导引机构、传感器装置和方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术设置有一种尤其是用于导引机构的传感器装置，所述传感器装置具有传感器和测评装置。所述测评装置在由所述传感器所检测到的振动信号的基础上获取导引组件的运动分布，其中所述运动分布的一部分用于进行疲劳探测。作为替代方案或者补充方案能够规定，对由所述传感器所检测到的振动信号进行滤波或者数字滤波并且在所述经过滤波的或者经过数字滤波的信号的基础上获取所述导引组件的运动分布。

Guidance mechanism, sensor device and method

【技术实现步骤摘要】
导引机构、传感器装置和方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的导引机构、尤其是线性导引机构或者旋转导引机构。此外，本专利技术涉及一种用于导引机构的传感器装置和一种利用导引机构进行的方法。
技术介绍
从现有技术中已知利用传感器对线性导引机构的疲劳、比如材料疲劳进行监控。比如在DE112005002077T5中通过振动传感器对线性滚动轴承进行监控。在DE102015201121A1中通过对于固体声振动的截取来对具有至少一排滚动体的线性运动装置进行监控。
技术实现思路
相对于此，本专利技术的任务是，提供一种导引机构，该导引机构能够以装置技术上简单的方式来可靠地得到监控。此外，应该提供一种传感器装置，用该传感器装置能够以装置技术上简单的方式来比如对导引机构进行可靠的监控。此外，本专利技术的任务是，提供一种利用导引机构进行的方法，用所述方法能够以简单的方式对所述导引机构进行可靠的监控。关于所述导引机构的任务根据权利要求1的特征得到解决，关于所述传感器装置的任务根据权利要求14的特征得到解决，并且关于所述方法的任务根据权利要求15的特征得到解决。本专利技术的有利的改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术设置有一种导引机构或者线性导引机构或者旋转导引机构，其中所述导引机构具有导引构件和导引组件。所述导引组件在此在所述导引构件上得到导引并且能够相对于所述导引构件运动。所述导引构件比如是导轨或者导引主轴。所述导引组件比如能够是滚珠螺母或者导座。有利地在所述导引组件中设置有传感器以用于检测振动信号或者振动。此外，有利地在所述导引组件中设置有测评装置，该测评装置用于对由所述传感器所检测到的振动信号或者由所述传感器所获取的数据进行测评。能够有利地尤其由所述测评装置在由所述传感器所检测到的振动信号的基础上来获取所述导引组件的运动分布（Bewegungsprofil）。此外，能够有利地将所述运动分布的一部分的振动信号用于进行疲劳探测并且/或者探测润滑状态并且/或者探测装配质量，这有利地在进行疲劳探测时实现计算能力的节省，因为不是对整个运动分布进行测评。作为替代方案或者补充方案能够规定，尤其由所述测评装置对由所述传感器所检测到的振动信号进行了数字滤波。而后能够在所述经过数字滤波的信号的基础上获取所述导引组件的运动分布，这同样实现计算能力的节省。通过根据本专利技术的导引机构，由此能够用较小的计算耗费来进行疲劳探测。由于小的计算耗费，对所述测评装置来说需要的能量较少。由此，所述测评装置能够构造得例如较小或者通过下述能源来供给，所述能源构造小并且/或者提供较少的能量。由此所述导引机构的装置技术上的耗费下降。用所述传感器比如能够探测到所述导引机构的和/或导引组件的磨损并且以小的计算耗费在数据分析的基础上比如进行目标指向的前瞻性的保养，由此能够以简单的方式减少未经计划的停止状态。根据本专利技术的疲劳探测能够极其有利地用在所述导引机构或者所述导引组件中，因为对于所述导引机构或者导引组件来说疲劳探测的预测精度和预测可靠性明显比比如径向轴承复杂并且由此降低的计算耗费实现了大的优点。如果将所述导引机构比如用在工具机中，那么所述振动信号就可能基于大量的影响、像比如基于所述组件的装配、基于运转参数、像比如进给率、基于转速、基于起作用的力、基于加速度、基于负荷、基于颗粒和老化现象。由此，对于根据本专利技术的导引机构来说，通过所述小的计算耗费不必在外部、比如通过互联网或者通过云来执行计算运算，而是能够自给自足地以小的装置技术上的耗费通过所述导引组件中的测评装置来设置计算运算。通过所述测评装置的简化的设计和更少的所需要的能量，所述测评装置也能够有利地以小的构造空间需求来使用，这一点对于导引机构来说极其有利，因为在这里通常较小的构造空间可供使用。在本专利技术的另一种设计方案中，尤其能够由所述测评装置来获取所述振动信号的频带或者所述运动分布的一部分的振动信号的频带。所述频带而后能够由所述测评装置用于疲劳探测。由此，对于所述疲劳探测来说，不是使用所述振动信号的整个频谱，而是仅仅使用一个频带，这节省了计算功率。有利地根据所述导引组件的速度来获取所述频带。由此，能够在所算出的速度的基础上估计并且/或者从数据库中得知对所述疲劳探测来说必要的频带并且通过滤波来消除不必要的频带。通过所述滤波，由此不再需要对于整个频谱进行计算。通过与所算出的速度的相关性，能够以简单的方式来计算对所述疲劳探测来说必要的频带。信号分析或者疲劳探测而后还能够仅仅在这个频带中进行。由此，能够进一步显著地降低用于所述测评装置的数据量并且由此降低必要的计算耗费。通过所获取的频带，而后能够滤出快速的变化、所谓的谐波（Harmonics）并且由此在进行信号分析或者疲劳探测时能够有针对性地探测到在存在连续的疲劳时出现的缓慢的连续的变化。由此不必通过离散的模式在所述振动信号的频谱中计算理论上的损伤频率，这由于导引机构中的大量的对疲劳探测的影响而会导致结果不充分。在本专利技术的另一种设计方案中如此进行所述数字滤波，使得所述导引组件的运动分布的至少一部分或者所有运动分布能够获取并且/或者能够彼此界定。而后能够如前面已经提出的那样有利地仅仅为所述运动分布的一部分进行所述疲劳探测或者状态探测。优选通过低通滤波来进行所述数字滤波。这具有以下优点，即：对于加速度分布的识别以低的频率来进行，因为在此能够实现所述运动分布的部分的更加可靠的识别和/或可界定性。高的被滤出的频率更确切地说适合于随后的疲劳探测或者能够在随后的疲劳探测中一同加以考虑。换句话说，通过所述数字滤波能够识别所述运动的不同的分布。借助于低通滤波器，能够从原始信号或者振动信号中提取并且探测不同的运动分布。作为通过低通滤波进行的数字滤波的替代方案或者补充方案，能够通过离散的小波变换（DTW）进行数字滤波。在这种情况下，比如能够并行地在不同的频带中执行对于所述运动分布或者加速度分布的不同的部分的识别。优选通过所述测评装置能够获取所述导引组件的以下运动分布中的一种或者多种运动分布：停止状态分布，在所述停止状态分布中所述导引组件停止不动；起动公布，在所述起动分布中所述导引组件被从所述停止状态置于运动之中；加速度分布，对于所述加速度分布来说所述导引组件的速度被提高；恒定速度的分布，在所述恒定速度的分布中所述导引组件以恒定的速度运动；制动分布，在所述制动分布中所述导引组件得到制动，尤其直至停止状态。所述不同的运动分布的获取如前面已经提到的那样具有以下优点，即：只能在一种特定的或者多种特定的运动分布中执行疲劳识别或者疲劳探测。因此，比如为了避免不受欢迎的加速度影响而以所述恒定速度的分布来执行所述疲劳探测。此外，有利的是，所述疲劳识别不取决于变化的运转参数、像比如进给速度以及环境干扰，所述进给速度的变化会明显地改变出现的振动并且会不断地移动固定的探测阈值。而后在对于所述起动分布和/或加速度分布而言的振动信号的基础上，能够有利地在紧接着的恒定速度的分布中计算所述导引组件的所达到的速度。尤其比如能够通过加速度曲线之下的面积来获取所述加速度的强度和持续时间。随着对于所述速度的获取，而后能够有利地将在进行疲劳探测时所获取的特征无干扰地基准化或者标准化到所述速度。由此能够避免，所述导引组件的、导致变化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.导引机构，其具有导引构件（1；12）并且具有通过所述导引构件（1；12）来得到导引的并且能运动的导引组件（2；14），其中在所述导引组件（2；14）中设置有用于检测振动信号（22）的传感器（6），并且其中在所述导引组件（2；14）中设置有用于对由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）进行测评的测评装置（8），其特征在于，在由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）的基础上获取所述导引组件（2；14）的运动分布（26），并且所述运动分布（26）的一部分的振动信号（22）用于进行疲劳探测，并且/或者对由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）进行数字滤波并且在所述经过数字滤波的信号的基础上获取所述导引组件（2；14）的运动分布（26）。

【技术特征摘要】
2018.03.27 DE 102018204648.41.导引机构，其具有导引构件（1；12）并且具有通过所述导引构件（1；12）来得到导引的并且能运动的导引组件（2；14），其中在所述导引组件（2；14）中设置有用于检测振动信号（22）的传感器（6），并且其中在所述导引组件（2；14）中设置有用于对由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）进行测评的测评装置（8），其特征在于，在由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）的基础上获取所述导引组件（2；14）的运动分布（26），并且所述运动分布（26）的一部分的振动信号（22）用于进行疲劳探测，并且/或者对由所述传感器（6）所检测到的振动信号（22）进行数字滤波并且在所述经过数字滤波的信号的基础上获取所述导引组件（2；14）的运动分布（26）。2.根据权利要求1所述的导引机构，其中获取所述振动信号（22）的频带，其中所述频带考虑用于由所述测评装置（8）进行疲劳探测。3.根据权利要求1或2所述的导引机构，其中所述数字滤波通过低通滤波并且/或者通过离散小波变换来进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的导引机构，其中通过所述测评装置（8）能够获取所述导引组件的运动分布的一个部分或者多个部分，其中所述一个部分或者多个部分是以下部分中的一个部分或者多个部分：停止状态分布和/或起动分布和/或加速度分布和/或恒定速度的分布和/或制动分布。5.根据权利要求4所述的导引机构，其中所述测评装置（８）在所述恒定速度的运动分布（26）中执行所述疲劳探测，并且/或者其中借助于所述振动信号（22）获取所述导引组件（2；14）的速度。6.根据权利要求5所述的导引机构，其中借助于所述起动分布并且/或者借助于所述加速度分布来获取速度。7.根据前述权利要求中任一项所述的导引机构，其中所述测评装置（8）在所获取的频带中或者在所述振动信号中获取一个或者多个特征。8.根据权利要求7所述的导引机构，其中所述一个或者多个特征从以下特征中选出：平均值、绝对中位差（MAD）、均方根；并且/或者其中通过所述测评装置（8）用所获取的速度使所获取的一个或多个特征标准化；并且/或者其中由所述测评装置（8）以多个所获取的不同类型的特征使这些特征相组合，并且/或者其中所述测评装置（8）在所述一个或多个特征或者所组合的特征扩大时输出警告和/或警报。9.根据前述权利要求中任一项所述的导引机构，其中所述导引组件是导座（14）并且所述导引构件是导轨（12），并且其中在所述导座（14）上固定有壳体（16），所述壳体具有所述传感器（6）和/或所述测评装置（8），其中所述壳体（16）布置在所述导座（14）的沿着纵向方向指向的一侧上，并且/或者其中所述壳体（16）搭接着或者部分地包围或者完全包围所述导轨（12），或者其中所述导引组件是螺母（2）并且所述导引构件是导引主轴（1），并且其中在所述螺母（2）上固定有壳体（4），所述壳体具有所述传感器（6）和/或所述测评装置（8），其中所述壳体（4）在轴向上布置在所述螺母（2）上，并且/或者其中所述壳体（4）搭接着或者部分地...

【专利技术属性】
技术研发人员：A曼索尔，L兰普雷希特，M舍伦贝格，R埃伦普福特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE