DE102011004434A1

DE102011004434A1 - Laser-Ausrichtsystem zur Messung einer Ausrichtung rotierender Maschinenteile sowie Verfahren zur Aufbereitung von Messergebnissen eines Laser-Ausrichtungssystems

Info

Publication number: DE102011004434A1
Application number: DE102011004434A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gitzen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-08-23
Also published as: WO2012113684A1; US20140198312A1; EP2678635A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laser-Ausrichtsystem (04) zur Messung einer Ausrichtung rotierender Maschinenteile (01, 02) mit mindestens einer ersten Laser-Sende-Empfangseinheit (06). Erfindungsgemäß umfasst die erste Laser-Sende-Empfangseinheit (06) eine Auswerteeinheit (12) und einen Webserver (13) mit einer Netzwerkschnittstelle zur Bereitstellung von Daten der Auswerteeinheit (12) über ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll. Die Erfindung betrifft daneben ein Verfahren zur Aufbereitung von Messergebnissen eines Laser-Ausrichtungssystems (04), bei dem die Messergebnisse durch einen Webserver (13) bereitgestellt werden und in einem Client (17) darstellbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laser-Ausrichtsystem zur Messung einer Ausrichtung rotierender Maschinenteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung der Messergebnisse eines solchen Systems.
Unter Ausrichtung ist hierbei in erster Linie eine Überprüfung auf Parallelität und/oder Achsversatz beispielsweise zweier durch eine Kupplung miteinander verbundener Wellen zu verstehen. Mit weiteren Einstellmitteln kann die eigentliche Ausrichtung vorgenommen und mittels des Laser-Ausrichtsystems überprüft werden.
Solche Systeme kommen überall dort zum Einsatz, wo das genaue Ausrichten und/oder Vermessen von Maschinen, Maschinenteilen oder sonstigen Teilen nötig ist. Sie ermöglichen die Messung von Versatz in Winkel oder Position und/oder Parallelität, beispielsweise für die Ausrichtung von Generatoren und Getrieben in Windkraftanlagen, zur Ausrichtung von Maschinen-, Getriebe- oder Propellerwellen oder für die Ausrichtung von Pumpen und Motoren in allen Industriezweigen.
Gattungsgemäße Ausrichtgeräte umfassen typischerweise eine oder mehrere Laser-Messeinheit, die auf den rotierenden Maschinenteilen montiert wird, und ein Anzeige-/Bediengerät zum Konfigurieren der Messeinrichtung und zum Ablesen der Messwerte.
In der DE 20 2009 017 510 U1 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Achslage zweier Maschinenspindeln beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine erste Messeinheit mit einer Lichtquelle und einem optischen Detektor und eine zweite Messeinheit mit einem Reflektorprisma. Die Messeinheiten sind gegenüberliegend an den Maschinenteilen so angeordnet, dass der Strahl der Lichtquelle so auf das Reflektorprisma trifft, dass er zurück auf den in der ersten Messeinheit angeordneten Detektor ortsaufgelöst reflektiert wird. Aus der Wanderung des Auftreffpunktes des Lichtstrahls auf dem Detektor während der gemeinsamen Drehung der Maschinenteile kann eine Fehlausrichtung bestimmt werden.
Die DE 101 09 462 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der Achslage zweier Spindeln. Die Vorrichtung umfasst eine optische Sendeeinrichtung und eine optische Empfangseinrichtung, welche jeweils in mindestens drei unterschiedliche Drehlagen gebracht werden. Eine Auswerteelektronik ermittelt von den registrierten Auftreffpunkten einen Kreis, aus dessen Mittelpunktskoordinaten und Radius auf die Achslage geschlossen werden kann.
Aus der DE 101 32 142 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten von Maschinenwellen bekannt, bei der ein tragbarer Rechner mit Eingabevorrichtung und Display vorgesehen ist, um mechanische oder optische Messmittel zur Bestimmung des translatorischen und angularen Versatzes abzufragen. Der tragbare Rechner dient mit seiner optischen Sende- und Empfangseinrichtung zunächst dazu, die relevanten Maschinendimensionen zu erfassen. Dazu muss der tragbare Rechner manuell auf eine Mittelebene ausgerichtet und während der Messung ruhig gehalten werden.
Verschiedene Hersteller bieten Laser-Ausrichtsysteme an, die jeweils über eine eigene Benutzerschnittstelle mit Anzeige- und Eingabemöglichkeit verfügen.
Beispielsweise verfügt das System Easy-Laser des Herstellers Dalmalini über ein Anzeigegerät mit einem Rechner, dass per Kabel oder mit kabelloser (Bluetooth-)Kommunikation mit den Messeinheiten verbunden ist. Das Anzeigegerät umfasst dabei einen Bildschirm zur Anzeige der Messergebnisse und eine Tastatur zur Eingabe von Daten. Nach erfolgter Messung kann ein Bericht im PDF-Format mit Grafiken und Messwerten direkt am Anzeigegerät des Messsystems erstellt werden. Die Messungen können auf Wunsch auf einem USB-Speicherstick gespeichert werden. Das Anzeigegerät kann außerdem zum Datenaustausch über die USB-Schnittstelle mit einem Computer verbunden werden.
Die bekannten Systeme sind durch ihre individuellen Anzeigegeräte mit jeweils eigenen Datenstandards und Schnittstellen teuer in der Herstellung und untereinander nicht kombinierbar. In der Regel sind die Wellenausrichtsysteme mit jeweils einer eigenen Konfigurations- und Auswertesoftware ausgestattet, die keine Kommunikation mit herkömmlichen Endgeräten wie PDA's, Laptops, Smartphones oder dergleichen gestattet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kostengünstig herstellbares Laser-Aussichtsystem mit verbesserten, vorzugsweise systemübergreifend nutzbaren Anzeige- und Auswertemöglichkeiten bereit zu stellen.
Die Lösung der Aufgabenstellung gelingt durch ein Laser-Ausrichtsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Ein erfindungsgemäßes Laser-Ausrichtsystem umfasst mindestens eine erste Laser-Sende-Empfangseinheit und einen ersten Reflektor, die in bekannter Weise ausgeführt sind.
Die Laser-Sende-Empfangseinheit umfasst eine Auswerteeinheit und einen Webserver mit einer geeigneten Netzwerkschnittstelle. Vorzugsweise wird ein LAN, WLAN oder WAN-Netzwerk verwendet. Ebenso ist es möglich, ein Peer-to-Peer-Netzwerk aufzubauen, das die erforderlichen Funktionalitäten erfüllt. Der Fachmann kann die geeignete Technologie entsprechend der Anforderungen auswählen.
Der Webserver dient der Bereitstellung von Daten der Auswerteeinheit mit einem standardisierten Kommunikationsprotokoll, welches durch unterschiedliche, entfernte Geräte ausgewertet werden kann.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass auf die bisher erforderlichen herstellerspezifischen Handgeräte verzichtet werden kann, weil die Daten des Webservers mit jedem üblichen internetfähigen Endgerät in einem Webbrowser oder speziellen Clients darstellbar sind.
Als Endgeräte kommen dabei beispielsweise PDA's, Tablet-PC's, Smartphones oder Laptops in Frage. Das Endgerät braucht dabei lediglich mit einem Ethernet-Adapter, vorzugsweise einem WLAN-Adapter ausgestattet zu sein oder durch eine andere Standardschnittstelle Zugriff auf die vom Webserver generierten Daten haben.
Der Webserver ist vorzugsweise als Software ausgeführt, die mit der Auswerteeinheit auf einem Rechner ausgeführt werden. Auf dem Rechner kann beispielsweise eine Linux-Plattform laufen. Solche Rechner werden derzeit im Bereich der Unterhaltungselektronik verwendet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufbereitung von Messergebnissen eines Laser-Ausrichtungssystems zeichnet sich dadurch aus, dass Messergebnisse vorzugsweise in einer Datenbank gespeichert werden, welche an den Webserver angebunden ist. Der Webserver erzeugt auf Anfrage durch einen Client dynamische Seiten unter Einbeziehung der in der Datenbank gespeicherten Daten. Selbstverständlich kann anstelle einer Datenbank auch beispielsweise eine Textdatei, kommaseparierte Liste oder dergleichen oder auch ein fester Speicherbereich verwendet werden, solange sichergestellt ist, dass der Webserver Zugriff auf die gespeicherten Messergebnisse hat. Die dynamischen Seiten werden vorzugsweise über ein lokales Intranet zur Verfügung gestellt. Selbstverständlich ist auch eine Anbindung an das Internet möglich, sodass in besonderen Anwendungsfällen z. B. weltweiter Service ermöglicht werden kann.
Damit beim Anwender bzw. im Endgerät ein üblicher Web-Browser zur Anzeige und ggf. Weiterverarbeitung der Daten ausreicht, werden dynamische Webseiten mit Programmmodulen auf der Webserver-Seite erzeugt. Der Webserver ist also eigentlich ein Web Application Server. Die Generierung der datenbankangebundenen Webseiten ist mit verschiedenen Technologien möglich. Beispielsweise seien hier erwähnt Pearl, CGI, ASP, PHP oder JAVA. Der Fachmann wird je nach Anwendungsfall die am besten geeignete Technologie wählen und entsprechend umsetzen.
Als besonders geeignet erscheint JAVA mit JSP (Java Server Pages). Es ist in verschiedenen technischen Betriebssystemen einsetzbar und bietet viele Vorteile wie die Verwendung der einheitlichen, zukunftssicheren, leistungsfähigen, modernen und gut strukturierte Programmiersprache Java, leistungsfähige standardisierte Bibliotheken, einfache und schnelle Datenbankanbindung, gute Netzwerkfähigkeit, Komponententechnik, verteilte Applikationen, Enterprise-Funktionen. Die Programmiersprache ist auch im Client verwendbar (falls z. B. HTML-Forms nicht ausreichen, etwa für JTable oder grafische Darstellungen).
Selbstverständlich sollen auf dem Client alle Funktionen der bisher bekannten Anzeigegeräte realisierbar sein. Als Client auf dem Endgerät kommt vorzugsweise ein Standardbrowser in Frage. Es ist aber ebenso möglich, einen speziell programmierten Client zu verwenden, der dann auf dem Endgerät installiert werden muss.
Mittels des Clients können Anfragen an den Webserver übermittelt oder auch Daten gesendet werden. Die Eingabe- und Konfigurationsmöglichkeiten sind analog zu den bekannten Geräten ausgeführt.
Die dargestellte Webseite kann inklusive Darstellung, Bedienung und Navigation ebenso aufgebaut sein, wie bei der Anzeige herkömmlicher Laserausrichtsysteme. Der Gestaltung und Einbindung von Daten sind lediglich anwenderorientierte Grenzen gesetzt.
Durch die Servertechnologie können die Daten für unterschiedliche Endgeräte in verschiedenen Formaten bereitgestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laser-Ausricht-Systems zur Ausrichtung zweier Wellen;
2: eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laser-Ausricht-Systems zur Ausrichtung zweier Wellen;
3: eine schematische Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laser-Ausricht-Systems zur Ausrichtung zweier Wellen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind eine erste Welle 01 und eine zweite Welle 02 mittels einer Kupplung 03 verbunden. Die richtige Ausrichtung der Wellen 01, 02 zueinander wird mittels eines erfindungsgemäßen Laser-Ausrichtsystems 04 vorgenommen.
Dazu wird in zunächst bekannter Weise eine Laser-Sende-Empfangseinheit 06 mittels eines ersten Stativs 07 mit der ersten Welle 01 verbunden. Ein Reflektor 08 ist mittels eines zweiten Stativs 09 mit der zweiten Welle 02 verbunden. Der Reflektor 08 ist dabei so ausgerichtet, dass er einen Laserstrahl 11, der von der Laser-Sende-Empfangseinheit 06 ausgesendet wird, wieder zu ihr zurück reflektiert. Anhand des Auftreffpunktes des Laserstrahls 11 in einem nicht dargestellten Detektor der Laser-Sende-Empfangseinheit 06 kann auf die Abweichung der Ausrichtung der Wellen 01 und 02 zueinander geschlossen werden. Dieses Verfahren kann nach allen im Stand der Technik bekannten Möglichkeiten ausgeführt oder variiert werden.
Die Erfindung liegt darin, dass die Sende-Empfangseinheit 06 eine Auswerteeinheit 12 und einen Webserver 13 mit einer Netzwerkschnittstelle 14 umfasst, welcher vorzugsweise als drahtlose Netzwerkschnittstelle ausgeführt ist.
Die Sende-Empfangseinheit kann zusätzlich einen Router umfassen. Sowohl Webserver 13, als auch Router können dabei als Software oder Hardware ausgeführt sein. Der Fachmann kennt die Voraussetzungen und Umsetzungsmöglichkeiten der verschiedenen Technologien.
Die Auswerteeinheit 12 funktioniert in der bisher bekannten Weise. Sie umfasst vorzugsweise eine Datenbank, in der die ermittelten Werte gespeichert werden. Die Speicherung kann in abgewandelten Ausführungsformen auch auf andere, dem Fachmann bekannte Weisen erfolgen.
Auf dem Webserver 13 läuft eine vorzugsweise datenbankgestützte Serverapplikation, welche die Daten aus der Datenbank oder anderen Datenquelle für die Anzeige aufbereitet.
Als End- bzw. Anzeigegerät (vorzugsweise als Handgerät ausgestaltet) dient in der dargestellten Ausführungsform ein Laptop 16, auf dem z. B. ein Webbrowser als Client 17 läuft. Der Laptop 16 verfügt über ein vorzugsweise WLAN-fähiges Ethernet-Adapter 18.
Zur Anzeige der Messergebnisse startet der Client 17 eine Anfrage an den Webserver 13, der eine entsprechende dynamische Webseite generiert, welche z. B. mittels des Standardprotokolls HTTP an den Client 17 übermittelt und auf dem Bildschirm des Laptop 16 entsprechend angezeigt wird.
In bekannter Weise sind auch Eingaben am Laptop 16 möglich, die der Konfiguration des Messsystems oder der Bewertung der Daten dienen. Diese können an den Webserver 14 übermittelt und dort in der Datenbank gespeichert werden. Die Daten können beispielsweise auch als Messberichte auf einer weiteren Webseite zusammengefasst werden.
Eine alternative Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in 1 beschriebenen Lösung dadurch, dass das Laser-Ausrichtsystem 04 anstelle des Reflektors 08 eine zweite Laser-Sende-Empfangseinheit 19 aufweist. Auch dieses System funktioniert hinsichtlich der eigentlichen Messung in an sich bekannter Weise, lediglich die Kommunikation zwischen den beiden Laser-Sende-Empfangseinheiten 06, 19 erfolgt gemäß der Erfindung ebenfalls über eine drahtlose Verbindung 21. Dazu ist die zweite Laser-Sende-Empfangseinrichtung 19 mit einer entsprechenden Sende/Empfangseinrichtung 22 vom Senden/Empfangen von Daten und/oder Steuerbefehlen versehen.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten dadurch, dass die zweite Laser-Sende-Empfangseinheit 19 mit einem eigenen zweiten Webserver 23 ausgestattet ist. Dadurch entfällt der direkte Datenaustausch 21 zwischen den Laser-Sende-Empfangseinrichtungen 06, 19. Selbstverständlich kann das hier beschriebene Laser-Ausrichtsystem 04 bei verschiedensten Anwendungen zum Einsatz kommen. Es ist nicht beschränkt auf die hier dargestellte Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

01: erste Welle
02: zweite Welle
03: Kupplung
04: Laser-Ausrichtsystem
05
06: erste Laser-Sende-Empfangseinheit
07: erstes Stativ
08: Reflektor
09: zweites Stativ
10
11: Laserstrahl
12: Auswerteeinheit
13: Webserver
14: Netzwerkschnittstelle
15
16: Laptop
17: Client
18: Ethernet-Adapter
19: zweite Laser-Sende-Empfangseinheit
20
21: Datenaustausch
22: Sende/Empfangseinrichtung
23: zweiter Webserver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202009017510 U1 [0005]
DE 10109462 A1 [0006]
DE 10132142 A1 [0007]

Claims

Laser-Ausrichtsystem (04) zur Messung einer Ausrichtung rotierender Maschinenteile (01, 02) mit mindestens einer ersten Laser-Sende-Empfangseinheit (06), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Laser-Sende-Empfangseinheit (06) eine Auswerteeinheit (12) und einen Webserver (13) mit einer Netzwerkschnittstelle zur Bereitstellung von Daten der Auswerteeinheit (12) in der Art eines standardisierten Kommunikationsprotokolls umfasst.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerkschnittstelle eine drahtlose Netzwerkschnittstelle (14).
Laser-Ausrichtsystem (04) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Reflektor (08) oder eine zweite Laser-Sende-Empfangseinheit (19) umfasst.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Laser-Sende-Empfangseinheit (19) einen zweiten Webserver (23) umfasst.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass der Webserver (13, 23) durch eine Software gebildet ist.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass es einen Router umfasst.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein von der Auswerteeinheit (12) entferntes Endgerät (16) umfasst, welches als Client (17) konfiguriert ist und auf die vom Webserver bereitgestellten Daten zugreifen kann.
Laser-Ausrichtsystem (04) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das entfernte Endgerät (16) ein PDA, Tablet-PC, Smartphone oder Laptop ist.
Verfahren zur Aufbereitung von Messergebnissen eines Laser-Ausrichtungssystems (04), durch folgende Schritte gekennzeichnet: – Speichern der Messergebnisse; – Erstellen und Bereitstellen eines dynamischen Dokumentes, das mindestens die Messergebnisse enthält, durch einen Webserver (13); – Übermitteln des dynamischen Dokumentes an einen Client (17) mittels eines standardisierten Protokolls.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den Client (17) eingegebene Daten an den Webserver (13) übermittelt werden, die eine Konfiguration des Ausrichtungssystems erlauben.