一种测量系统(2)，该测量系统被配置成用于确定与涉及移动的设备(4)的工作过程相关的至少一个设备参数，该系统(2)包括处理单元(6)和至少一个测量单元(8)，该测量单元(8)被配置成用于布置在所述设备(4)处并且用于测量与工作过程相关的移动，所述至少一个测量单元(8)包括至少一个传感器构件(10)，至少一个传感器构件(10)被配置成用于至少测量加速度，并且据此产生至少一个传感器信号(12)，并且将所述信号(12)施加到所述处理单元(6)。至少一个测量单元(8)被配置成布置在所述设备(4)处，使得至少一个测量单元(8)，在测量过程期间，在沿环路轨迹的向前和向后两个方向上，在环路(14)中重复地移动，从而展现环路轨迹，并且用于在所述测量过程中执行至少加速度的测量，其中，所述处理单元(6)被配置成用于确定在所述测量的至少加速度中指示的工作过程移动的所述至少一个设备参数，并且仅基于所述测量的至少加速度，以及其中所述处理单元(6)被配置为仅基于所述加速度的一个或多个参数来计算所述至少一个设备参数的测量。一个设备参数的测量。一个设备参数的测量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量系统和与测量系统相关的方法
[0001]本公开涉及一种测量系统，并且涉及一种与测量系统相关的方法，该测量系统能够确定反映至少一个设备参数的测量，该至少一个设备参数与由设备执行的工作过程移动相关。该测量可以反映例如性能退化、垂直度误差等，并且还可以被应用来改善设备的性能，例如，通过校准或调谐。
技术介绍
[0002]在许多情况下，工业使用不同类型的机器来移动、处理和制造不同部件。这涉及需要能够按顺序监测这种机器的状态，以便例如能够及时进行维修和调整以避免停工或正在制造的零件的精度的损失。目标是通过测量解决方案来检测机器参数及其变化，该测量解决方案可以集成到机器中并且可以使灵活的测量自动化成为可能。这导致了对于机器参数的可负担得起的定期监测的可能性。这种关于机器状态和能力的更新信息可以支持例如通过防止昂贵的故障来达到更高的效率和资源利用率的决定。
[0003]在制造中提高生产率和质量的重要性引起对工业机械的可控性的更高要求。在机床或工业操纵器的情况下，这导致需要将更多的测量系统集成到这样的设备中以及更频繁地实施测量。机床和工业操纵器的轴线使得设备部件能够在这种设备的全局坐标系中相对运动。然而，由于这些设备的例如装配误差、安装或操作使用，实际性能将偏离标称性能。这种偏离取决于时间和操作，因为在该轴线的移动中所涉及的部件由于磨损而退化。这导致设备精度的损失并且可能导致设备故障。集成测量与适当的信号处理和分析一起允许这些设备的先进操作和预测性维护。
[0004]当前的实践包括使用特殊仪器，所谓的“球杆仪(ballbar)”，该特殊仪器装配在工件保持器和工具保持器之间来测试机器执行圆周运动的能力。仪器中的测量装备用于记录与圆的偏差。可以在不同的时间示例执行各种这样的测试，并且可以将结果进行比较以提供关于各种机器参数的信息，诸如圆度、伺服响应、直线性、游隙等。测试也可以以各种进给速率、以各种进给方向和使用各种长度的杆进行，并将工件保持器放置在系统工作空间中的各种不同位置。然而，仍然存在不灵活和不可能使测量自动化的缺点。
[0005]欧洲专利EP
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3059548涉及一种用于确定机械装置的机器参数的方法，在该机械装置中，第一元件和第二元件是以可设定的移动模式相互可移动的。通过确定标称移动路径与实际移动路径之间的差异，可以确定指示机械装置的状况的机器参数。
[0006]US
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2018/094946是公开了相关
技术介绍
的另一个专利文献，并且涉及一种惯性测量单元(IMU)，该惯性测量单元确定线性轴的性能退化并且包括加速度计，当该加速度计布置在包括运动构件和基部构件的线性轴的运动构件上时来测量运动构件的加速度，以及响应于运动构件的移动提供运动构件的位移。惯性测量单元还包括速率陀螺仪，该速率陀螺仪测量运动构件的运动的角速率；以及响应于运动构件的移动为运动构件提供屈服角，其中位移和屈服角基于运动构件沿着基部构件的线性移动的误差来确定线性轴的性能退化。
[0007]US
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8401691提供了一种动态测量方法和系统，该动态测量方法和系统用于使用一
个或更多个激光干涉仪和MEMS加速计来周期性地确定机器和工具中的一个或更多个相对于工件的实际位置。
[0008]US
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9144869涉及一种机器运动轨迹测量装置，包括加速度计，该加速度计用于测量在控制机器位置的设备中使用的机器的运动轨迹。
[0009]US
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5834623涉及在数控机床中提供角误差的高精度周期性校准的设备和方法。
[0010]US
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2018/0133860涉及一种包括三轴加速度传感器的运动轨迹测量设备，该三轴加速度传感器测量运动轨迹测量对象的加速度并且将结果作为加速度传感器信号输出。
[0011]当应用于特定环境中时，目前已知的解决方案经常被证明是相当令人满意的结果，然而，仍然存在用于实现更自动化、稳健和经济的解决方案的空间。这些已知方法对于传感器相对于轴线运动方向、相对于机器的坐标系或相对于彼此(如果存在多于一个传感器)的未对准是敏感的。对准中的不确定性是使用加速度计进行精确的运动轨迹测量的重要障碍之一。此外，在这些已知解决方案中的一些解决方案中，也需要来自机器的位置信号以便执行计算。
[0012]本专利技术的目的是实现具有改进的和新颖能力的测量系统，以及涉及该测量系统的方法，其中，该改进在于更高的精度、稳健性和用户友好性以及更广泛的应用范围，例如，与当前应用的系统和方法相比，用于性能退化的识别和监测、错误检测、操作行为的改变以及校准和监测。
技术实现思路
[0013]通过根据独立权利要求的本专利技术实现或至少缓解了上述目的。
[0014]在从属权利要求中阐述了优选实施例。
[0015]根据第一方面，本专利技术涉及一种测量系统(2)，该测量系统(2)被配置成用于确定与涉及移动的设备(4)的工作过程相关的至少一个设备参数，该系统(2)包括处理单元(6)和至少一个测量单元(8)，该测量单元被配置成用于布置在所述设备(4)处并且用于测量与工作过程相关的移动。至少一个测量单元(8)包括至少一个传感器构件(10)，至少一个传感器构件被配置成用于至少测量加速度，并且用于根据测量的加速度产生至少一个传感器信号(12)，并且用于将所述信号(12)施加至所述处理单元(6)。此外，至少一个测量单元(8)被配置成布置在所述设备(4)处，使得至少一个测量单元(8)，在测量过程期间，在沿着环路轨迹(14)的向前和向后两个方向上在环路(14)中重复地移动，从而展现环路轨迹，并且用于在所述测量过程中执行至少加速度的测量，其中，所述处理单元(6)被配置成用于确定在所述测量的至少加速度中指示的工作过程移动的所述至少一个设备参数，并且仅基于所述测量的至少加速度，其中，所述处理单元(6)被配置为仅基于所述加速度的一个或多个参数来计算所述至少一个设备参数的测量。
[0016]根据第二方面，本专利技术涉及一种与测量系统(2)相关的方法，该测量系统被配置成用于确定与涉及移动的设备(4)的工作过程相关的至少一个设备参数。
[0017]该方法包括：
[0018]‑
将包括至少一个传感器构件(10)的至少一个测量单元(8)布置在所述设备(4)处；
[0019]‑
通过至少测量加速度来测量与工作过程相关的移动，以及
[0020]‑
据此产生至少一个传感器信号(12)，并且将所述信号(12)施加到处理单元(6)，
[0021]在所述设备(4)处布置所述测量单元的方法步骤包括：布置测量单元，使得在测量过程期间至少一个测量单元(8)沿环路轨迹(14)在向前和向后两个方向上在环路(14)中重复地移动，以展现环路轨迹。
[0022]该方法还包括：
[0023]‑
在所述测量过程期间执行至少加速度的测量，
[0024]‑
确定在所述测量的至少加速度中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测量系统(2)，所述测量系统(2)被配置成用于确定与涉及移动的设备(4)的工作过程相关的至少一个设备参数，所述系统(2)包括处理单元(6)和至少一个测量单元(8)，所述测量单元(8)被配置成用于布置在所述设备(4)处并且用于测量与所述工作过程相关的移动，所述至少一个测量单元(8)包括至少一个传感器构件(10)，所述至少一个传感器构件(10)被配置成用于测量至少加速度，并且根据测量的加速度产生至少一个传感器信号(12)，并且将所述信号(12)施加到所述处理单元(6)，其特征在于，所述至少一个测量单元(8)被配置成布置在所述设备(4)处，使得所述至少一个测量单元(8)，在测量过程期间，在沿着环路轨迹(14)的向前和向后两个方向上，在环路(14)中重复地移动，从而展现环路轨迹，并且用于在所述测量过程中执行至少加速度的测量，其中，所述处理单元(6)被配置成用于确定在所述测量的至少加速度中指示的工作过程移动的所述至少一个设备参数，并且仅基于所述测量的至少加速度，以及其中所述处理单元(6)被配置为仅基于所述加速度的一个或多个参数来计算所述至少一个设备参数的测量。2.根据权利要求1所述的测量系统(2)，其中，所述测量单元沿着所述环路的移动使得沿着所述环路运动命令恒定标称速度。3.根据权利要求1或2所述的测量系统(2)，其中所述处理单元(6)被配置成基于环路移动中的例如偏差和/或误差的运动分量来确定工作过程移动的所述至少一个设备参数。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的测量系统(2)，其中所述至少一个传感器构件(10)还被配置成用于测量角速率，并且根据角速率产生至少一个传感器信号(12)，并且将所述至少一个传感器信号(12)施加到所述处理单元(6)，其中，所述至少一个测量单元(8)在测量过程期间被配置为在所述测量过程期间执行角速率的测量，并且其中，所述处理单元(6)被配置成用于确定在所述测量单元(8)的所述测量的加速度和所述测量的角速率中指示的工作过程移动的所述至少一个设备参数，并且仅基于所述测量的加速度和所述测量的角速率，并且其中所述处理单元(6)被配置成仅基于所述加速度和所述角速率中的一个或多个参数来计算所述至少一个设备参数的测量。5.根据权利要求4所述的测量系统(2)，其中所述传感器构件(10)包括例如三轴加速度计的三轴加速度测量装置和例如三轴陀螺仪的三轴角速率测量装置，以便沿着环路轨迹提供六个自由度信息。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的测量系统(2)，其中所述加速度的所述一个或多个参数，并且如果适用的话还有角速率的一个或多个参数，是从所述传感器构件的至少两个轴线获取的信号之间的相移。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的测量系统(2)，其中，所述环路轨迹具有围绕自身弯曲并且与穿过自身的形状，例如圆形或椭圆形。8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量系统(2)，其中，所述处理单元(6)被配置成用于通过应用被适配于环路类型的预定拟合技术以及误差对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡罗利，
申请(专利权)人：安德里亚斯，
类型：发明
国别省市：
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