準化之扭力值規格，將每一個位置及每一顆螺固件所需之扭力值製作出識別碼對應表2231，識別碼對應表2231即可於生產數位工具220時儲存於儲存單元2231中，此數位工具220即成為專用於此特定汽車車種之專用數位工具220。

請一併配合「第4圖」所示，欲針對此一特定汽車車種生產線進行螺固件鎖附作業時，其步驟如下：步驟S310：數位工具讀取數位標籤之識別碼；步驟S320：處理單元根據識別碼比對儲存單元之識別碼對應表；以及步驟S330：數位工具根據識別碼，將數位工具調整至對應工作設備之作業值。

首先將數位工具220靠近於對應工作設備210的數位標籤211，數位工具220透過讀取單元221取得數位標籤211之識別碼212，處理單元222根據識別碼212比對儲存單元223之識別碼對應表2231，取得對應識別碼212之作業值(扭力值)，數位工具220根據識別碼212，將數位工具220調整至對應工作設備210之作業值。如此，數位工具220即可在無須人為調整或操作之情況下，直接對工作設備進行預定扭力值鎖附的動作。

請參閱「第5圖」所示本發明第二實施例。本發明所揭露之數位工具220更包括一顯示單元224。如以汽車輪框作為工作設備210而言，汽車輪框一般需要鎖附六至八顆螺絲，單此六至八顆螺絲必須一組兩顆以對角線方式鎖附，故而對應於輪框上之識別碼212係於識別碼對應表2231設定一組工作序，譬如輪框共需鎖附A~F螺固件，其標準順序為A、D、F、C、E、B，扭力值皆相同。當數位工具220靠近於對應工作設備210的數位標籤211，數位工具220透過讀取單元221取得數位標籤211之識別碼212，處理單元222根據識別碼212比對儲存單元223之識別碼對應表2231，取得對應識別碼212之工作序，數位工具220根據工作序，於顯示單元224依序顯示工作序，並將數位工具220調整至對應工作設備210之作業值(扭力值)。如此，數位工具220亦依據工作設備210之工作順序依序完成鎖附工作。當然工作序中的每個作業值亦可為不同，當完成一鎖附作業後，處理單元222將自動地調整對應之作業值。

請參閱「第6圖」所示本發明第三實施例。本發明所揭露之數位工具220更包括一個以上的按鍵單元226，按鍵單元226具有一個以上的按鈕，可作為電源鍵、確認鍵、選擇鍵等功能按鍵使用。

請參閱「第7圖」所示本發明第四實施例。本發明所揭露之數位工具220更包括一連接單元225，但不具有儲存單元223。連接單元225可為有線或無線傳輸模式。並請參閱「第8圖」所示，根據本發明第四實施例架構之應用數位工具之管理系統。

管理系統300包括至少一工作設備210、數位工具220與計算機裝置300。計算機裝置300可以是個人電腦、筆記型電腦、網路儲存設備或透過網際網路的網路儲存設備或伺服器等，計算機裝置300可以透過RS-232傳輸介面、萬用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)、乙太網路(Ethernet)或光纖傳輸介面(Fiber)等有線的方式，或是紅外線傳輸介面(Infrared，IR)、藍芽無線傳輸介面(Bluetooth)、近場通訊(Near Field Communication，NFC)或超寬頻傳輸介面(Ultra wideband，UWB)等無線方式來與數位工具220之連接單元225構成資料傳輸。計算機裝置300至少包括有一存儲器310，存儲器310可為硬碟等記錄媒體。存儲器310內至少儲存有一識別碼對應表3101。此識別碼對應表3101根據所需對應工作設備210之作業值或工作序。

在本發明的第四實施例中，數位工具220之連接單元225用來與近端或遠端之計算機裝置300訊號連接。以汽車生產線為例，近端計算機裝置300即可為工作站電腦，遠端計算機裝置300則可為雲端伺服器，當數位工具220靠近於對應工作設備210的數位標籤211，數位工具220透過讀取單元221取得數位標籤211之識別碼212，處理單元222將識別碼212透過連接單元225傳遞至計算機裝置300。計算機裝置300根據識別碼212比對存儲器310之識別碼對應表3101，以取得對應識別碼212之作業值或工作序。計算機裝置300將作業值或工作序回傳至數位工具220，數位工具220進而調整或設定對應工作設備210之作業值或工作序。

請參閱「第9圖」所示本發明第五實施例。本發明所揭露第五實施例之數位工具220包括有一儲存單元223、一顯示單元224及一連接單元225。舉例而言，第一實施例中，數位工具220係針對特定汽車車種之專用數位工具。第五實施例中，數位工具220於生產時，儲存單元223並不預先儲存資料。於汽車生產線中，預先將數位工具220透過連接單元225與計算機裝置300訊號連接，數位工具220自計算機裝置300之存儲器310取得識別碼對應表3101，並儲存於儲存單元223之中。數位工具220即可動態地根據所配置之工作設備210透過計算機裝置300更改識別碼對應表3101。譬如，當數位工具220讀取數位標籤211之識別碼212後，數位工具220之處理單元222判斷於識別碼對應表3101中並無對應值，數位工具220可透過顯示單元224顯示此訊息，續由處理單元222對計算機裝置300發出更新需求，以獲得最新的識別碼對應表3101。

請參閱「第10圖」所示本發明第六實施例。本發明所揭露之第六實施例之數位工具220包括有處理單元222、儲存單元223及通訊單元227。

其中數位工具220之通訊單元227可以為短距無線傳輸介面或藍芽無線傳輸介面，舉例來說為藍芽無線傳輸介面。而對應數位工具220之數位標籤211亦採用藍芽無線傳輸介面。透過藍芽無線傳輸規格，數位工具220之通訊單元227則可在設定距離範圍內搜尋到數位標籤211。

當數位工具220靠近於對應工作設備210的數位標籤211，數位工具220透過通訊單元227搜尋到數位標籤211之識別碼212，處理單元222根據識別碼212比對儲存單元223之識別碼對應表2231，取得對應識別碼212之作業值或工作序。

請參閱「第11圖」所示本發明第七實施例。本發明所揭露之第七實施例之數位工具220包括有處理單元222及通訊單元227。

其中數位工具220之通訊單元227可以為短距無線傳輸介面，舉例來說為藍芽無線傳輸介面。而對應數位工具220之數位標籤211亦採用藍芽無線傳輸介面，計算機裝置300具有相同之藍芽無線傳輸介面(Bluetooth)。透過藍芽無線傳輸規格，數位工具220之通訊單元227則可在設定距離範圍內搜尋到數位標籤211。

當數位工具220靠近於對應工作設備210的數位標籤211，數位工具220透過通訊單元227搜尋到數位標籤211之識別碼212。數位工具220並同時搜尋設定距離範圍內之計算機裝置300。數位工具220之處理單元222根據識別碼212向計算機裝置300提出比對請求，而將識別碼212比對存儲器310之識別碼對應表3101，進而取得對應識別碼212之作業值或工作序。

透過本發明應用數位工具之管理系統控制，使每一項工作扭力值的設定與調整可以降低人力操作的失誤。並且在透過管理系統與數位工具互動之模式，全自動地達成扭力值之設定與調整，將可提升整廠之工作良率及生產效率。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110．．．數位式扭力扳手

210．．．工作設備

211．．．數位標籤

212．．．識別碼

220．．．數位工具

221．．．讀取單元

222．．．處理單元

223．．．儲存單元

2231．．．識別碼對應表

224．．．顯示單元

225．．．連接單元

226．．．按鍵單元

227．．．通訊單元

300．．．計算機裝置

310．．．存儲器

3101．．．識別碼對應表

第1圖係為習知技術之數位式扭力扳手示意圖。

第2圖係為本發明第一實施例之基本組成示意圖。

第3圖係為本發明的數位式扭力扳手示意圖。

第4圖係為本發明的操作流程示意圖。

第5圖係為本發明第二實施例之基本組成示意圖。

第6圖係為本發明第三實施例之基本組成示意圖。

第7圖係為本發明第四實施例之基本組成示意圖。

第8圖係為根據第四實施例架構之應用數位工具之管理系統示意圖。

第9圖係為本發明第五實施例之基本組成示意圖。

第10圖係為本發明第六實施例之基本組成示意圖。

第11圖係為本發明第七實施例之基本組成示意圖。

211．．．數位標籤

212．．．識別碼

220．．．數位工具

221．．．讀取單元

222．．．處理單元

223．．．儲存單元

2231．．．識別碼對應表

Claims (11)

1. 一種數位工具的工作設定方法，提供數位工具在對各種工作設備調整或設定一作業值或一工作序，該工作設定方法包括下列步驟：由一數位工具讀取一數位標籤之一識別碼；以及該數位工具根據該識別碼，將該數位工具調整至對應一工作設備之該作業值或該工作序。
2. 如請求項1所述之數位工具的工作設定方法，於該數位工具讀取該識別碼後，更包括根據該識別碼比對一識別碼對應表。
3. 一種數位工具，用以對各種工作設備自動調整該數位工具一作業值或一工作序，該數位工具至少包括：一讀取單元，用以讀取該工作設備一數位標籤之一識別碼；一儲存單元，用以儲存一識別碼對應表，該數位工具從該識別碼對應表中查找相應該工作設備的該作業值或該工作序；以及一處理單元，用以調整該數位工具的該作業值或該工作序。
4. 如請求項3所述之數位工具，其更包括一顯示單元。
5. 如請求項3所述之數位工具，其更包括一連接單元。
6. 如請求項3所述之數位工具，其更包括一顯示單元及一連接單元。
7. 一種數位工具，用以對各種工作設備自動調整該數位工具一作業值或一工作序，該數位工具至少包括：一通訊單元，用以讀取該工作設備一數位標籤之一識別碼；一儲存單元，用以儲存一識別碼對應表，該數位工具從該識別碼對應表中查找相應該工作設備的該作業值或該工作序；以及一處理單元，用以調整該數位工具的該作業值或該工作序。
8. 一種應用數位工具之管理系統，用以對各種工作設備自動調整數位工具的一作業值或一工作序，該管理系統至少包括：一工作設備，包括一數位標籤，該數位標籤具有一識別碼；一計算機裝置，具有一存儲器，該存儲器儲存一識別碼對應表；以及一數位工具，包括：一讀取單元，用以讀取該工作設備的該數位標籤之該識別碼；一連接單元，用以與該計算機裝置資料傳輸，該數位工具透過該連接單元從該計算機裝置之該識別碼對應表中查找相應該工作設備的該作業值或該工作序；以及一處理單元，用以調整該數位工具的該作業值或該工作序。
9. 如請求項8所述應用數位工具之管理系統，其中該數位工具更包括一儲存單元，該儲存單元儲存該識別碼對應表。
10. 如請求項8所述應用數位工具之管理系統，其中該數位工具更包括一顯示單元。
11. 一種應用數位工具之管理系統，用以對各種工作設備自動調整數位工具一作業值或一工作序，該管理系統至少包括：一工作設備，包括一數位標籤，該數位標籤具有一識別碼；一計算機裝置，具有一存儲器，該存儲器儲存一識別碼對應表；以及一數位工具，包括：一通訊單元，用以讀取該工作設備該數位標籤之該識別碼並與該計算機裝置資料傳輸，該數位工具透過該通訊單元從該計算機裝置之該識別碼對應表中查找相應該工作設備的該作業值或該工作序；以及一處理單元，用以調整該數位工具的該作業值或該工作序。