DE102014112263A1 - System und Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb - Google Patents
System und Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014112263A1 DE102014112263A1 DE102014112263.1A DE102014112263A DE102014112263A1 DE 102014112263 A1 DE102014112263 A1 DE 102014112263A1 DE 102014112263 A DE102014112263 A DE 102014112263A DE 102014112263 A1 DE102014112263 A1 DE 102014112263A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ball screw
- ball
- processing device
- balls
- preload
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/01—Monitoring wear or stress of gearing elements, e.g. for triggering maintenance
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2285—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rings engaging the screw shaft with the inner perimeter, e.g. using inner rings of a ball bearing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/46—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/01—Monitoring wear or stress of gearing elements, e.g. for triggering maintenance
- F16H2057/012—Monitoring wear or stress of gearing elements, e.g. for triggering maintenance of gearings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
- G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2696—Wheels, Gears, Bearings
Abstract
Ein System (10) zum Überwachen der Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb (11) beinhaltet einen Kugelgewindetrieb (11), eine Erfassungsvorrichtung (12), eine Aufnahmevorrichtung (13) und eine Verarbeitungsvorrichtung (14). Der Kugelgewindetrieb (11) weist eine Vorspannung auf. Die Erfassungsvorrichtung (12) erfasst ein Betriebssignal des Kugelgewindetriebes (11). Das Betriebssignal enthält Informationen über die Drehgeschwindigkeit und den Status des Kugelgewindetriebes (11). Der Status bezieht sich auf eine Vibration oder ein Geräusch, die/das durch den Betrieb des Kugelgewindetriebes (11) erzeugt wird. Die Aufnahmevorrichtung (13) ist mit der Erfassungsvorrichtung (12) verbunden und erlangt das Betriebssignal. Die Verarbeitungsvorrichtung (14) ist mit der Aufnahmevorrichtung (13) verbunden und weist eine Schwelle auf. Die Verarbeitungsvorrichtung (14) verarbeitet das Betriebssignal und wandelt es in ein Kugelpassiersignal um. Wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet, bestimmt die Verarbeitungsvorrichtung (14), dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes (11) verschwunden ist. Somit kann das System (10) den gegenwärtigen Zustand der Zuverlässigkeit der Vorspannung des Kugelgewindetriebes bestimmen.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Bereich der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des Erfassens der Lebensdauer von Kugelgewindetrieben und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb.
- 2. Beschreibung des Standes der Technik
- Durch die stetige Entwicklung im Bereich der Werkzeugmaschinenindustrie werden die Ansprüche in Bezug auf die Genauigkeit der Maschinenwerkzeuge immer höher. Bei diesen werden Kugelgewindetriebe regelmäßig als Übertragungselement genutzt, die eine hohe Genauigkeit, lange Lebensdauer sowie vorwärts und rückwärts Übertragungen in Höchstgeschwindigkeit aufweisen.
- Vor der Auslieferung eines Kugelgewindetriebes lässt der Hersteller eine Vorspannung auf den Kugelgewindetrieb abhängig von dem Bedarf des Erwerbers wirken, um so das axiale Spiel des Kugelgewindetriebes zu beseitigen und um sicherzustellen, dass der Kugelgewindetrieb eine genaue Ausrichtung und Steifheit aufweist.
- Nach einem langen Benutzungszeitraum neigen die Kugeln, die Spindel und die Mutter zur Verschleißbildung und als Folge kann der Kugelgewindetrieb ein axiales Spiel aufweisen, was beides die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verringert und folglich auch die Genauigkeit in Bezug auf Ausrichtung und Steifheit verringert.
- Wie vorstehend aufgeführt besteht die Vorspannung des Kugelgewindetriebes innerhalb des Kugelgewindetriebes und ist für ein externes Messgerät nicht zugänglich oder erfassbar. Allgemein kann der Verlust der Vorspannung mittels Erfassen des Vorspannungs-Schleppmoments durch den Drehmomentsensor oder den Kraftmesser erfolgen, während der Kugelgewindetrieb betrieben wird. Jedoch ist der teure Drehmomentsensor als online-Sensor zum Erfassen des Vorspannungsverlustes ungeeignet. Das
taiwanesische Patent Nr. I400438 - Das
taiwanesische Patent Nr. I407026 - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Systems und eines Verfahrens zur Überwachung einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb, das die Erfassung einer Vibration oder eines Geräuschs der Kugeln des Kugelgewindetriebes umfasst und entsprechend die Bestimmung, ob eine Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, wobei die Zuverlässigkeit des Verlustes der Vorspannung überwacht wird.
- Um diese Aufgabe zu lösen, umfasst das offenbarte System einen Kugelgewindetrieb, eine Erfassungsvorrichtung, eine Aufnahmevorrichtung und eine Verarbeitungsvorrichtung. Der Kugelgewindetrieb weist eine Vorspannung auf. Die Erfassungsvorrichtung erfasst ein Betriebssignal des Kugelgewindetriebes. Das Betriebssignal enthält Informationen über die Drehgeschwindigkeit und den Status des Kugelgewindetriebes. Der Status bezieht sich auf eine Vibration oder ein Geräusch, die/das von dem Betreiben des Kugelgewindetriebes erzeugt wird. Die Aufnahmevorrichtung ist mit der Erfassungsvorrichtung verbunden und erlangt das Betriebssignal. Die Verarbeitungsvorrichtung ist mit der Aufnahmevorrichtung verbunden und weist eine Schwelle auf. Die Verarbeitungsvorrichtung verarbeitet das Betriebssignal und wandelt es in ein Kugelpassiersignal um, und bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet.
- Das offenbarte Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Eine Erfassungsvorrichtung, die ein Betriebssignal eines Kugelgewindetriebes im Betrieb erfasst, wobei das Betriebssignal Informationen über die Drehgeschwindigkeit und den Status des Kugelgewindetriebes enthält, und sich der Status auf eine Vibration oder ein Geräusch bezieht, die/das von dem betriebenen Kugelgewindetrieb erzeugt wird, in dem der Kugelgewindetrieb mehrere Kugeln und wenigstens einen Rückführkanal umfasst, und die Kugeln durch den Rückführkanal rollen; eine Aufnahmevorrichtung erlangt das Betriebssignal; eine Verarbeitungsvorrichtung erhält und analysiert das Betriebssignal und weist eine Schwelle auf; die Verarbeitungsvorrichtung führt ein Order-Tracking-Verfahren durch, das ein Analysieren des Betriebssignals beinhaltet, um so eine Ordnung der Kugelpassierfrequenz zu verfolgen, die mit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebes verbunden ist; die Verarbeitungsvorrichtung führt eine Analyse der Kugelpassierfrequenz-Ordnung durch und identifiziert ein entsprechendes Kugelpassiersignal gemäß der Kugelpassierfrequenz-Ordnung; und die Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet, und bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes nicht verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle nicht überschreitet.
- So überwachen das offenbarte System und das Verfahren die Vorspannung des Kugelgewindetriebes genauer als im Stand der Technik.
- Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen, wenn sie in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen gelesen werden, werden dargelegt, um die vorstehenden und andere technische Inhalte, Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen. Durch das Aufzeigen mittels der besonderen Ausführungsformen kann man die technischen Mittel und Wirkungen der vorliegenden Erfindung besser verstehen, die angewandt wurden, um die vorstehenden Aufgaben zu lösen. Jedoch sind die anhängigen Zeichnungen nur zum Bezug und zu Darstellungszwecken aufgeführt und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken und sie sind auch nicht maßstabsgetreu ausgeführt.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt graphisch die Überwachungsergebnisse, die durch Nutzung des Systems der1 und des Verfahrens der2 erhalten wurden. -
4 ist ein Flussdiagramm eines Order tracking-Vorgangs in dem Verfahren der2 . - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Um die Mittel und Funktionen, durch die die vorliegende Erfindung die bestimmten Aufgaben löst weiter darzustellen, wird die folgende Beschreibung in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsformen aufgeführt, um ferner die Ausführung, die Gestaltung, die Merkmale und die Wirkungen des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung ohne Einschränkung aufzuzeigen.
- Bezogen auf
1 umfasst ein System10 in einem System zum Überwachen der Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb wie offenbart einen Kugelgewindetrieb11 , eine Erfassungsvorrichtung12 , eine Aufnahmevorrichtung13 und eine Verarbeitungsvorrichtung14 . Dabei wird ein Kugelgewindetrieb wie der dargestellte11 intensiv genutzt und dessen Gestaltung und Betrieb sind aus dem Stand der Technik bekannt. Der Kugelgewindetrieb11 kann ein Kugelgewindetrieb mit äußerer Zirkulation, innerer Zirkulation oder mit abgedeckter Zirkulation sein. In jedem der Fälle weist der Kugelgewindetrieb eine Spindel, eine Mutter, mehrere Kugeln und wenigstens einen Rückführkanal auf. Beim Betrieb des Kugelgewindetriebes bewegen sich die Kugeln zwischen Spindel und Mutter, während sie durch den Rückführkanal gleiten. All dies ist im Stand der Technik bekannt und es werden dazu keine weiteren Ausführungen gemacht. - Die Erfassungsvorrichtung
12 erfasst ein Betriebssignal des Kugelgewindetriebes11 . Das Betriebssignal enthält Informationen über die Drehgeschwindigkeit und einen Status des Kugelgewindetriebes11 . Der Status bezieht sich auf eine Vibration oder ein Geräusch, die/das von dem betriebenen Kugelgewindetrieb11 erzeugt wird. - Die Aufnahmevorrichtung
13 ist mit der Erfassungsvorrichtung12 verbunden und erlangt das Betriebssignal. - Die Verarbeitungsvorrichtung
14 ist mit der Aufnahmevorrichtung13 verbunden und weist eine Schwelle auf. Sie verarbeitet das Betriebssignal und wandelt es in ein Kugelpassiersignal um, und bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet. - Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf das offenbarte System
10 und seine Schlüsselbestandteile sowie deren Funktionen. In dieser Gestaltung ist das offenbarte System10 in der Lage, die Vorspannung in dem Kugelgewindetrieb11 wirksam zu überwachen. Was detailliert im Folgenden beschrieben werden muss ist das Verfahren, das zum Überwachen der Vorspannung in dem Kugelgewindetrieb verwendet wird. - Bezogen auf
2 umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte:
Schritt S20, eine Erfassungsvorrichtung erfasst ein Betriebssignal eines Kugelgewindetriebes im Betrieb;
Schritt S21, eine Aufnahmevorrichtung erlangt das Betriebssignal;
Schritt S22, eine Verarbeitungsvorrichtung erhält das Betriebssignal;
Schritt S23, die Verarbeitungsvorrichtung führt ein Order-Tracking-Verfahren durch, das ein Analysieren des Betriebssignals beinhaltet, um so eine Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu verfolgen, die mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Kugeln des Kugelgewindetriebes verbunden ist;
Schritt S24, eine Verarbeitungsvorrichtung führt eine Analyse der Kugelpassierfrequenz-Ordnung durch, das ein Identifizieren eines entsprechenden Kugelpassiersignals gemäß der Kugelpassierfrequenz-Ordnung beinhaltet.
Schritt S25, die Verarbeitungsvorrichtung stellt eine Schwelle bereit;
Schritt S26, die Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, ob die Vorspannung des Kugelgewindetriebes gemäß der Schwelle verschwunden ist;
Schritt S28, die Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet,
Schritt S27, die Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes nicht verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle nicht überschreitet. - Somit ist das offenbarte Verfahren auf einen Kugelgewindetrieb anwendbar, der betrieben wird, die Erfassungsvorrichtung zu nutzen, um das Betriebssignal direkt zu erfassen, und die Aufnahmevorrichtung kann das erhaltene Betriebssignal an die Verarbeitungsvorrichtung übertragen, um es so der Verarbeitungsvorrichtung zu ermöglichen, eine Verarbeitung, Analyse und Bestimmung durchzuführen (d. h. Schritte S22–S28).
- Während des Verfahrens, bei dem der Kugelgewindetrieb für eine bestimmte Zeitdauer oder eine bestimmte Entfernung betrieben wird, führt die Erfassungsvorrichtung immer wieder Schritt S20 durch, und die Aufnahmevorrichtung führt immer wieder Schritt S21 durch, während das Verfahren die Schritte S22–S28 immer wieder durchführt. Daher führen das offenbarte System und das Verfahren zu den in
3 gezeigten Ergebnissen. In der Graphik stellt die Horizontalachse die Entfernung in Kilometer dar, die der Kugelgewindetrieb arbeitet, und die Vertikalachse stellt die Kugelgewindetriebvibration bei der Kugelpassierfrequenz dar, die der Einfachheit nach Kugelpassier-Vibration genannt wird. Wie gezeigt beginnt die Kugelpassier-Vibration nach den ersten 630 km Laufleistung des Kugelgewindetriebes stark anzusteigen. Das deutet darauf hin, dass die Abnutzung zwischen der Welle des Kugelgewindetriebs, den Kugeln und der Mutter zu einem axialen Spiel in dem Kugelgewindetrieb geführt hat, was dazu führt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes stark nachlässt, allerdings nicht so stark, als dass der Kugelgewindetrieb unbrauchbar geworden wäre. Das Kugelpassiersignal hat in diesem Augenblick die Schwelle (die gepunktete Linie in der Graphik) noch nicht überschritten, die in der vorliegenden Ausführungsform bei 0,1 m/s2 liegt. In der praktischen Anwendung kann die Schwelle jedoch auch gemäß den Anforderungen an den Kugelgewindetrieb anders gesetzt werden und ist nicht auf 0,1 m/s2 beschränkt. - Nachdem die Laufleistung des Kugelgewindetriebes 680 km überschritten hat, hat das Kugelpassiersignal die Schwelle überschritten, was bedeutet, dass die Verarbeitungsvorrichtung bestimmt, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist. Während bestimmt wird, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes verschwunden ist, beträgt die Vorspannung des Kugelgewindetriebes tatsächlich nicht null, dieser Zustand bezieht sich jedoch darauf, dass die verbliebene Vorspannung nicht für einen normalen Betrieb des Kugelgewindetriebes ausreicht und dass die betroffenen Bestandteile ausgetauscht werden müssen.
- Bezogen auf
4 umfasst das Order-tracking-Verfahren (Schritt S23) ferner die folgend beschriebenen Schritte. - Die Verarbeitungsvorrichtung erzeugt eine Tracking-Ordnung (Schritt S231) und filtert ein Rauschen der Tracking-Ordnung heraus (Schritt S232), um so die Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu erhalten (Schritt S233). Das Erzeugen der Tracking-Ordnung beinhaltet ein Bilden einer Strukturgleichung und einer Datengleichung in der Verarbeitungsvorrichtung, und ein Herausfiltern des Rauschens beinhaltet die Anwenden der Strukturgleichung und der Datengleichung, um das Rauschen der Tracking-Ordnung zu isolieren. Zuletzt wird ein mathematisches Optimierungsverfahren in der Verarbeitungsvorrichtung aufgebaut (wie beispielsweise die Methode der kleinsten Quadrate), um das Rauschen herauszufiltern und um es dem Kugelpassiersignal zu ermöglichen, näher an dem Geräusch oder der Vibration des Kugelgewindetriebs zu sein. Anders gesagt kann die Verarbeitungsvorrichtung jedes Geräusch, was nicht die Vibration oder ein Geräusch der Kugeln ist, herausfiltern, um so die Genauigkeit der Vorspannungsüberwachung zu verbessern.
- Wie vorstehend aufgeführt ist die Kugelpassierfrequenz mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kugeln verbunden, und das Kugelpassiersignal ist mit der durch die Kugeln erzeugten Vibration oder dem durch die Kugeln erzeugten Geräusch verbunden, wobei sich das Rauschen auf die Vibration oder das Geräusch bezieht, die/das nicht durch die Kugeln des Kugelgewindetriebes erzeugt werden. Anders gesagt ist das Kugelpassiersignal mit den Kugeln verbunden und das Rauschen ist die Vibration oder das Geräusch, die/das durch ein Element erzeugt wird (wie beispielsweise die Spindel oder die Mutter), das nicht die Kugeln ist.
- Insbesondere kann das Betriebssignal, während es in den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen die Information über die Drehgeschwindigkeit und den Betriebsstatus (d. h. Vibration) des Kugelgewindetriebes enthält, ferner Informationen über das durch den Betrieb des Kugelgewindetriebes erzeugte Rauschen enthalten, wodurch die Genauigkeit der Vorspannungsüberwachung des Kugelgewindetriebes weiter verbessert wird.
- Zusammengefasst können das offenbarte System und Verfahren anders als der Stand der Technik Störungen eliminieren, die durch andere Vibrations- oder Geräuschquellen als die Kugeln erzeugt werden, um so die Vorspannung durch direkten Bezug auf die Vibration oder die Geräusche der Kugeln des Kugelgewindetriebes genau überwachen zu können.
- Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsformen offenbart und es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsformen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen. Darüber hinaus sollen alle äquivalenten Änderungen oder Verbesserungen, die nicht vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abweichen, von den anhängigen Ansprüchen mit umfasst sein, da der Fachmann die hier offenbarten Inhalte versteht und in der Praxis umsetzen kann.
- 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
-
- TW 400438 I [0005]
- TW 407026 I [0006]
Claims (5)
- System zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb, wobei das System (
10 ) umfasst: Einen Kugelgewindetrieb (11 ) mit einer Vorspannung, eine Erfassungsvorrichtung (12 ), die ein Betriebssignal erfasst, das mit dem Kugelgewindetrieb in Verbindung steht, wobei das Betriebssignal Informationen über eine Drehgeschwindigkeit und einen Status des Kugelgewindetriebes (11 ) enthält, wobei sich der Status auf eine Vibration oder ein Geräusch, die/das von dem betriebenen Kugelgewindetrieb (11 ) erzeugt wird bezieht, eine Aufnahmevorrichtung (13 ), die mit der Erfassungsvorrichtung (12 ) verbunden ist und das Betriebssignal erlangt, eine Verarbeitungsvorrichtung (14 ), die mit der Einfangvorrichtung (13 ) verbunden ist und eine Schwelle aufweist, und dazu dient, das Betriebssignal zu verarbeiten und in ein Kugelpassiersignal umzuwandeln, und um zu bestimmen, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes (11 ) verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet. - System (
10 ) nach Anspruch 1, worin der Kugelgewindetrieb (11 ) mehrere Kugeln und wenigstens einen Rückführkanal umfasst, durch den die Kugeln gleiten, und worin die Verarbeitungsvorrichtung (14 ) das Betriebssignal analysiert, um so eine Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu verfolgen, und Identifizieren eines der Kugelpassiersignale, um es mit der Schwelle gemäß der Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu vergleichen, wobei die Kugelpassierfrequenz-Ordnung mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Kugeln des Kugelgewindetriebes (11 ) in Zusammenhang steht. - System (
10 ) nach Anspruch 2, worin die Verarbeitungsvorrichtung (14 ) eine Tracking-Ordnung erzeugt und ein Rauschen der Tracking-Ordnung rausfiltert, um so die Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu erhalten, wobei sich das Rauschen auf eine Vibration oder ein Geräusch bezieht, die/das nicht durch die Kugeln des Kugelgewindetriebes (11 ) erzeugt wird. - Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Verwenden einer Erfassungsvorrichtung (
12 ) zum Erfassen eines Betriebssignals des Kugelgewindetriebes (11 ) im Betrieb, wobei das Betriebssignal Informationen über eine Drehgeschwindigkeit und einen Status des Kugelgewindetriebes (11 ) enthält, wobei sich der Status auf eine Vibration oder ein Geräusch bezieht, die/das durch den Betrieb des Kugelgewindetriebes (11 ) erzeugt wird, wobei der Kugelgewindetrieb (11 ) mehrere Kugeln und wenigstens einen Rückführkanal umfasst, durch den die Kugeln gleiten, Verwenden einer Aufnahmevorrichtung (13 ) zum Erlangen des Betriebssignals, Verwenden einer Verarbeitungsvorrichtung (14 ), um das Betriebssignal zu erhalten, wobei die Verarbeitungsvorrichtung (14 ) eine Schwelle hat, Verwenden der Verarbeitungsvorrichtung (14 ), um ein Order-Tracking-Verfahren durchzuführen, das ein Analysieren des Betriebssignals beinhaltet, um so eine Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu verfolgen, die mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kugeln in dem Kugelgewindetrieb (11 ) verbunden ist, Verwenden der Verarbeitungsvorrichtung (14 ), um eine Analyse der Kugelpassierfrequenz-Ordnung durchzuführen, die ein Identifizieren eines Kugelpassiersignals beinhaltet, und Verwenden der Verarbeitungsvorrichtung (14 ), um zu bestimmen, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes (11 ) verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal die Schwelle überschreitet, und Bestimmen, dass die Vorspannung des Kugelgewindetriebes (11 ) nicht verschwunden ist, wenn das Kugelpassiersignal der Verarbeitungsvorrichtung (14 ) die Schwelle nicht überschreitet. - Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Verwendens der Verarbeitungsvorrichtung (
14 ), um eine Analyse der Kugelpassierfrequenz-Ordnung n durchzuführen, ferner ein Erzeugen einer Tracking-Ordnung und ein Herausfiltern eines Rauschens der Tracking-Ordnung umfasst, um so die Kugelpassierfrequenz-Ordnung zu erhalten, wobei sich das Rauschen auf eine Vibration oder ein Geräusch bezieht, die/das nicht durch die Kugeln des Kugelgewindetriebes (11 ) erzeugt wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103119410 | 2014-06-04 | ||
TW103119410A TWI504478B (zh) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Monitoring System of Ball Screw Pre - pressure and Its Monitoring Method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014112263A1 true DE102014112263A1 (de) | 2015-12-10 |
Family
ID=54548939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014112263.1A Ceased DE102014112263A1 (de) | 2014-06-04 | 2014-08-27 | System und Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150354690A1 (de) |
JP (1) | JP5970503B2 (de) |
KR (1) | KR101635947B1 (de) |
CN (1) | CN105277306A (de) |
DE (1) | DE102014112263A1 (de) |
TW (1) | TWI504478B (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6747894B2 (ja) * | 2016-07-08 | 2020-08-26 | ファナック株式会社 | ネットワークを利用した診断サービスシステム及び診断方法 |
TWI609737B (zh) * | 2016-12-22 | 2018-01-01 | Hiwin Tech Corp | 偵測工具機的線性滑軌預壓值變化的方法 |
TWI615235B (zh) * | 2016-12-22 | 2018-02-21 | Hiwin Tech Corp | 自適應振動感測方法 |
US10393707B2 (en) * | 2017-05-03 | 2019-08-27 | Hiwin Technologies Corp. | Method for estimating a variation in preload applied to linear guideway |
TWI653410B (zh) * | 2017-12-07 | 2019-03-11 | 上銀科技股份有限公司 | 滾珠傳動組件預壓力診斷方法 |
CN110082099B (zh) * | 2018-01-25 | 2021-03-02 | 上银科技股份有限公司 | 滚珠传动组件预压力诊断方法 |
TWI669457B (zh) | 2018-07-20 | 2019-08-21 | 財團法人工業技術研究院 | 具徑向力量感測器之滾珠螺桿 |
WO2020090479A1 (ja) | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 日本精工株式会社 | ボールねじの予圧低下検出方法及び直動駆動装置 |
US11365790B2 (en) * | 2019-07-16 | 2022-06-21 | Hiwin Technologies Corp. | Linear actuator and method for identifying the same |
JP7014869B1 (ja) | 2020-09-03 | 2022-02-01 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | ボールねじの予圧低下の検出方法 |
KR102419817B1 (ko) * | 2020-09-14 | 2022-07-11 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | 볼 스크류의 프리로드 열화 평가 방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW400438B (en) | 1997-02-13 | 2000-08-01 | Allied Signal Inc | Illumination system with light recycling to enhance brightness |
JP2009257806A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Nsk Ltd | 転がり直動装置の異常判定方法および異常判定装置 |
DE102010017113A1 (de) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Hiwin Technologies Corp. | Getriebe mit einer Sensoreinrichtung |
US20140229125A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | National Chung Cheng University | Method of detecting preload of ball screw |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0569595B1 (de) * | 1991-11-15 | 1999-10-13 | Yotaro Hatamura | Vorschubvorrichtung mit einer schraube und mit einer feineinstellung |
US6681634B2 (en) * | 2001-12-11 | 2004-01-27 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Bearing defect detection using time synchronous averaging (TSA) of an enveloped accelerometer signal |
US20070068292A1 (en) * | 2005-09-19 | 2007-03-29 | Hiwin Technologies Corp. | Preload adjusting device for a ball screw |
KR20090010430A (ko) * | 2007-07-23 | 2009-01-30 | 주식회사 싸이언 | 기계 장치의 고장 진단 장치 |
JP2009198398A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Nsk Ltd | 転がり直動装置の作動状態検査方法および作動状態検査装置 |
TWI400438B (zh) * | 2010-04-01 | 2013-07-01 | Hiwin Tech Corp | 具檢測裝置之傳動元件 |
JP5074552B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2012-11-14 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 検測装置を具える伝動部材 |
TWI407026B (zh) * | 2010-07-30 | 2013-09-01 | Univ Nat Changhua Education | 滾珠導螺桿預壓力失效診斷方法及其裝置 |
TWI406735B (zh) * | 2010-08-24 | 2013-09-01 | Nat Univ Chung Cheng | 導螺桿進給軸熱誤差補償裝置 |
TWI465707B (zh) * | 2011-11-07 | 2014-12-21 | Univ Nat Changhua Education | 利用振動訊號、聲紋訊號診斷滾珠導螺桿預壓力失調之量測系統及其方法 |
TW201337233A (zh) * | 2012-03-14 | 2013-09-16 | Nat Univ Chung Cheng | 監測滾珠螺桿於進給系統中預壓變化之方法 |
TWI482919B (zh) * | 2012-10-19 | 2015-05-01 | Nat Univ Chung Cheng | Method of Ball Screw Pre - pressure Detection |
-
2014
- 2014-06-04 TW TW103119410A patent/TWI504478B/zh active
- 2014-07-03 CN CN201410314266.3A patent/CN105277306A/zh active Pending
- 2014-07-04 JP JP2014138603A patent/JP5970503B2/ja active Active
- 2014-07-16 KR KR1020140089719A patent/KR101635947B1/ko active IP Right Grant
- 2014-08-27 DE DE102014112263.1A patent/DE102014112263A1/de not_active Ceased
- 2014-09-03 US US14/476,153 patent/US20150354690A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW400438B (en) | 1997-02-13 | 2000-08-01 | Allied Signal Inc | Illumination system with light recycling to enhance brightness |
JP2009257806A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Nsk Ltd | 転がり直動装置の異常判定方法および異常判定装置 |
DE102010017113A1 (de) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Hiwin Technologies Corp. | Getriebe mit einer Sensoreinrichtung |
US20140229125A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | National Chung Cheng University | Method of detecting preload of ball screw |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150354690A1 (en) | 2015-12-10 |
TW201545832A (zh) | 2015-12-16 |
TWI504478B (zh) | 2015-10-21 |
KR101635947B1 (ko) | 2016-07-04 |
JP2015230097A (ja) | 2015-12-21 |
KR20150139754A (ko) | 2015-12-14 |
CN105277306A (zh) | 2016-01-27 |
JP5970503B2 (ja) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014112263A1 (de) | System und Verfahren zum Überwachen einer Vorspannung in einem Kugelgewindetrieb | |
DE102014110612B3 (de) | Verfahren zum Nachweis einer Vorspannungs-Restrate | |
DE102016220481A1 (de) | Verfahren und Datenverarbeitungsvorrichtung für eine Bewertung des Schweregrads von Lagerschäden unter Verwendung von Schnwingungsenergie | |
EP2730906A2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Wälzlagers | |
EP3019845A1 (de) | Verfahren und anordnung zur überwachung einer technischen einrichtung wie z.b. einer maschine oder einer anlage | |
DE102016013406A1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Zustandsüberwachungssystems einer Schwingmaschine und Zustandsüberwachungssystem | |
DE102019200675B4 (de) | Fehlerort-Spezifizierungsvorrichtung, Fehlerort-Spezifizierungsverfahren und Fehlerort-Spezifizierungsprogramm | |
EP2291617A1 (de) | Überwachungssystem für ein schwingungen unterworfenes aggregat | |
DE102017003831B4 (de) | Controller und anomaliediagnosevorrichtung | |
EP2737293B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum prüfen eines fahrzeugs | |
WO2017055022A1 (de) | Verfahren zur erkennung eines defekts eines beschleunigungssensors und messsystem | |
AT517886B1 (de) | Vorrichtung zum Überprüfen eines Zustandes eines Maschinenteils | |
DE10303877A1 (de) | Verfahren zur Feststellung von Körperschallereignissen in einem Wälzlager | |
WO2018072834A1 (de) | Verfahren zur überwachung des funktionszustands einer anlage zur computertomographischen untersuchung von werkstücken | |
DE102018115946A1 (de) | Roboterarm, Verfahren zur Ermittlung einer in einem Schmiermittel enthaltenen Eisenpulvermenge eines Verbindungsteils des Roboterarms und Fehleranzeichenbestimmungssystem | |
DE102017124589A1 (de) | Verfahren und System zum Auswerten eines Betriebszustandes eines Wasserfahrzeugs | |
DE102010015208A1 (de) | Verfahren zur Überwachung einer Linearführung | |
EP2378146A2 (de) | Verfahren zur Überwachung einer Linearführung | |
DE102021201041A1 (de) | System zum Erfassen eines Zustands einer Fahrzeugkomponente | |
DE112020007629T5 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Lagerfehlern auf der Grundlage der Höreigenschaften des menschlichen Ohres | |
DE102015001364A1 (de) | Verfahren zur Funktionsprüfung eines Tachographen eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Bestimmung eines Reifenumfangs | |
DE102019127426A1 (de) | Entfernung von Wellenform-DC-Störung | |
DE102014012624A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Detektion fehlerhafter Schraubverbindungen | |
EP2630460A1 (de) | Plattenbremsprüfstand und ein verfahren zur bremsenprüfung bei fahrzeugen | |
DE102018206434A1 (de) | Signalverarbeitungsverfahren und -vorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |