TWI788040B

TWI788040B - 智慧手持工具

Info

Publication number: TWI788040B
Application number: TW110137018A
Authority: TW
Inventors: 林智淮; 林榮燈
Original assignee: 湛積股份有限公司
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2022-12-21
Also published as: TW202214395A

Abstract

一種智慧手持工具，包含一手持機身、一加工機構、一軌跡偵測模組、一控制模組及一警示模組。該加工機構露出於該手持機身。該軌跡偵測模組設置於該手持機身。該控制模組設置於該手持機身並電連接該軌跡偵測模組，該控制模組經由該軌跡偵測模組判斷該加工機構於加工時依時序的複數個加工位置的軌跡資料。該警示模組設置於該手持機身並與該控制模組電連接，該警示模組依據該控制模組判斷該加工機構的軌跡資料結果，產生一警示訊息。藉此，該智慧手持工具能於該加工機構的軌跡資料不符預期時，產生警示效果。

Description

智慧手持工具

本發明關於一種手持工具，尤指一種具有警示功能之手持工具。

當使用電動起子或扳手進行鎖附操作時，使用者一般僅依預定的加工條件進行操作。例如加工條件包含按照順序依序地把螺絲鎖上、每一個螺絲都得依設計要求的扭力/角度進行安裝、作業循環結束沒有漏鎖螺絲和鎖付瑕疵等等問題發生。前述問題有些雖可透過使用加工品質確認標準作業程序(SOP)、扭力可調整工具、人力畫記號檢查等方法而獲得改善。然而，前述方法有賴於操作員的主動執行，但實際上仍常因人為作業疏失而難以有效執行，例如造成漏鎖、沒鎖好(扭力未達/未鎖到底)或是未按照順序鎖附，使得異常產品仍會流出。

鑑於先前技術中的問題，本發明之一目的在於提供一種智慧手持工具，其能判斷智慧手持工具的移動軌跡並據此視情況發出警示，進而能避免異常產品流出。

根據本發明之一智慧手持工具包含一手持機身、一加工機構、一軌跡偵測模組、一控制模組及一警示模組。該加工機構露出於該手持機身。該軌跡偵測模組設置於該手持機身。該控制模組設置於該手持機身並電連接該軌跡偵測模組，該控制模組經由該軌跡偵測模組判斷該加工機構於加工時依時序的複數個加工位置的軌跡資料。該警示模組設置於該手持機身並與該控制模組電連接，該警示模組依據該控制模組判斷該加工機構的軌跡資料結果，產生一警示訊息。藉此，該智慧手持工具能於該加工機構的軌跡資料不符預期時，主動產生警示效果。實作上可根據該警示訊息對加工物進行適當的處置，例如重工、報廢等，進而能避免異常產品流出，解進先前技術的問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1:智慧手持工具

12:手持機身

14:加工機構

14a:開關

142:螺絲刀頭

144:電機

146:旋轉頭

148:扭力感測器

16:控制模組

18:軌跡偵測模組

182:影像擷取裝置

20:警示模組

202:光學指示器

204:發聲件

22:通訊模組

24:姿態偵測模組

S1,S1':警示訊息

S2:加工指令

S3:實際加工參數

第1圖為根據本發明之一實施例之一智慧手持工具之示意圖。

第2圖為第1圖中智慧手持工具之功能方塊圖。

第3圖為根據一示例智慧手持工具移動軌跡之示意圖。

第4圖為根據另一示例智慧手持工具移動軌跡之示意圖。

第5圖為根據另一示例智慧手持工具移動軌跡之示意圖。

請參閱第1圖及第2圖。根據本發明之一實施例之一智慧手持工具1包含一手持機身12及一加工機構14，加工機構14露出於手持機身12。使用者(例如生產線操作員)以握持手持機身12以操作智慧手持工具1，並透過加工機構14對物件進行加工。於本實施例中，智慧手持工具1為電動起子(或扳手)，加工機構14包含可替換的螺絲刀頭142(或套筒)，露出於手持機身12。使用者可使用智慧手持工具1以使螺絲刀頭142(或套筒)旋轉(例如透過觸發手持機身12上的開關14a)以鎖附螺絲(或螺帽)至物件，例如將蓋子固定至殼體上。

智慧手持工具1的控制電路包含一控制模組16、一軌跡偵測模組18及一警示模組20，均設置於手持機身12。控制電路可由一或多個電路板模組及搭配的電子組件實施。控制模組16與軌跡偵測模組18及警示模組20電連接，以控制軌跡偵測模組18及警示模組20的運作。軌跡偵測模組18用以偵測加工機構14 的位置或移動狀態；實作上軌跡偵測模組18可包含一位置感測器、一陀螺儀、一加速計或一影像擷取裝置。控制模組16可自軌跡偵測模組18接收關於加工機構14的位置資料或是移動數據。警示模組20可依據軌跡偵測模組18判斷加工機構14的軌跡資料結果，產生一警示訊息S1。其中，於實作上，加工機構14的加工位置可以是複數個加工位置彼此間的相對位置(例如三個位置呈正三角形分佈)，也可以是相對於待加工物件的位置(例如使用影像擷取裝置182以判斷加工機構14相對於物件的位置)。又，實作上可以透過判斷加工機構14是否在進行加工(例如當加工機構14旋轉螺絲刀頭142時視為在進行加工)而判斷加工機構14所處位置是否屬於加工位置，或只是在移動過程中的暫時停止。

請併參閱第3圖，其顯示智慧手持工具1根據一示例的移動軌跡。於此示例中，使用者根據加工需求(例如記載於工單上)以將智慧手持工具1依序移動至複數個加工位置P1~P5以對物件進行鎖附。於此操作過程中，控制模組16會依一加工指令S2評估加工品質。例如，加工指令S2包含一加工順序。控制模組16會經由軌跡偵測模組18判斷加工機構14於加工時依時序的複數個加工位置P1~P5的軌跡資料；其中，如第3圖所示，加工機構14的移動順序即為自加工位置P1開始、依序經過加工作位置P2~P4、結束於加工位置P5(即如第3圖中帶箭頭的細實線所示者)。若該加工順序亦為依序移動至加工位置P1~P5時，第3圖所示的智慧手持工具1的移動軌跡(或謂加工位置P1~P5)符合該加工順序。若控制模組16判斷該複數個加工位置P1~P5不符該加工順序時(例如該加工順序(以帶箭頭虛線表示於第3圖中)為依序移動至加工位置P1、P4、P2、P5、P3，此與第3圖所示的移動軌跡不符)，控制模組16控制警示模組20產生警示訊息S1。警示訊息S1可以是聲響、光線、振動、文字、圖形等，均能提示使用者。於實作上，警示模組20可包含振動件(例如偏心馬達、壓電片或其他可產生振動的裝置)、光學指示器202(例如一或多個點光源、陣列光源、液晶螢幕等)、發聲件204(例如揚聲器或其他可產生聲響的裝置)或其他可提示使用者之裝置，用以呈現警示訊息S1。

此外，於實作上，加工順序不以規範所有的加工位置P1~P5的順序為限。例如，以第3圖所示的加工位置P1~P5為例，該加工順序可僅要求智慧手持工具1的移動軌跡中部分的加工位置P1、P2、P5需依序排列。對此加工順序，第3圖所示的移動軌跡符合要求；第4圖所示的移動軌跡(智慧手持工具1依序移動至加工位置P1、P2、P5、P4、P3，以帶箭頭的細實線表示於圖中)亦符合要求；第5圖所示的移動軌跡(智慧手持工具1依序移動至加工位置P1、P2、P3、P5、P4，以帶箭頭的細實線表示於圖中)也符合要求。

於本實施例中，如第2圖所示，智慧手持工具1的控制電路包含一通訊模組22，設置於手持機身12並與控制模組16電連接。控制模組16可經由通訊模組22接收加工指令S2，例如控制模組16經由通訊模組22與外部伺服器無線通訊連接(例如但不限於無線區域網路、藍牙、近場通訊等)或有線連接，並自該伺服器接收加工指令S2。藉此，智慧手持工具1能對不同的加工要求(例如對不同的物件進行不同的加工操作)，使用對應的加工指令，進行加工品質評估。

此外，於本實施例中，如第2圖所示，控制模組16與加工機構14電連接，使得控制模組16能控制加工機構14的運作。當加工指令S2包含一加工參數時，控制模組16即可根據該加工參數控制加工機構14的作動。於本實施例中，加工機構14包含一電機144(例如伺服電機)、與電機144耦接之一旋轉頭146、及與旋轉頭146耦接之一扭力感測器148。旋轉頭146露出於手持機身12，螺絲刀頭142可卸除地安裝於旋轉頭146。控制模組16可控制電機144的旋轉(包含轉速、圈數等)。控制模組16可經由扭力感測器148感測旋轉頭146實際的扭力，並透過回饋控制以使旋轉頭146能提供所需扭力。實作上該加工參數可包含一鎖附扭力、一鎖附圈數或一鎖附轉速。

此外，於本實施例中，控制模組16亦可獲得加工機構14於該複數個加工位置P1~P5時之複數個實際加工參數S3(例如鎖附扭力、鎖附圈數或鎖附轉速等等)，控制模組16經由通訊模組22傳送該複數個實際加工參數S3至外部伺服器，便於生產管理(例如將該加工後的物件重工或報廢等)。實作上控制模組16亦可將此實際加工參數S3與(加工指令的)加工參數進行比對，以評估加工品質。例如，當控制模組16判斷實際鎖附扭力不足或過大、鎖附圈數不足或過多、旋轉頭146的轉速過慢或過快，均可控制警示模組20產生警示訊息S1。

此外，於本實施例中，如第2圖所示，智慧手持工具1的控制電路包含一姿態偵測模組24，設置於手持機身12並與控制模組16電連接。姿態偵測模組24可包含一水平或垂直感測器、或一陀螺儀。控制模組16經由姿態偵測模組24獲得加工機構14之姿態。同理，實作上加工參數可包含加工機構14於加工時之姿態要求(例如保持垂直或傾斜角度範圍，例如+/-10度)，控制模組16可於加工時，將經由姿態偵測模組24獲得加工機構14之姿態與加工參數的姿態要求進行比對，以評估加工品質。同樣的，當控制模組16判斷實際的姿態不符加工參數的姿態要求時，可控制警示模組20產生警示訊息S1。

另外，於實作上，控制模組16判斷加工品質合格時，亦可控制警示模組20產生警示訊息S1'，以指示使用者操作合格。實作上，前述加工品質的評估可分等級，警示訊息S1、S1'對應地也可以有多個呈現等級。例如綠燈表示合格的操作，例如智慧手持工具1有依照加工順序或加工參數執行加工；黃燈表示有瑕疵的操作，例如智慧手持工具1未精確依照加工順序或加工參數執行加工(例如加工機構14不穩定的操作軌跡、工作姿態、鎖附扭力…等等)；紅燈表示錯誤的操作，例如智慧手持工具1明顯偏離加工順序或加工參數執行加工(例如順序操作錯誤、扭力、圈數、姿態、轉速超出設定範圍…等等)。

此外，智慧手持工具1的電力來源可以是電池或共用電源(以電源線連接)。加工機構14的動力來源也可以是電池、共用電源或壓縮氣體。另外，前述智慧手持工具1以電動起子(或扳手)為例說明，但實作上本發明之智慧手持工具亦可適用於其他加工製程中。例如，若智慧手持工具1的旋轉頭146包含夾頭，以能夾持旋轉刀具(例如鑽頭、砂輪片、鋸片)時，智慧手持工具1亦可用於鑽、磨、切、鋸等加工操作。又例如，智慧手持工具可以是焊槍，對應的加工指令(包含加工順序及加工參數)可包含焊接溫度、焊接速度、焊接姿態、焊接順序等。又例如，智慧手持工具可以是電動/氣動釘槍，對應的加工指令(包含加工順序及加工參數)可包含速度、壓力、固定順序等等。

如前說明，智慧手持工具1能依加工指令(包含加工順序及加工參數)評估加工品質，主動產生警示訊息，提示使用者，進而能避免瑕疵加工的物件續留於生產線上，增耗後續加工成本及製造出不良成品的管理成本(例如檢出、回收所需費用)，故能有效解決先前技術中因人為作業疏失或未有效執行加工的標準作業程序致使異常產品流出的問題。此外，智慧手持工具1具有移動便利性，能輕鬆適應不同的工作場域(例如於室內、室外、廠內或廠外實施加工)，智慧手持工具1也能依加工指令的加工參數主動控制加工機構14的作動，可實現部分自動化的效果。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。