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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Handwerkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Betriebsverfahren ist bei einer Betriebssteuerung bekannt. Diese Betriebssteuerung weist eine Steuereinheit auf, die entsprechend einem vorgegebenen Steuerprogramm oder entsprechenden Steuerdaten den Betrieb der Handwerkzeugmaschine steuert, wobei das Steuerprogramm bzw. die Steuerdaten in einem nicht flüchtigen Nur-Lese-Speicher abgelegt sind. Als Steuereinheit wird beispielsweise ein Mikrocontroller eingesetzt, was eine intelligente Steuerung der Handwerkzeugmaschine ermöglicht.
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Zudem sind aus
EP 1 008 423 A2 bereits ein Betriebsverfahren für eine Handwerkzeugmaschine, eine nach dem Betriebsverfahren wirkende Betriebssteuerung und eine mit der Betriebssteuerung versehene Handwerkzeugmaschine bekannt. Die aus der
EP 1 008 423 A2 bekannte Betriebssteuerung umfasst mindestens einen Speicher zur Aufnahme von Steuerdaten und/oder eines Steuerprogramms zur Steuerung der Handwerkzeugmaschine sowie mindestens einer mit dem Speicher verbundenen Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Handwerkzeugmaschine entsprechend den gespeicherten Steuerdaten und/oder dem gespeicherten Steuerprogramm, wobei der Speicher im Betrieb beschreibbar ist.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, bei einer derartigen Betriebssteuerung zur Speicherung der Steuerdaten bzw. des Steuerprogramms für die zu steuernde Handwerkzeugmaschine einen wieder beschreibbaren Speicher zu verwenden, damit die Steuerdaten bzw. das Steuerprogramm bei der Herstellung der Handwerkzeugmaschine oder während des Betriebs modifiziert werden können, wobei über mindestens eine drahtlose Datenschnittstelle die Steuerdaten und/oder das Steuerprogramm von extern in den Speicher schreibbar sind/ist, wobei ein externes Programmiergerät verwendbar ist, das über eine drahtlose Verbindung mit der Datenschnittstelle verbindbar ist, wobei die Datenschnittstelle zu einer bidirektionalen Datenübertragung vorgesehen ist, wobei die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten und/oder das darin gespeicherte Steuerprogramm individuell an einen Benutzer und/oder ein Einsatzgebiet anpassbar sind/ist, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, das Nutzungsverhalten zu ermitteln und das Steuerprogramm und/oder die Steuerdaten entsprechend anzupassen.
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Dies bietet den Vorteil, dass ein einziger Typ einer Betriebssteuerung für eine Vielzahl unterschiedlicher Handwerkzeugmaschinen eingesetzt werden kann, wodurch die Herstellungs-, Logistik- und Transportkosten verringert werden. Bei der Montage der zu steuernden Handwerkzeugmaschine kann dann eine individuelle Anpassung der einheitlichen Betriebssteuerung an den jeweiligen Gerätetyp erfolgen, indem die zugehörigen Steuerdaten bzw. das für den jeweiligen Gerätetyp entwickelte Steuerprogramm eingespielt werden.
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Darüber hinaus ermöglicht die Wiederbeschreibbarkeit des Speichers vorteilhaft das Einspielen aktualisierter Versionen des Steuerprogramms bzw. der Steuerdaten im Rahmen des Kundendiensts. Die neuen Versionen des Steuerprogramms können beispielsweise über das Internet von dem Hersteller der Handwerkzeugmaschine bezogen werden, wobei der Endnutzer das Steuerprogramm selbst in den Speicher der zu steuernden Handwerkzeugmaschine überträgt. Es ist jedoch auch möglich, dass die neuen Versionen des Steuerprogramms von einem Wartungstechniker in den Speicher der zu steuernden Handwerkzeugmaschine eingespielt werden.
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Ein weiterer Vorteil der Wiederbeschreibbarkeit des Speichers besteht in der Möglichkeit einer Selbstadaption des Steuerprogramms oder der gespeicherten Steuerdaten im Betrieb der Handwerkzeugmaschine. Im Rahmen dieser Selbstadaption können beispielsweise bestimmte Grenzwerte in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine modifiziert werden. Darüber hinaus können die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten oder das gespeicherte Steuerprogramm an das Nutzungsverhalten der zu steuernden Handwerkzeugmaschine angepasst werden.
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Ferner ist es möglich, dass in dem Speicher Daten abgelegt werden, die das Nutzungsverhalten oder den Abnutzungsgrad der zu steuernden Handwerkzeugmaschine wiedergeben. Diese Daten können dann beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten an der zu steuernden Handwerkzeugmaschine aus dem Speicher ausgelesen werden, wobei in Abhängigkeit von dem ausgelesenen Abnutzungsgrad oder dem Nutzungsverhalten bestimmte Wartungsarbeiten durchgeführt oder Verschleißteile ausgewechselt werden.
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Die in dem Speicher abgelegten Daten über das Nutzungsverhalten bzw. den Abnutzungsgrad der Handwerkzeugmaschine können auch von der Steuereinheit ausgewertet und durch eine Anzeigeeinheit dargestellt werden, damit der Benutzer der Handwerkzeugmaschine eine Information über den Abnutzungsgrad erhält. So kann die Anzeigeeinheit an der Handwerkzeugmaschine beispielsweise anzeigen, wann voraussichtlich ein Austausch von Verschleißteilen erforderlich ist, wobei das bisherige Nutzungsverhalten und der aktuelle Abnutzungsgrad der Handwerkzeugmaschine berücksichtigt werden.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Datenschnittstelle vorgesehen, um die Steuerdaten bzw. das Steuerprogramm von extern in den Speicher schreiben zu können. Hierzu wird ein externes Programmiergerät verwendet werden, das über eine drahtlose Verbindung mit der Datenschnittstelle der Handwerkzeugmaschine verbunden wird. Der Benutzer kann dann an dem Programmiergerät die gewünschten Steuerdaten eingeben oder das Steuerprogramm auswählen, das dann über die Datenschnittstelle in den Speicher der erfindungsgemäßen Betriebssteuerung für die Handwerkzeugmaschine geschrieben wird.
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Darüber hinaus können die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten oder das Steuerprogramm auch – wie bereits vorstehend erwähnt – über die Datenschnittstelle für Wartungsarbeiten ausgelesen werden. Die Datenschnittstelle ermöglicht deshalb eine bidirektionale Datenübertragung.
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Es ist jedoch auch möglich, dass die Datenschnittstelle nur eine unidirektionale Datenübertragung entweder von dem externen Programmiergerät zu der Betriebssteuerung oder umgekehrt von der Betriebssteuerung zu einem externen Lesegerät erlaubt.
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Vorzugsweise ist der Speicher nicht nur einmal wieder beschreibbar, sondern mehrfach und vorzugsweise beliebig oft wieder beschreibbar, damit das Steuerprogramm bzw. die Steuerdaten entsprechend oft modifiziert werden können.
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In einer Variante der Erfindung sind mindestens zwei Speicher vorgesehen, wobei der eine Speicher als Programmspeicher bezeichnet wird und das Steuerprogramm enthält, während der andere Speicher als Parameterspeicher bezeichnet wird und die gerätespezifischen Steuerdaten enthält. Der Parameterspeicher ist vorzugsweise ein nicht flüchtiger Speicher, der jedoch im Betrieb wieder beschreibbar ist. Der Programmspeicher ist vorzugsweise ebenfalls ein nicht flüchtiger Speicher, jedoch kann auch ein Nur-Lese-Speicher als Programmspeicher vorgesehen sein.
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Als Speicher kann beispielsweise ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) oder ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Speichertypen beschränkt.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinheit einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder einen digitalen Signalprozessor (DSP) auf, der auf den Speicher zugreift und die Handwerkzeugmaschine entsprechend den darin abgelegten Steuerdaten bzw. dem gespeicherten Steuerprogramm steuert.
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Weiterhin ist in einer Variante der Erfindung mindestens ein Sensor vorgesehen, um eine Zustandsgröße der Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise die Temperatur, zu erfassen. Vorzugsweise ist der Sensor mit der Steuereinheit verbunden, wobei die Steuereinheit die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten bzw. das Steuerprogramm entsprechend der von dem Sensor erfassten Zustandsgröße modifiziert. So kann beispielsweise ein Stromgrenzwert in Abhängigkeit von der Temperatur festgelegt werden, um eine Überhitzung der Handwerkzeugmaschine zu vermeiden. Anstelle der Temperatur oder zusätzlich können auch andere Zustandsgrößen erfasst werden, wie beispielsweise die Betriebsart der Handwerkzeugmaschine (Bohren, Schlagbohren oder Schrauben), der Akku-Zustand, die Drehzahl, das Drehmoment, der Strom oder die Spannung. In Abhängigkeit von einem oder mehreren Zustandsgrößen können dann andere oder weitere Grenzwerte modifiziert werden, wie beispielsweise ein Stromgrenzwert, ein Drehzahlgrenzwert, ein Drehmomentgrenzwert oder ein Temperaturgrenzwert.
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Darüber hinaus werden/wird erfindungsgemäß die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten bzw. das darin gespeicherte Steuerprogramm individuell an den Benutzer und/oder das Einsatzgebiet angepasst. Hierzu ermittelt die Steuereinheit vorzugsweise über einen längeren Zeitraum das Nutzungsverhalten und passt das Steuerprogramm bzw. die Steuerdaten entsprechend an.
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Ferner ist auch eine Selbstadaption des gespeicherten Steuerprogramms bzw. der in dem Speicher abgelegten Steuerdaten möglich, indem die Steuereinheit bei der ersten Inbetriebnahme der Handwerkzeugmaschine die erforderlichen Steuerdaten bzw. das richtige Steuerprogramm ermittelt und in dem Speicher ablegt.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Handwerkzeugmaschine mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Betriebssteuerung, wobei es sich bei der Handwerkzeugmaschine beispielsweise um eine Handbohrmaschine, einen Akku-Schrauber oder eine Schleifmaschine, handeln kann.
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Schließlich umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Betriebsverfahren, bei dem die Steuerdaten bzw. das Steuerprogramm bei der Montage oder nach der Montage der zu steuernden Handwerkzeugmaschine in den Speicher geschrieben werden, wobei ein externes Programmiergerät verwendet wird, das über eine drahtlose Verbindung mit der Datenschnittstelle verbunden wird, wobei mittels der Datenschnittstelle eine bidirektionale Datenübertragung erreicht wird, wobei die in dem Speicher abgelegten Steuerdaten und/oder das darin gespeicherte Steuerprogramm individuell an einen Benutzer und/oder ein Einsatzgebiet angepasst werden/wird, wobei die Steuereinheit das Nutzungsverhalten ermittelt und das Steuerprogramm und/oder die Steuerdaten entsprechend anpasst, was bereits vorstehend erläutert wurde.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Betriebssteuerung sowie
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2 das Betriebsverfahren der erfindungsgemäßen Betriebssteuerung als Flußdiagramm.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Das Blockschaltbild in 1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 10 mit einem Elektromotor 12, wobei die Stromversorgung der Handwerkzeugmaschine 10 in herkömmlicher Weise durch ein Akku-Pack erfolgt, das zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
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Zur elektrischen Ansteuerung des Elektromotors 12 ist eine Treiberschaltung 14 vorgesehen, die ebenfalls herkömmlich aufgebaut ist.
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Weiterhin weist die erfindungsgemäße Betriebssteuerung einen Mikrocontroller 16 als Steuereinheit auf, wobei der Mikrocontroller 16 mit einem nicht flüchtigen Programmspeicher 18 in Form eines sogenannten Flash-Speichers verbunden ist, in dem ein Steuerprogramm abgespeichert ist. Der Mikrocontroller 16 steuert den Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 dann entsprechend dem Steuerprogramm, das in dem Programmspeicher 18 abgelegt ist, indem entsprechende Steuersignale an die Treiberschaltung 14 abgegeben werden.
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Darüber hinaus ist der Mikrocontroller 16 auch mit einem nicht flüchtigen, aber im Betrieb wieder beschreibbaren Parameterspeicher 20 in Form eines EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory) verbunden, in dem gerätespezifische Steuerdaten abgespeichert sind. Der Speicherinhalt des Parameterspeichers 20 bleibt beim Abschalten der Handwerkzeugmaschine 10 erhalten, so dass die darin enthaltenen Steuerdaten nicht verloren gehen.
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Ferner ist der Mikrocontroller mit einem herkömmlichen flüchtigen Arbeitsspeicher 22 in Form eines RAMs (Random Access Memory) verbunden, der während des Betriebs des Mikrocontrollers 16 genutzt wird.
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Darüber hinaus ist der Mikrocontroller 16 auch mit mehreren Sensoren 24.1–24.5 verbunden, die jeweils eine Zustandsgröße der Handwerkzeugmaschine 10 messen. So misst der Sensor 24.1 die Drehzahl n des Elektromotors 12, während der Sensor 24.2 die Temperatur T innerhalb der Handwerkzeugmaschine 10 erfasst, um eine Überhitzung zu vermeiden. Der Sensor 24.3 misst dagegen das Drehmoment M des Elektromotors, wohingegen der Sensor 24.4 den Strom I durch den Elektromotor 12 misst. Schließlich erfasst der Sensor 24.5 die Betriebsart (Bohren, Schlagbohren oder Schrauben) der Handwerkzeugmaschine 10.
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Der Mikrocontroller 16 berücksichtigt die von den Sensoren 24.1–24.5 gemessenen Zustandsgrößen dann bei der Ansteuerung des Elektromotors 12 über die Treiberschaltung 14. So berechnet das in dem Programmspeicher 18 abgelegte Steuerprogramm beispielsweise in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur T einen Stromgrenzwert für die Ansteuerung des Elektromotors 12.
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Weiterhin weist die dargestellte Handwerkzeugmaschine 10 eine drahtlose Datenschnittstelle 26 auf, über die die Handwerkzeugmaschine 10 über eine drahtlose Verbindung mit einem externen Programmiergerät 28 verbunden werden kann. Der Benutzer kann dann an dem Programmiergerät 28 das Steuerprogramm modifizieren und über die Datenschnittstelle 26 an die Handwerkzeugmaschine 10 übertragen, woraufhin das Steuerprogramm dann in dem Programmspeicher 18 abgelegt wird.
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Darüber hinaus kann der Benutzer über das Programmiergerät 28 eine aktualisierte Version des Steuerprogramms an die Handwerkzeugmaschine 10 übertragen. Die neue Version des Steuerprogramms kann beispielsweise über das Internet oder ein anderes Datennetz von dem Hersteller der Handwerkzeugmaschine 10 bezogen werden.
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Weiterhin ermöglicht das Programmiergerät 28 eine Modifikation der in dem Parameterspeicher 20 abgespeicherten Steuerdaten, um beispielsweise eine andere Betriebsart einzustellen.
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Ferner kann der Benutzer über das Programmiergerät 28 Daten aus dem Programmspeicher 18 auslesen. So speichert der Mikrocontroller 16 die von den Sensoren 24.1–24.5 erfassten Zustandsgrößen in Form eines Nutzungsprofils in dem Parameterspeicher 20 ab. Der Benutzer kann dann über das Programmiergerät 28 das gespeicherte Nutzungsprofil aus dem Parameterspeicher 20 auslesen.
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Darüber hinaus berechnet der Mikrocontroller 16 in Abhängigkeit von den durch die Sensoren 24.1–24.5 gemessenen Zustandsgrößen den Abnutzungsgrad der Handwerkzeugmaschine 10 und legt diesen in dem Parameterspeicher 20 ab. Bei Wartungsarbeiten kann dann an dem Programmiergerät 28 der Abnutzungsgrad aus dem Parameterspeicher 20 ausgelesen werden, um bei Überschreitung eines vorgegebenen Abnutzungsgrads Verschleißteile an der Handwerkzeugmaschine 10 auszuwechseln.
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Im folgenden wird nun anhand des in 2 dargestellten Flußdiagramms das erfindungsgemäße Betriebsverfahren beschrieben, wobei auf die vorstehende Beschreibung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine 10 Bezug genommen wird.
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Bei der mechanischen Montage der Handwerkzeugmaschine 10 wird unabhängig vom Typ der jeweiligen Handwerkzeugmaschine 10 nur ein einziger Typ einer Betriebssteuerung eingebaut, wodurch vorteilhaft die Herstellungs-, Lager- und Transportkosten verringert werden.
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Die individuelle Anpassung der Betriebssteuerung an den jeweiligen Gerätetyp erfolgt dann nach der mechanischen Montage, indem das Programmiergerät 28 über eine drahtlose Verbindung mit der Datenschnittstelle 26 der Handwerkzeugmaschine 10 verbunden wird.
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Anschließend wird dann das für den jeweiligen Gerätetyp passende Steuerprogramm an dem Programmiergerät 28 ausgewählt und über die Datenschnittstelle 26 an die Handwerkzeugmaschine 10 übertragen und in dem Programmspeicher 18 abgelegt, so dass die Handwerkzeugmaschine 10 dann anschließend im normalen Betrieb entsprechend dem vorgegebenen Steuerprogramm arbeitet.
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In einem weiteren Schritt werden auch gerätespezifische Steuerdaten an dem Programmiergerät 28 eingegeben und in den Parameterspeicher 20 der Handwerkzeugmaschine 10 eingespielt.
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Bei der ersten Inbetriebnahme der Handwerkzeugmaschine erfolgt dann eine Selbstadaption, wobei der Mikrocontroller 16 die zum Betrieb erforderlichen Steuerdaten ermittelt und in dem Parameterspeicher 20 abspeichert.
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Darüber hinaus ermittelt der Mikrocontroller 16 auch Betriebsdaten, wie beispielsweise den Abnutzungsgrad oder die Betriebsdauer, und speichert diese in dem Parameterspeicher 20 ab, so dass die Programmiereinheit 28 diese Betriebsdaten über die Datenschnittstelle 26 auslesen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Handwerkzeugmaschine
- 12
- Elektromotor
- 14
- Treiberschaltung
- 16
- Mikrocontroller
- 18
- Programmspeicher
- 20
- Parameterspeicher
- 22
- Arbeitsspeicher
- 24.1–24.5
- Sensoren
- 26
- Datenschnittstelle
- 28
- Programmiergerät
