DE102010050837A1 - Method for monitoring functional state of screw, involves stopping failure occurred in motor function, when slope of detected drive torque is lower than predetermined threshold value - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Funktionszustands eines Gewindetriebs. Gewindetriebe dienen dazu, eine Rotation in eine Translation zu übersetzen. Dabei wird ein Antriebsmoment (üblicherweise ein Drehmoment) in eine Kraft (üblicherweise eine Schub- oder Zugkraft) übersetzt oder umgekehrt.The present invention relates to a method for monitoring the functional state of a screw drive. Screw drives serve to translate a rotation into a translation. In this case, a drive torque (usually a torque) is translated into a force (usually a push or pull force) or vice versa.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, Maschinen- bzw. Funktionszustände durch Messung geeigneter Größen zu überwachen (sog. Condition Monitoring), um die Sicherheit und Maschineneffizienz zu erhöhen. Dazu werden die einzelnen Maschinenkomponenten mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die geeignete Größen, wie z. B. Schall oder Schwingungen der Komponenten, messen bzw. erfassen und die Messwerte einem Auswertesystem zuführen. Das Auswertesystem wertet die Messwerte aus, um beispielsweise Sicherheitsprobleme zu erkennen und die Maschine abzuschalten oder den Maschinenzustand langfristig zu überwachen, um auszutauschende bzw. instand zu setzende Maschinenkomponenten zu identifizieren. Diese Überwachung löst die bisher übliche präventive Instandhaltung ab, bei der in festen Zeitabständen Maschinenkomponenten überprüft bzw. ausgetauscht werden. Die präventive Instandhaltung führt nämlich häufig dazu, dass intakte Bauteile ausgetauscht und vorhandene Restlaufzeiten nicht genutzt werden oder dass umgekehrt ein Defekt vor der Instandhaltung auftritt.It is known to monitor machine or functional states by measuring suitable variables (so-called condition monitoring) in order to increase safety and machine efficiency. For this purpose, the individual machine components are equipped with different sensors, the appropriate sizes, such. B. sound or vibrations of the components, measure or capture and supply the measured values to an evaluation system. The evaluation system evaluates the measured values in order, for example, to detect safety problems and to switch off the machine or to monitor the machine condition in the long term in order to identify machine components that are to be replaced or repaired. This monitoring replaces the previous preventive maintenance, in which machine components are checked or replaced at fixed intervals. In fact, preventive maintenance often means that intact components are replaced and existing residual maturities are not used or, conversely, that a defect occurs prior to maintenance.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist jedoch, dass die Ausstattung von Maschinen mit entsprechenden Erfassungseinrichtungen relativ aufwendig ist, da sämtliche zu überprüfende Komponenten mit einem oder mehreren Sensoren ausgerüstet werden müssen. Weiterhin unterliegen die Messwerte während des Betriebs der Maschine Störungen, die durch den normalen Bearbeitungsprozess hervorgerufen werden (z. B. Geräusch durch zerspanende Bearbeitung usw.), sodass die Maschinenüberwachung oftmals außerhalb des Bearbeitungsprozesses erfolgen muss. Für Gewindetriebe sind kaum geeignete Überwachungsverfahren verfügbar. Beispielsweise ist ein bevorstehender Ausfall mittels einer Reibungsmessung erst feststellbar, wenn die Funktion schon nicht mehr vollständig gegeben ist.A disadvantage of the known solution, however, is that the equipment of machines with corresponding detection devices is relatively expensive, since all components to be tested must be equipped with one or more sensors. Furthermore, the measured values during operation of the machine are subject to disturbances that are caused by the normal machining process (eg noise due to machining, etc.), so that machine monitoring often has to be performed outside the machining process. For screw drives, hardly any suitable monitoring methods are available. For example, an impending failure by means of a friction measurement can only be determined when the function is no longer completely given.
Es ist somit erwünscht, ein brauchbares Verfahren zur Überwachung des Funktionszustands eines Gewindetriebs anzugeben.It is thus desirable to provide a useful method for monitoring the operating condition of a screw drive.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überwachung des Funktionszustands eines Gewindetriebs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for monitoring the functional state of a screw drive with the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich das Entlastungsverhalten von Gewindetrieben bereits vor dem Ausfall grundlegend ändert. Insbesondere ist der Verlauf des Antriebsmoments beim Entlasten nicht mehr mit der Kraft korreliert. Damit kann auf einfache Weise durch Überwachung des Antriebsmoments insbesondere beim Entlasten auf den Funktionszustand des Gewindetriebs geschlossen werden. Dies kann beispielsweise durch Vergleich mit einem Referenzverlauf oder auf besonders einfache aber dennoch zuverlässige Weise durch Schwellwertvergleich geschehen. Unterschreitet das Antriebsmoment beim Entlasten einen vorgebbaren Schwellwert, kann auf einen bevorstehenden Defekt bzw. Funktionsverlust des Gewindetriebs geschlossen werden.The invention is based on the recognition that the unloading behavior of screw drives already fundamentally changes before the failure. In particular, the course of the drive torque during unloading is no longer correlated with the force. This can be concluded in a simple manner by monitoring the drive torque, in particular when relieving the functional state of the screw drive. This can be done for example by comparison with a reference curve or in a particularly simple yet reliable way by threshold comparison. If the drive torque falls below a predefinable threshold value during unloading, an imminent defect or loss of function of the screw drive can be inferred.
Da das Antriebsmoment besonders einfach zu erfassen ist, beispielsweise über die Stromaufnahme eines den Gewindetrieb antreibenden Elektromotors, handelt es sich um eine Lösung, die auch bei bereits vorhandenen Gewindetrieben ohne großen Aufwand nachträglich implementierbar ist. Zusätzliche Sensorik ist im Allgemeinen nicht notwendig.Since the drive torque is particularly easy to detect, for example on the current consumption of a screw motor driving electric motor, it is a solution that can be subsequently implemented without much effort even with existing screw. Additional sensor technology is generally not necessary.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann der Ausfall eines Gewindetriebes frühzeitig vorhergesagt werden, bevor die Funktion tatsächlich beeinträchtigt wird, sodass eine ausreichend lange Reaktionszeit für Wartungsmaßnahmen bleibt. Es hat sich gezeigt, dass eine erforderliche Wartung oder Instandsetzung nicht nur wenige Stunden, sondern bis zu mehrere Tage im Vorhinein ersichtlich wird.With the solution according to the invention, the failure of a screw drive can be predicted early, before the function is actually impaired, leaving a sufficiently long response time for maintenance. It has been shown that a required maintenance or repair not only a few hours, but up to several days in advance is apparent.
Das beschriebene Verfahren erfordert keine besonderen Signalauswertungen, Signalaufbereitungen oder Fachkenntnisse. Es ist einfach und von Jedermann nachzuvollziehen und anzuwenden. Zur Realisierung genügt bspw. die Implementierung einer einfachen Logikoperation in das Steuergerät des Antriebes.The method described requires no special signal evaluations, signal processing or expertise. It is easy to understand and apply by everyone. To implement, for example, the implementation of a simple logic operation in the control unit of the drive is sufficient.
Die Erfindung kann überall angewandt werden, wo der Zustand eines Gewindetriebes über seine Gebrauchsdauer überwacht werden soll (Condition Monitoring). Insbesondere ist eine Überwachung während des Normalbetriebs möglich. Ein spezieller Testbetrieb ist nicht notwendig.The invention can be used anywhere where the condition of a screw drive to be monitored over its service life (Condition Monitoring). In particular, monitoring during normal operation is possible. A special test operation is not necessary.
Das Verfahren ist für unterschiedliche Typen von Gewindetrieben, insbesondere Rollengewindetriebe, aber auch Trapezgewindetriebe, Kugelgewindetriebe, Spitz- und Rundgewindetriebe geeignet.The method is suitable for different types of screw drives, in particular roller screws, but also trapezoidal screws, ball screws, round and round screws.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät eines Antriebs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An arithmetic unit according to the invention, for. As a control device of a drive is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intraet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the invention in the form of software is advantageous because this allows very low cost, especially if an executing processing unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for the provision of the computer program are in particular floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. a. m. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, Intraet etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenbeschreibungfigure description
In
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Überwachung des Funktionszustands des Gewindetriebs das Drehmoment M während des Entlastens überwacht.According to a preferred embodiment of the invention, the torque M is monitored during the unloading to monitor the functional state of the screw drive.
Beispielhafte Drehmomentverläufe, die einen funktionsfähigen Gewindetrieb bzw. einen Gewindetrieb, bei dem ein Funktionsausfall bevorsteht, kennzeichnen, werden im Folgenden unter Bezugsnahme auf die
In den
In
Dieses charakteristische Abnahmeverhalten des Moments bleibt im Wesentlichen über die gesamte Betriebsdauer vergleichbar und verändert sich kaum. Beispielsweise zeigt
Steht ein Ausfall des Gewindetriebs bevor, zeigt das Betriebsverhalten einen vollkommen anderen Verlauf, wie er beispielsweise in
In
Durch Vergleich der
Claims (7)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017048788A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | Tolomatic, Inc. | Actuator diagnostics and prognostics |
DE102018209703A1 (en) | 2018-06-15 | 2019-12-19 | Skf Motion Technologies Ab | Unit for a linear actuator |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017048788A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | Tolomatic, Inc. | Actuator diagnostics and prognostics |
CN108025431A (en) * | 2015-09-14 | 2018-05-11 | 拓诺麦公司 | Actuator diagnostics and prediction |
US10907722B2 (en) | 2015-09-14 | 2021-02-02 | Tolomatic, Inc. | Actuator diagnostics and prognostics |
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