DE102016117672A1

DE102016117672A1 - Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren für Systeme mit linearer Bewegung

Info

Publication number: DE102016117672A1
Application number: DE102016117672.9A
Authority: DE
Inventors: Yi-Chun FENG; Yi Hung
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Ein Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei dem ein Lubrikator (14) eine Information an einen Prozessor (18) liefert, einen zweiten Schritt, bei dem eine Temperatur-Information innerhalb einer bestimmten Zeitspanne (T) erfasst wird, und dann eine Temperature-Kurve (L) erzeugt wird, worauf bestimmt wird, ob der Anstieg der Temperatur-Kurve (L) nach oben zeigt, und einen dritten Schritt, bei dem ein Start-punkt-Temperatur-Wert bestimmt wird, um einen Wert A zu bilden, und Temperaturwerte innerhalb der 1/3 Zeitspanne vor dem untersten Punkt gemittelt werden, um einen Wert B zu bilden, und die Temperaturwerte nach 2/3 der Zeitspanne hinter dem untersten Punkt gemittelt werden, um einen Wert C zu bilden, und Bestimmen, ob der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann Bestimmen, ob der Wert B kleiner ist als der Wert C, und dann Erzeugen einer Information ”Normal”, die einen normalen Schmierstatus anzeigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Schmier-Technologie von Systemen mit linearer Bewegung und insbesondere ein Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren zur Verwendung in einem System mit linearer Bewegung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Der Betrieb eines linearen Moduls, wie eines Schneckenförderers wird erreicht durch: Drehen einer Schneckenwelle, um die Schneckenvertiefungen alternativ vorwärts oder rückwärts zu drehen, oder Drehen der Schneckenvertiefungen, um die Schneckenwelle alternativ vorwärts oder rückwärts zu drehen, um weiter den Effekt zu erzielen, einen Gegenstand anzutreiben. Während des Betriebs der Schneckenwelle, kommen die Kugeln kontinuierlich in Reibung mit der Schneckenwelle oder der Kugelmutter, wobei die Reibung zwischen den Kugeln und der Schneckenwelle oder der der Kugelmutter dazu führt, dass sich die Kugeln, die Schneckenwelle und die Kugelmutter abnutzen, und weiter Wärme erzeugen, was zu einer erhöhten Temperatur an dem linearen Modul führt. Wird zu diesem Zeitpunkt das Schmieröl nicht rechtzeitig bereitgestellt, nimmt der Abrieb zu. Normalerweise wird ein Lubrikator betrieben, eine entsprechene Menge an Schmiermittel bereitzustellen, um die vorstehend aufgeführte Reibung zu reduzieren. Obwohl der Lubrikator angeschaltet wird, den Schmierbetrieb zu beginnen, kann jedoch aufgrund eines Abschalten des Lubrikators, einer Leitungsleckage, oder anderer Gründe ein Schmierfehler auftreten.
Das vorhandene Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren zur Erfassung, ob das Schmieröl in das lineare Modul gelangt oder nicht, wird erreicht durch Installieren eines Strömungsmessers an dem Ende der Schmiermittelleitung. Über den Strömungsmesser wird die Beschickung des Schmieröls in das lineare Modul überwacht. Die Beschickung des Schmieröls über den Lubrikator, der Druck des Schmieröls in der Schmiermittelleitung und die Anwesenheit des Verbinders zwischen der Schmiermittelleitung und dem Strömungsmesser erhöht das Risiko einer Schmiermittel-Leckage stark. Darüber hinaus ist es bei einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit des linearen Moduls nicht zweckmäßig, einen Strömungsmesser in dem linearen Modul anzubringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Bedingungen gemacht. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren zur Verwendung in einem linearen Bewegungs-System bereitzustellen, bei dem kein Strömungsmesser erforderlich ist, das Risiko einer Schmieröl-Leckage reduziert ist, und eine Erfassung des Schmier-Betriebs wirksam erreicht wird, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des linearen Moduls erhöht wird.
Um diese und andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird das Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren in einem linearen Bewegungs-System eingesetzt, welches ein lineares Modul, einen Lubrikator, einen Sensor und einen Prozessor umfasst. Das lineare Modul umfasst ein erstes bewegliches Element und ein zweites bewegliches Element. Das erste bewegliche Element wird mit dem zweiten beweglichen Element derart in Kontakt gehalten, dass das erste bewegliche Element und das zweite bewegliche Element relativ zueinander beweglich sind. Der Lubrikator ist angepasst, ein Schmieröl in das erste bewegliche Element zu liefern. Der Sensor ist an dem ersten beweglichen Element des linearen Moduls befestigt, und wird mit dem ersten beweglichen Element in Kontakt gehalten.
Der Prozessor ist mit dem Lubrikator und dem Sensor elektrisch gekoppelt, um Daten von diesem zu erhalten. Das Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren umfasst die Schritte (1): Liefern von Schmiermittel-Information an den Prozessor, wenn der Lubrikator damit beginnt, das erste bewegliche Element zu schmieren, und kontinuierlich Erfassen der Schmiermittel-Information, wenn der Prozessor keine Schmiermittel-Information empfängt; (2): Ermöglichen, dass der Prozessor periodisch die von dem Sensor innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erfassten Temperatur-Information erfasst, nachdem der Prozessor die Schmiermittel-Information erfasst hat, und dann Ermöglichen, dass der Prozessor die erfasste Temperatur-Information aufzeichnet und weiter in der bestimmten Zeitspanne eine Temperatur-Kurve erzeugt und dann bestimmt, ob eine Steigung der Temperatur-Kurve nach oben zeigt oder nicht, und dann Ermöglichen, dass der Prozessor im Falle einer negativen Bestimmung eine Information ”Fehler” ausgibt, die anzeigt, dass ein Schmierfehler vorliegt; und (3): Erfassen eines Startpunkts für den Temperatur-Wert aus der Temperatur-Information, um einen Wert A zu bilden wenn die Steigung der Temperatur-Kurve nach oben zeigt, und dann Berechnen eines Durchschnittswertes der Temperaturwerte in 1/3 der Zeitspanne vor dem niedrigsten Punkt der Temperatur-Kurve, um einen Wert B zu bilden, und dann Berechnen des Durchschnittswerts der Temperaturwerte nach 2/3 der Zeitspanne hinter dem untersten Punkt der Temperatur-Kurve, um den Wert C zu bilden, und dann Bestimmen, ob der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann Erzeugen der Information ”Fehler”, wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, und dann Bestimmen, ob der Wert B kleiner ist als der Wert C, wenn der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann Erzeugen der Information ”Fehler”, wenn das Bestimmungsergebnis ist negativ ist, oder Erzeugen einer Information ”Normal”, wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, was einen normalen Schmierzustand anzeigt.
Bei dem Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren der vorliegenden Erfindung muss daher kein Strömungsmesser verwendet werden, und das Risiko einer Schmieröl-Leckage wird verringert. Darüber hinaus sind die Abmessungen des Sensors kleiner als ein Strömungsmesser, so dass eine Erfassung des Schmier-Betriebs erreicht werden kann, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des linearen Moduls gesteigert wird.
Darüber hinaus kann die Schmiermittel-Information ein Hochspannungs-Signal, Niederspannungs-Signal oder ein Puls-Signal sein.
Die bestimmte Zeitspanne ist vorzugsweise ausgewählt unter 3 Sekunden bis 60 Sekunden.
Der Sensor ist vorzugsweise an dem beweglichen Element des linearen Moduls befestigt. Alternativ kann das erste bewegliche Element ausgestaltet sein, eine Passung für einen Lubrikator aufzuweisen. In diesem Fall ist der Sensor in Kontakt mit der Lubrikator-Passung angeordnet.
Das lineare Bewegungs-System umfasst vorzugsweise weiter eine mit dem Prozessor elektrisch verbundene Anzeige-Einrichtung, die angepasst ist, und die Information ”Fehler” und die Information ”Normal” zu empfangen. The Anzeige-Einrichtung wird von dem Prozessor angetrieben, nachdem der Prozessor die Information ”Fehler” oder die Information ”Normal” erhalten hat. Weiter kann die Anzeige-Einrichtung ein Display, eine Lampe oder ein Summer sein.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die folgende Beschreibung zusammen mit den anliegenden Zeichnungen vollumfänglich verständlich, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Struktur-Komponenten bezeichnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau eines herkömmlichen linearen Bewegungs-System zeigt.
2 ist Strömungs-Block-Diagramm, eines Schmiermittel-Erfassungs-Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Zeit-Temperatur-Kurve, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.
4 ist eine schematische Zeichnung, die den Wert A, Wert B und den Wert C angibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den 1–3 liefert die Erfindung ein Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren zur Verwendung in einem linearen Bewegungs-System 10, das ein lineares Modul 12 umfasst, einen Lubrikator 14, einen Sensor 16 und einen Prozessor 18.
Das lineare Modul 12 in dieser Ausführungsform ist ein Schneckengewinde. Das Schneckengewinde ist jedoch keine Beschränkung. Alternativ kann das lineare Modul 12 eine lineare Führung sein. Das lineare Modul 12 umfasst ein erstes bewegliches Element 121, beispielsweise eine Kugelmutter oder einen Gleitklotz, und ein zweites bewegliches Element 122, beispielsweise, eine Schneckenwelle oder Gleitschiene. Das erste bewegliche Element 121 wird mit dem zweiten beweglichen Element 122 derart in Kontakt gehalten, dass das erste bewegliche Element 121 und das zweite bewegliche Element 122 relativ zueinander beweglich sind.
Der Lubrikator 14 ist angepasst, ein Schmieröl in das erste bewegliche Element 121 zu liefern.
Der Sensor 16 ist an dem ersten beweglichen Element 121 der linearen Moduls 12 befestigt und wird mit dem ersten beweglichen Element 121 in Kontakt gehalten. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 16 ein Temperatur-Sensor, beispielsweise, ein Thermoelement.
Der Prozessor 18 kann ein numerischer Kontroller oder Computer sein, der mit dem Lubrikator 14 und dem Sensor 16 elektrisch verbunden ist, um Daten zu erhalten.
Das Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren wird in dem linearen Bewegungs-System 10, welches die Schritte I–III umfasst, eingesetzt.
Schritt I: Wenn der Lubrikator 14 damit beginnt, das erste bewegliche Element 121 zu schmieren, wird eine Schmiermittel-Information zu dem Prozessor 18 geliefert. Wenn der Prozessor 18 keine Schmiermittel-Information empfängt, dann wird er weiter nach Schmiermittel-Information suchen. Es ist anzumerken, dass die Schmiermittel-Information ein Hochspannungs-Signal, ein Niederspannungs-Signal oder ein Puls-Signal sein.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform das erste bewegliche Element 121 mit einer Lubrikator-Passung 123 ausgestattet. Der Sensor 16 ist mit der Lubrikator-Passung 123 in Kontakt. Es ist anzumerken, dass die Erfindung die Technik verwendet, die Temperatur eines bestimmten Messpunktes zu bestimmen und den normalen Zustand des Schmier-Betriebs in Abhängigkeit von Temperatur-Änderungen zu bestimmen. Das Schmieröl in dem Lubrikator 14 ist bei Raumtemperatur. Sobald Reibungswärme zwischen dem ersten beweglichen Element 121 und der Lubrikator-Passung 123 erzeugt wird, erhöht sich die Temperatur des linearen Moduls 12 und überteigt die Temperatur des Schmieröls. Ist der zwischen dem Schmieröl und dem linearen Modul 12 zum Zeitpunkt, zu dem das Schmieröl in das lineare Modul 12 gelangt, gemessene Temperatur-Unterschied größer als der erfasste Temperatur-Unterschied zwischen dem Schmieröl und dem linearen Modul 12, nachdem das Schmieröl in das lineare Modul 12 gelangte, ist der Temperatur-Messpunkt vorzugsweise an der Stelle, an dem der Kontakt zwischen dem Schmieröl und dem linearen Modul 12 beginnt. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform, wird der Sensor 16 mit der Lubrikator-Passung 123 in Kontakt gehalten. Alternativ kann der Sensor 16 an dem ersten beweglichen Element 121 neben der Lubrikator-Passung 123 angeordnet sein.
Schritt II: unter Bezug erneut auf 3, erfasst, nachdem der Prozessor 18 die Schmiermittel-Information erfasst hatte, der Prozessor 18 periodisch die von dem Sensor 16 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne T erfassten Temperatur-Information. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform erfasst der Prozessor 18 die Temperatur-Information einmal pro Sekunde. Die bestimmte Zeitspanne T ist 50 Sekunden. Innerhalb dieser bestimmten Zeitspanne T (50 Sekunden), zeichnet der Prozessor 18 die erfasste Temperatur-Information auf, um eine Temperature-Kurve L zu erzeugen worauf dann bestimmt wird, ob der Anstieg der Temperature-Kurve L nach oben zeigt. Im Falle eines negativen Bestimmungsergebnisses (der Anstieg der Temperature-Kurve L zeigt nicht nach oben), erzeugt der Prozessor 18 eine Information ”Fehler”, die einen Schmierfehler anzeigt. Es ist anzumerken, dass bei praktischer Anwendung die bestimmte Zeitspanne T mit der Leitungslänge des Lubrikators 14 übereinstimmt, so dass die bestimmten Zeitspanne T ausgewählt ist aus dem Bereich von 3 Sekunden bis 60 Sekunden. Bei der praktischen Anwendung wird der Effekt basierend auf einer bestimmten Zeitspanne T kürzer als 3 Sekunden oder länger als 60 Sekunden schlechter sein als der aus dem Bereich von 3 Sekunden bis 60 Sekunden gewählte.
Schritt III: Im Fall eines positiven Ergebnisses (der Anstieg der Temperatur-Kurve L zeigt nach oben), wird ein Startpunkt-Temperatur-Wert aus der Temperatur-Information erfasst, um einen Wert A zu bilden, dann die Durchschnittswerte der Temperaturwerte innerhalb 1/3 der Zeitspanne vor dem untersten Punkt der Temperatur-Kurve L berechnet, um einen Wert B zu bilden, und dann die Durchschnittswerte der Temperaturwerte nach 2/3 der Zeitspanne hinter dem tiefsten Punkt der Temperatur-Kurve berechnet, um den Wert C zu bilden. Es wird bestimmt, ob der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann die Information ”Fehler” erzeugt, wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist.
Ist der Wert B kleiner als der Wert A, dann wird bestimmt, ob der Wert B kleiner ist als der Wert C, worauf die Information ”Fehler” erzeugt wird, wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, und eine Information ”Normal” erzeugt wird, wenn das Bestimmungsergebnis positive ist, was einen normalen Schmierzustand anzeigt
Es ist festzuhalten, dass das lineare Bewegungs-System 10 weiter eine Anzeige-Einrichtung 20 umfasst, die mit dem Prozessor 18 elektrisch verbunden und angepasst ist, die Information ”Fehler” und die Information ”Normal” zu empfangen. Nach Empfang der Information ”Fehler” oder der Information ”Normal”, wird die Anzeige-Einrichtung 20 weiter betrieben. Darüber hinaus kann die Anzeige-Einrichtung 20 ein Display sein, eine Lampe oder ein Summer.
Zusammenfassend liefert die Erfindung ein Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren zur Verwendung in einem linearen Bewegungs-System, bei dem kein Strömungsmesser erforderlich und das Risiko einer Schmieröl-Leckage verringert ist. Darüber hinaus kann, da die Abmessungen des Sensors kleiner ist als die eines Strömungsmessers, die Erfassung eines Schmier-Betriebs erreicht werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des linearen Moduls erhöht wird.

Claims

Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren, das in einem linearen Bewegungs-System (10) verwendet wird, welches umfasst, ein lineares Modul (12), einen Lubrikator (14), einen Sensor (16) und einen Prozessor (18), worin das lineare Modul (12) ein erstes bewegliches Element (121) und ein zweites bewegliches Element (122) umfasst, worin das erste bewegliche Element (121) mit dem zweiten beweglichen Element (122) derart in Kontakt gehalten wird, dass das erste bewegliche Element (121) und das zweite bewegliche Element (122) relativ zueinander beweglich sind, worin der Lubrikator (14) angepasst ist, ein Schmieröl in das erste bewegliche Element (121) zu liefern, worin der Sensor (16) ab dem ersten beweglichen Element (121) des linearen Moduls (12) befestigt ist und mit dem ersten beweglichen Element (121) in Kontakt gehalten wird, worin der Prozessor (18) mit dem Lubrikator (14) und dem Sensor (16) elektrisch verbunden ist, um Daten von zu empfangen, wobei das Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren die Schritte umfasst: Schritt I: Liefern einer Schmiermittel-Information zu dem Prozessor (18) wenn der Lubrikator (14) beginnt, das erste bewegliche Element (121) zu schmieren, und kontinuierlich Erfassen der Schmiermittel-Information, wenn der Prozessor (18) keine Schmiermittel-Information empfängt; Schritt II: Dem Prozessor (18) ermöglichen, die von dem Sensor (16) innerhalb einer bestimmten Zeitspanne (T) gemessene Temperatur-Information periodisch zu erfassen, nachdem der Prozessor (18) die Schmiermittel-Information erfasste, und dann dem Prozessor (18) ermöglichen, die erfasste Temperatur-Information aufzuzeichnen und weiter eine Temperatur-Kurve (L) innerhalb der bestimmten Zeitspanne (T) zu erzeugen und dann zu bestimmen, ob der Anstieg der Temperatur-Kurve (L) nach oben zeigt, und dann dem Prozessor (18) ermöglichen, eine Information ”Fehler” zu erzeugen, die einen Schmierfehler anzeigt, wenn ein negatives Bestimmungsergebnis vorliegt; und Schritt III: Erfassen eines ersten Startpunkt-Temperatur-Werts aus der Temperatur-Information, um einen Wert A, zu bilden, wenn der Anstieg der Temperatur-Kurve (L) nach oben zeigt, und dann Berechnen des Durchschnittswerts der Temperaturwerte innerhalb 1/3 der Zeitspanne vor dem untersten Punkt der Temperatur-Kurve (L), um einen Wert B zu bilden, und dann Berechnen des Durchschnittswerts der Temperaturwerte nach 2/3 der Zeitspanne hinter dem untersten Punkt der Temperatur-Kurve (L), um einen Wert C zu bilden; Bestimmen, ob der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann Erzeugen der Information ”Fehler” wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist; Bestimmen ob der Wert B kleiner ist als der Wert C, wenn der Wert B kleiner ist als der Wert A, und dann Erzeugen der Information ”Fehler”, wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, oder Erzeugen einer Information ”Normal”, die eine normale Schmierung anzeigt, wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schmiermittel-Information Hochspannungs-Signal, ein Niederspannungs-Signal oder ein Puls-Signal ist.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin der Sensor (16) an dem ersten beweglichen Element (121) des linearen Moduls (12) befestigt ist.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin das erste bewegliche Element (121) eine Lubrikator-Passung (123) umfasst; worin der Sensor (16) in Kontakt mit der Lubrikator-Passung (123) angeordnet ist.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin die bestimmte Zeitspanne ausgewählt ist aus dem Bereich von 3 Sekunden bis 60 Sekunden.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin das lineare Bewegungs-System (10) weiter eine Anzeige-Einrichtung (20) umfasst, die mit dem Prozessor (18) elektrisch verbunden und angepasst ist, die Information ”Fehler” und die Information ”Normal” zu empfangen, worin die Anzeige-Einrichtung (20) von dem Prozessor (18) angetrieben wird, nachdem der Prozessor (18) die Information ”Fehler” oder die Information Normal” empfangen hat.
Schmiermittel-Erfassungs-Verfahren nach Anspruch 6, worin die Anzeige-Einrichtung (20) unabhängig ein Display, eine Lampe oder ein Summer ist.