TWI710870B - 工具以及工具的控制電路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為不必藉由使用者的手動操作或外部裝置執行，即可繼續執行其他執行順序中一連串的作業工程。 解決手段為：該電動起子(100)的控制電路(128)具有：記憶體(132)，其保存設定資料；及演算部(131)，其基於設定資料而控制電動起子(100)。演算部(131)基於預先指定的順序設定資料而設定作業工程的執行順序，再基於次動作設定值設定最後的作業工程結束之後的次動作。次動作設定值可從使電動起子(100)的動作停止之設定值、重覆一連串的作業工程之設定值、及移動到基於其他順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值中選擇。

Description

工具以及工具的控制電路及控制方法
本發明係關於針對各作業工程依序變更控制條件同時動作的工具之用的控制電路，具備該種控制電路的工具、及該工具的控制方法。
例如，專利文獻1揭示由電動馬達使起子鑽頭旋轉驅動而進行鎖定作業的電動起子。在這種電動起子，通常，配合螺絲的種類或螺絲被鎖緊的構件，使用者可變更電動馬達的旋轉速度或鎖緊扭力等設定。又，有時在工廠的生產線會依照規定的順序連續執行不同種類的螺絲之鎖緊作業，在該種情況所使用的電動起子，當某個作業工程結束而移動到下一個作業工程時，電動起子的設定會自動變更成在該作業工程所要求的控制條件。
在上述的電動起子，將配合生產線的作業內容而設定作業工程的執行順序之用的資料預先保存在電動起子的記憶體，電動起子會依照該設定資料而依序變更設定。最大可設定幾個作業工程係也取決於記憶體的容量，例如在上述的電動起子最大可將8個作業工程登錄作為一一連串的作業工程。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2017/170648號
[發明所欲解決之課題]
必須執行幾個作業工程係依照各生產線而異，依照實際情況有時必須執行比最大登錄數還多的作業工程。以往在這種情況，使用者會手動變更設定而執行接續的作業工程，或者預先使電動起子以通訊方式連接到可程式化邏輯控制器(PLC)等外部裝置，從外部裝置命令對電動起子的設定予以變更，而變更電動起子的設定。
然而，在生產現場每次皆由使用者以手動方式變更設定十分缺乏效率。又，藉由外部裝置變更設定的情況，這種設定本身十分繁複，在變更作業工程的執行順序時，有時不只變更電動起子的設定，還必須變更外部裝置的設定，在這種情況，設定變更的作業變得更為繁複。
於是，本發明之目的在於提供一種控制電路，其為針對各作業工程依序變更控制條件同時動作的工具之控制電路，該控制電路可設定已設定的執行順序中一連串的作業工程完成後的動作，不必依靠使用者執行手動操作或外部裝置執行控制，即可繼續執行其他執行順序中一連串的作業工程。又，本發明之目的也在於提供具備這種控制電路的工具及工具的控制方法。 [用於解決課題之手段]
也就是說，本發明為針對各作業工程依序變更控制條件同時動作的工具中的控制電路；其特徵為具備： 資訊記憶部，其保存設定資料，該設定資料包含：條件設定資料，其用於設定各作業工程中控制條件；多筆順序設定資料，其用於設定作業工程的執行順序；及次動作設定值，其用於設定基於各順序設定資料的執行順序中一連串的作業工程完成之後的次動作；及 演算部，其為基於該設定資料而控制該工具的演算部，並且基於該多筆順序設定資料之中的規定之順序設定資料而設定作業工程的執行順序，基於該條件設定資料而針對各作業工程依序變更該工具的控制條件，基於該次動作設定值而決定基於該規定的順序設定資料之執行順序的一連串的作業工程完成之後的次動作； 作為該次動作設定值，可選擇指定其他順序設定資料，然後使該工具的動作移動到基於該指定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
在該控制電路，可藉由次動作設定值設定基於某個順序設定資料的作業工程之執行順序中一連串的作業工程完成之後的次動作，又，作為次動作，移動到基於其他順序設定資料的作業工程之執行順序中一連串的作業工程而使電動起子的動作繼續。也就是說，不必依靠使用者執行手動操作或外部裝置執行控制，即可組合作為多個順序設定資料而設定的作業順序來使電動起子動作。藉此，可自動連續執行更複雜的作業工程。又，可抑制伴隨作業工程的變更而生的外部裝置之設定變更的負擔。
較佳為，作為該次動作設定值，也可選擇使該工具的動作結束的設定值、及再次執行基於該規定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
較佳為，該演算部將橫跨該規定的順序設定資料及該指定的順序設定資料之執行順序而執行的作業工程之履歴保存在該資訊記憶部，並且可使該工具所執行的作業工程返回到該履歴內作業工程之中的任意作業工程。
又，本發明具備上述任一控制電路，並且提供基於該控制電路的控制而針對各作業工程依序變更控制條件同時動作的工具。
進一步，本發明提供一種工具的控制方法，該工具為針對各作業工程依序變更控制條件同時動作；其特徵為包含以下步驟： 讀取設定資料的步驟，該設定資料包含：條件設定資料，其用於設定各作業工程中控制條件；多筆順序設定資料，其用於設定作業工程的執行順序；及次動作設定值，其用於設定基於各順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程完成之後的次動作； 基於該多筆順序設定資料之中規定的順序設定資料而設定作業工程的執行順序之步驟； 基於該條件設定資料而針對各作業工程依序變更該工具的控制條件之步驟；及 基於該次動作設定值而決定基於該規定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程完成之後的次動作之步驟，作為該次動作設定值，可選擇指定其他順序設定資料，然後使該工具的動作移動到基於該指定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
以下，基於附加圖示說明本發明的工具之實施形態。
本發明的第1實施形態之電動起子(工具)100係如圖1及圖2所示，具備：工具殼體110；電動馬達112，其被內建在工具殼體110；及鑽頭保持器114，其由電動馬達112旋轉驅動。配合成為對象的螺絲而適當選擇的起子鑽頭116以可拆卸的方式被安裝到鑽頭保持器114。在工具殼體110，設置：輸入介面122，其具有顯示部118及輸入按鈕120；及連接纜線124，其用於將該電動起子100連接到可程式邏輯控制器(以下，稱為PLC)123。在工具殼體110內，還設置：馬達驅動電路126，其用於控制電動馬達112的驅動；控制電路128，其用於控制該電動起子100全體；及霍爾感測器130，其檢出電動馬達112的轉子之旋轉位置。控制電路128具有：演算部131；及記憶體(資訊記憶部)132，其保存設定資料。演算部131基於在記憶體132所保存的設定資料而控制電動起子100。
在記憶體132所保存的設定資料包含設定各作業工程的控制條件之條件設定資料。在該電動起子100的記憶體132，如圖3所示，可保存與第1到第30的作業工程對應的第1到第30的條件設定資料。條件設定資料包含表示螺絲鎖定作業時的鎖緊扭力或螺絲鎖定根數的設定值。除此之外，例如也可包含控制電動馬達112的旋轉速度之用的設定值等。該電動起子100的條件設定資料還包含對各作業工程中該電動起子100之動作表示合格基準的合格基準值。在該電動起子100，作為合格基準值，包含執行螺絲鎖定作業時的電動馬達112之最小旋轉時間及最大旋轉時間之用的設定值。例如預設在比最小旋轉時間還短的時間內電動馬達112的旋轉停止時，螺絲頭比預定的時間更早著位，並且預設在比最大旋轉時間還長的時間內電動馬達112的旋轉停止時，螺絲頭比預定的時間還晚著位。也就是說，可判斷在比最小旋轉時間還早或者比最大旋轉時間還晚的時間內電動馬達112停止時，誤選螺絲而執行螺絲鎖定的可能性偏高。演算部131在判斷該電動起子100的動作不滿足合格基準時，使該電動起子100的動作暫時停止，同時將不合格訊號對PLC123輸出。條件設定資料還包含合格訊號輸出設定值，其用於設定在滿足合格基準時是否對外部輸出合格訊號。演算部131在判斷某作業工程的動作滿足合格基準時，可輸出合格訊號，但是否輸出合格訊號則由合格訊號輸出設定值來決定。也就是說，在合格訊號輸出設定值為輸出合格訊號的設定值(ON)之情況，將合格訊號對PLC123輸出，在不輸出合格訊號的設定值(OFF)之情況，不將合格訊號對PLC123輸出。條件設定資料中的這些設定值分別配合對應的作業工程而被分別設定成適當的值。尚且，條件設定資料的上述設定項目為例示者，可配合預設的作業工程而為其他項目。
設定資料還包含設定作業工程的執行順序之用的多筆順序設定資料。如圖4所示，在該電動起子100的記憶體132可設定第1到第30為止的執行順序，並且表示各執行順序的資料分別作為順序設定資料而被保存在記憶體132。在各順序設定資料，最大可登錄8個作業工程。順序設定資料還包含次動作設定值，其用於設定一連串的作業工程完成之後的次動作。在該電動起子100，作為次動作設定值，可從使該電動起子100的動作停止的設定值(結束)、使相同執行順序的一連串的作業工程再次執行的設定值(迴圈)、及移動到基於其他順序設定資料的執行順序中一連串的作業工程之設定值(移動到其他執行順序)選擇。
設定資料所包含的上述條件設定資料及順序設定資料可由輸入介面122的操作而任意變更。或者，可從電腦等外部裝置傳送對應的資料而覆寫設定資料。
該電動起子100起動而且規定的初始設定完成的話，演算部131會從記憶體132讀取必要的設定資料。執行多個執行順序之中的何者係可任意選擇，通常採用預先指定的方式。演算部131讀取與已指定的執行順序對應的規定之順序設定資料而設定作業工程的執行順序。例如，在已指定第1執行順序的情況，讀取第1順序設定資料，如圖4所示，第1作業工程、第2作業工程、第3作業工程、及第4作業工程被設定作為一連串的作業工程，這些作業工程會依序執行。演算部131基於與這些作業工程分別對應的第1至第4條件設定資料而針對各作業工程依序變更控制條件，同時使電動起子100動作。在本實施形態，第1作業工程係預設執行4根螺絲的暫時鎖定，第2作業工程係預設將已暫時鎖定的螺絲正式鎖定。因此，第1作業工程正常完成的話，則4根螺絲在螺絲頭未著位的狀態成為螺絲已沒入的狀態，在第2作業工程，將這些已暫時鎖定的螺絲再次鎖入使螺絲頭著位，然後以規定的鎖緊扭力予以鎖緊。藉此，成為4根螺絲的螺絲鎖定完成的狀態。由於第1條件設定資料的合格訊號輸出設定值成為「OFF」，故即使第1作業工程正常完成而且合格基準被滿足，演算部131也不會輸出合格訊號。另外，由於第2條件設定資料的合格訊號輸出設定值成為「ON」，故第2作業工程正常完成而且合格基準被滿足的話，演算部131會輸出合格訊號。同樣地，在第3作業工程，8根螺絲被暫時鎖定，在第4作業工程，將已暫時鎖定的8根螺絲正式鎖定，在第4作業工程正常完成的時點，合格訊號被輸出。由於第1順序設定資料的次動作設定值成為「結束」，故在第4作業工程完成的時點，該電動起子100的動作會停止。
如上述，在暫時鎖定工程也就是第1及第3作業工程完成時，不輸出合格訊號，在正式鎖定工程也就是第2及第4作業工程完成時才輸出合格訊號，藉此，PLC123只有在螺絲的鎖緊完成時，才接收合格訊號。PLC123會與該電動起子100的動作連動而控制其他周邊機器等的動作，但在大多數的情況，不必在每次各作業工程完成時皆執行某個控制，而是在規定的作業工程完成時才執行控制。在以往的電動起子100，每當各作業工程完成時，皆輸出合格訊號，故必須預先設定成PLC123側忽略不必要的合格訊號。相較之下，由於在該電動起子100不輸出不必要的合格訊號，故可不必設定成PLC123之側忽略合格訊號。又，例如在上述第2作業工程之後，再次追加螺絲的進一步鎖定工程之情況，最初的4根螺絲鎖定藉由第1至第3作業工程全部完成而完成，故若將第2作業工程完成時的合格訊號輸出設定值設為「OFF」並且將新的第3作業工程(進一步鎖定工程)完成時的合格訊號輸出設定值設為「ON」，則PLC123側並不會隨著該作業工程變更而產生設定變更。
在第2執行順序被指定的情況，第2順序設定資料被讀取，第3作業工程、第30作業工程、及第7作業工程被設定作為一連串的作業工程，針對各作業工程依序變更控制條件，同時電動起子100會動作。由於第2順序設定資料的次動作設定值成為「迴圈」，故最後的作業工程也就是第7作業工程完成的話，再次返回最初的作業工程也就是第3作業工程，之後重複執行相同的作業工程。
在第3執行順序被指定的情況，第3順序設定資料被讀取，從最初的第1作業工程到最後的第13作業工程為止的8個作業工程被設定作為一連串的作業工程，針對各作業工程依序變更控制條件，同時電動起子100會動作。由於第3順序設定資料的次動作設定值成為「移動到第4執行順序」，故最後的第13作業工程完成的話，則讀取已指定的第4順序設定資料，第4執行順序被設定，移動到該第4執行順序中一連串的作業工程。該電動起子100基於第4執行順序中一連串的作業工程而繼續動作，第4執行順序中最後的作業工程也就是第11作業工程完成的話，藉由第4順序設定資料的次動作設定值「結束」，該電動起子100的動作會停止。
以這種方式，在該電動起子100，使基於某個順序設定資料的一連串的作業工程完成之後的次動作可從「結束」、「迴圈」、「移動到其他執行順序」選擇。特別是，由於可移動到基於其他順序設定資料的執行順序，故不必依照PLC123等的外部裝置之控制，即可藉由該電動起子100本身而設定複雜的執行順序之作業工程。又，若將時常利用的基本執行順序預先設定成各順序設定資料，則藉由設定成在這些執行順序間適當移動，相較於一開始就重新排列執行順序，可更快速且更容易執行工程變更。尚且，作為可選擇的次動作，未必需要包含上述的3個，也可包含其他的次動作作為替代或是追加包含這些其他的次動作。
在該電動起子100，另外還將橫跨基於多個順序設定資料的多個執行順序而執行的作業工程之履歴保存在記憶體132。在這種情況下，有時會由於某個作業錯誤，而必須重新執行該作業工程，或者依照實際場合而必須從之前的作業工程重新執行。在這種情況下，基於在記憶體132所保存的作業工程之履歴，而可返回必須重新執行的作業工程。具體而言，藉由操作輸入介面122的輸入按鈕120，而可返回履歴中所殘留的之前的作業工程。藉由輸入按鈕120之操作，可達成如下的返回結果：僅返回到當時的作業工程中的前一個作業、返回到前一個作業工程、返回到前一個順序設定資料的執行順序中最後的作業工程、或者返回到前一個順序設定資料的執行順序中最初的作業工程。尚且，該電動起子100的記憶體132係由以下記憶體組合而成：可讀取及寫入的不揮發性記憶體；及將程式動作所需的資料暫時保存之用的快閃記憶體等揮發性記憶體，設定資料被保存在不揮發性記憶體，並且作業工程的履歴被保存在揮發性記憶體。
本發明的第2實施形態之電動起子200係如圖5及圖6所示，由電動起子本體202、及控制電動起子本體202之用的控制器204。電動起子本體202及控制器204經由分別設置在其中的通訊部238a、238b而藉由通訊纜線206連接。連接到PLC223的通訊纜線224被設在控制器204之側。在電動起子本體202的工具殼體210內，設置與第1實施形態的電動起子100相同的電動馬達212、馬達驅動電路226、及霍爾感測器230。輸入介面222被設在控制器204之側。
在該電動起子200，於電動起子本體202及控制器204分別設置演算部231a、231b。這兩個演算部231a、231b經由通訊纜線206而互相通訊，藉由2個演算部231a、231b，而達到與第1實施形態中演算部131相同的功能。同樣地，在電動起子本體202及控制器204，分別設置記憶體232a、232b，藉由這兩個記憶體232a、232b，而達到與第1實施形態的記憶體132相同的功能。也就是說，在該電動起子，控制電路228被分散配置在電動起子本體202及控制器204。
尚且，在該實施形態，將演算部231a、231b及記憶體232a、232b分散配置在電動起子本體202及控制器204，但也可一起配置在電動起子本體202及控制器204之中的任一者，也可將控制電路228的全體配置在控制器204之側。
以上，說明本發明的實施形態，本發明並不限定於這些實施形態。例如，在上述實施形態，將本發明的工具以電動工具的一種也就是電動起子為例予以説明，但也可為扭力扳手或研磨機等其他電動工具，也可為具有上述般的控制電路並且將動力源設為非電動馬達而是空氣馬達的空氣工具等其他動力工具。本發明的工具也可為不具有動力的手動工具。作為這種手動工具，例如具有扭力檢出功能的扭力扳手。在該扭力扳手，設定資料被保存在控制電路的記憶體，該設定資料所包含的條件設定資料係包含各作業工程的螺帽或螺栓等的鎖緊次數(控制條件)或鎖緊動作時的扭力基準值(合格基準)等，鎖緊動作僅依照在該作業工程中所設定的規定的鎖緊次數而執行的話，則依照控制電路的演算部而移動到下一個作業工程，同時控制條件基於設定資料而變更。又，控制電路在鎖緊動作時將由扭力檢測器所檢出的扭力值與扭力基準值比較，而執行該鎖緊動作的合格判定。在條件設定資料，與上述實施形態同樣，包含合格訊號輸出設定值，鎖緊動作滿足扭力基準值(合格基準)時，針對各作業工程可任意設定是否輸出合格訊號。又，同樣地，基於順序設定資料及次動作設定值，而成為可選擇由順序設定資料所設定的一連串的作業工程完成之後的次動作。
又，本發明的工具也可連接到PLC以外的例如電腦等其他的外部裝置，也可將合格訊號或不合格訊號藉由無線傳送。進一步，作為將設定資料保存之用的資訊記憶部，除了上述般內建的半導體記憶體，也可採用硬碟驅動器、可寫入的CD或DVD等記錄媒體、及可拆卸的USB記憶體等其他手段，也可任意組合這些手段。
100‧‧‧電動起子(工具) 110‧‧‧工具殼體 112‧‧‧電動馬達 114‧‧‧鑽頭保持器 116‧‧‧起子鑽頭 118‧‧‧顯示部 120‧‧‧輸入按鈕 122‧‧‧輸入介面 123‧‧‧可程式邏輯控制器(PLC) 124‧‧‧連接纜線 126‧‧‧馬達驅動電路 128‧‧‧控制電路 130‧‧‧霍爾感測器 131‧‧‧演算部 132‧‧‧記憶體(資訊記憶部) 200‧‧‧電動起子 202‧‧‧電動起子本體 204‧‧‧控制器 206‧‧‧通訊纜線 210‧‧‧工具殼體 212‧‧‧電動馬達 222‧‧‧輸入介面 224‧‧‧通訊纜線 226‧‧‧馬達驅動電路 228‧‧‧控制電路 230‧‧‧霍爾感測器 231a‧‧‧演算部 231b‧‧‧演算部 232a‧‧‧記憶體 232b‧‧‧記憶體 238a‧‧‧通訊部 238b‧‧‧通訊部
圖1為本發明的第1實施形態之電動起子的外觀圖。 圖2為圖1的電動起子之功能方塊圖。 圖3為表示在記憶體所保存的條件設定資料之圖。 圖4為表示在記憶體所保存的順序設定資料之圖。 圖5為本發明的第2實施形態之電動起子的外觀圖。 圖6為圖5的電動起子之功能方塊圖。
100‧‧‧電動起子(工具)
110‧‧‧工具殼體
114‧‧‧鑽頭保持器
116‧‧‧起子鑽頭
118‧‧‧顯示部
120‧‧‧輸入按鈕
122‧‧‧輸入介面
124‧‧‧連接纜線

Claims (5)

  1. 一種控制電路，其為針對各作業工程依序變更控制條件同時動作的工具中的控制電路；其特徵為具備： 資訊記憶部，其保存設定資料，該設定資料包含：條件設定資料，其用於設定各作業工程中控制條件；多筆順序設定資料，其用於設定作業工程的執行順序；及次動作設定值，其用於設定基於各順序設定資料的執行順序中一連串的作業工程結束之後的次動作；及 演算部，其為基於該設定資料而控制該工具的演算部，並且基於該多筆順序設定資料之中的規定之順序設定資料而設定作業工程的執行順序，基於該條件設定資料而針對各作業工程依序變更該工具的控制條件，基於該次動作設定值而決定基於該規定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程結束之後的次動作； 作為該次動作設定值，可選擇指定其他順序設定資料，然後使該工具的動作移動到基於該指定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
  2. 如申請專利範圍第1項的控制電路，其中作為該次動作設定值，也可選擇使該工具的動作結束的設定值、及再次執行基於該規定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
  3. 如申請專利範圍第1項的控制電路，其中該演算部將橫跨該規定的順序設定資料及該指定的順序設定資料之執行順序而執行的作業工程之履歴保存在該資訊記憶部，並且可使該工具所執行的作業工程返回到該履歴內作業工程之中的任意作業工程。
  4. 一種工具，其具備申請專利範圍第1項至第3項之任一項的控制電路，並且設定為基於該控制電路的控制而針對各作業工程依序變更控制條件同時動作。
  5. 一種工具的控制方法，該工具為針對各作業工程依序變更控制條件同時動作；其特徵為包含以下步驟： 讀取設定資料的步驟，該設定資料包含：條件設定資料，其用於設定各作業工程中控制條件；多筆順序設定資料，其用於設定作業工程的執行順序；及次動作設定值，其用於設定基於各順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程結束之後的次動作； 基於該多筆順序設定資料之中規定的順序設定資料而設定作業工程的執行順序之步驟； 基於該條件設定資料而針對各作業工程依序變更該工具的控制條件之步驟；及 基於該次動作設定值而決定基於該規定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程完成之後的次動作之步驟，作為該次動作設定值，可選擇指定其他順序設定資料，然後使該工具的動作移動到基於該指定的順序設定資料之執行順序中一連串的作業工程之設定值。
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