DE102018100911A1

DE102018100911A1 - Method for the early detection of damage to a machine tool; Apparatus for carrying out the method; as well as machine tool

Info

Publication number: DE102018100911A1
Application number: DE102018100911.9A
Authority: DE
Inventors: Arnold Bastian; Jörg Lösch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine (1), insbesondere einer Tiefziehpresse, aufweisend folgende Schritte: a) Erfassen eines zeitlichen Verlaufs eines Körperschallsignals mittels eines an einem Bestandteil (2, 8) der Werkzeugmaschine (1) angebrachten Schallsensors (3), b) Aufbereiten des erfassten Körperschallsignalverlaufs in einer Verarbeitungseinrichtung (4), c) Vergleichen des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs mit zumindest einem Sollwertverlauf in einer Auswerteeinrichtung (5), und d) Bewerten einer Abweichung des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs von dem zumindest einen Sollwertverlauf anhand einer grafischen Darstellung (6), wobei ein Betriebszustands der Werkzeugmaschine (1) verändert wird, wenn ein eine Zustandsänderung eines Bestandteils der Werkzeugmaschine (1) anzeigender maximal zulässiger Abweichungswert erreicht oder überschritten wird oder der Betriebszustand unverändert bleibt, wenn die Abweichung unterhalb des maximal zulässigen Abweichungswertes liegt. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (10) zum Durchführen dieses Verfahrens sowie eine Werkzeugmaschine (1).The invention relates to a method for the early detection of damage to a machine tool (1), in particular a deep-drawing press, comprising the following steps: a) detecting a temporal course of a structure-borne sound signal by means of a sound sensor attached to a component (2, 8) of the machine tool (1) ( 3), b) processing the recorded structure-borne sound signal course in a processing device (4), c) comparing the processed structure-borne sound signal course with at least one setpoint course in an evaluation device (5), and d) evaluating a deviation of the processed structure-borne sound signal course from the at least one setpoint course using a graphic Representation (6), wherein an operating state of the machine tool (1) is changed when a change in state of a component of the machine tool (1) indicating maximum allowable deviation value is reached or exceeded or the operating state remains unchanged when the Ab deviation below the maximum permissible deviation value. In addition, the invention relates to a device (10) for carrying out this method and a machine tool (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Tiefziehpresse, wobei die Tiefziehpresse bevorzugt als Transferpresse ausgeführt ist. Auch betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens sowie eine Werkzeugmaschine, die Mittel zum Umsetzen dieses Verfahrens aufweist.The invention relates to a method for the early detection of damage to a machine tool, in particular a deep drawing press, wherein the deep drawing press is preferably designed as a transfer press. The invention also relates to a corresponding device for carrying out this method and a machine tool having means for implementing this method.

Aus dem Stand der Technik sind bereits gattungsgemäße Verfahren und Werkzeugmaschinen bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die DE 42 42 442 C2 ein Verfahren zum Einstellen der Klemmkraft eines Niederhalters einer Ziehpresse.From the prior art, generic methods and machine tools are already known. In this context, for example, discloses the DE 42 42 442 C2 a method for adjusting the clamping force of a hold-down of a drawing press.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen besteht häufig die Forderung, einen Zustand einzelner Bestandteile der Werkzeugmaschine zu überwachen, um möglichst frühzeitig einen sich andeutenden Schaden des jeweiligen Bestandteils zu erkennen und den Bestandteil rechtzeitig auszutauschen. Dadurch sollen Beschädigungen der Werkzeugmaschine vermieden werden. Insbesondere an den Ziehwerkzeugen der Tiefziehpressen ist eine solche Schadensfrüherkennung wünschenswert. Dort auftretende Schäden bringen zumeist hohe Reparaturkosten und lange Ausfallzeiten der Werkzeugmaschinen mit sich.In the embodiments known from the prior art, there is often the requirement to monitor a state of individual components of the machine tool in order to recognize as early as possible a suggestive damage of the respective component and to replace the component in a timely manner. This should damage the machine tool can be avoided. In particular, on the drawing tools of thermoforming presses such damage early detection is desirable. Damage occurring there usually brings high repair costs and long downtime of the machine tools with it.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen sich andeutenden Schaden so früh zu erkennen, dass ein hoher Reparaturaufwand sowie eine lange Ausfallzeit der entsprechenden Werkzeugmaschine vermieden werden.It is therefore an object of the present invention to detect an imminent damage so early that a high repair costs and a long downtime of the corresponding machine tool can be avoided.

Dies wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 beanspruchte Verfahren zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Tiefziehpresse, gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Erfassen eines zeitlichen Verlaufs eines Körperschallsignals mittels eines an einem Bestandteil der Werkzeugmaschine angebrachten (Körper-)Schallsensors,
b) Aufbereiten des erfassten Körperschallsignalverlaufs in einer Verarbeitungseinrichtung,
c) Vergleichen des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs mit zumindest einem Sollwertverlauf in einer Auswerteeinrichtung, und
d) Bewerten einer Abweichung des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs von dem zumindest einen Sollwertverlauf (vorzugsweise durch die / mittels der Auswerteeinrichtung) anhand einer grafischen Darstellung, wobei ein Betriebszustand der Werkzeugmaschine verändert wird, wenn ein eine Zustandsänderung eines Bestandteils der Werkzeugmaschine anzeigender maximal zulässiger Abweichungswert erreicht oder überschritten wird oder der Betriebszustand unverändert bleibt, wenn die Abweichung unterhalb des maximal zulässigen Abweichungswertes liegt.

This is achieved according to the invention by the method claimed in claim 1 for the early detection of damage to a machine tool, in particular a deep-drawing press, the method comprising the following steps:

a) detecting a time profile of a structure-borne noise signal by means of a (body) sound sensor attached to a component of the machine tool,
b) processing the recorded structure-borne sound signal course in a processing device,
c) comparing the processed structure-borne sound signal course with at least one desired value course in an evaluation device, and
d) evaluating a deviation of the processed structure-borne sound signal course from the at least one desired value course (preferably by / by the evaluation device) on the basis of a graphical representation, whereby an operating state of the machine tool is changed when a maximum permissible deviation value indicative of a state change of a component of the machine tool has been reached or exceeded or the operating state remains unchanged if the deviation is below the maximum permissible deviation value.

Durch dieses Verfahren ist es möglich, den Zustand der Werkzeugmaschine frühzeitig zu ändern, bspw. vollständig abzuschalten, sobald der entsprechende Abweichungswert überschritten ist und der Schaden noch nicht an dem jeweiligen Bestandteil aufgetreten ist. Dadurch wird die Betriebssicherheit der Werkzeugmaschine deutlich gesteigert.By this method, it is possible to change the state of the machine tool early, for example, completely shut down as soon as the corresponding deviation value is exceeded and the damage has not yet occurred on the respective component. As a result, the reliability of the machine tool is significantly increased.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the subclaims and explained in more detail below.

Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der Schallsensor zum Erfassen des Körperschallsignalverlaufs nach Schritt a) unmittelbar an einem Werkzeug der Maschine, vorzugsweise an einem verfahrbaren Werkzeug, wie dem Stempel / Ziehstempel, oder einem Gehäuse der Werkzeugmaschine angebracht ist. Dadurch ist es möglich, einen seitens der Werkzeugmaschine erzeugten Körperschall besonders präzise zu ermitteln. In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der Schallsensor unmittelbar an einer Mantelfläche des Werkzeugs oder des Gehäuses angebracht ist. Somit wird der Verlauf des Körperschallsignals nach Schritt a) vorzugsweise unmittelbar an einem Werkzeug oder einem Gehäuse der Werkzeugmaschine abgegriffen. Accordingly, it is also advantageous if the sound sensor for detecting the structure-borne sound signal course after step a) is mounted directly on a tool of the machine, preferably on a movable tool, such as the punch / punch, or a housing of the machine tool. As a result, it is possible to determine a structure-borne noise generated by the machine tool in a particularly precise manner. In this context, it is also expedient if the sound sensor is mounted directly on a lateral surface of the tool or the housing. Thus, the course of the structure-borne sound signal after step a) is preferably tapped directly on a tool or a housing of the machine tool.

Der Schallsensor ist weiter bevorzugt mittels eines Magneten an dem Werkzeug oder dem Gehäuse befestigt.The sound sensor is further preferably secured by means of a magnet to the tool or the housing.

In diesem Zusammenhang ist es besonders von Vorteil, wenn der Schallsensor zum Erfassen des Körperschallsignalverlaufs nach Schritt a) so angebracht ist, dass er fähig ist Schwingungen / Frequenzen des Körperschalls zu erfassen, die das Auftreten eines Fressens eines Bestandteils der Werkzeugmaschine, einer fehlenden Schmierung eines Bestandteils der Werkzeugmaschine, einer entleerten Gasdruckfeder der Werkzeugmaschine und/oder eines brechenden oder gebrochenen Bestandteils der Werkzeugmaschine, etc., charakterisieren. Dadurch können die am häufigsten auftretenden potenziellen Schäden effektiv erkannt werden.In this context, it is particularly advantageous if the sound sensor for detecting the structure-borne sound waveform after step a) is mounted so that it is capable of detecting vibrations / frequencies of structure-borne noise, the occurrence of seizure of a component of the machine tool, a lack of lubrication Component of the machine tool, a depleted gas spring of the machine tool and / or a breaking or broken component of the machine tool, etc. characterize. This will effectively identify the most common potential damage.

Die Überwachung zur Früherkennung wird weiter vereinfacht, wenn das Bewerten der Abweichung des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs von dem zumindest einen Sollwertverlauf anhand der grafischen Darstellung nach Schritt d) unmittelbar an einem Anzeigegerät, wie einem Monitor, weiter bevorzugt mittels eines Web-Browsers, durchgeführt wird.The monitoring for early detection is further simplified when the evaluation of the deviation of the processed structure-borne sound waveform from the at least one desired value course on the basis of the graphical representation after step d) directly to a display device, such as a monitor on preferably by means of a web browser.

Von Vorteil ist es zudem, wenn der aufbereitete Körperschallsignalverlauf in Schritt c) zu mehreren Zeitpunkten mit dem zumindest einen Sollwertverlauf verglichen wird und in Schritt d) die an dem jeweiligen Zeitpunkt vorliegende Abweichung (eine Größe der Abweichung) zwischen dem Körperschallsignalverlauf und zumindest einen Sollwertverlauf in einer mehrstufigen Zustandsanzeige (gewichtet) dargestellt wird. Dadurch ist eine Bewertung nach Schritt d) auf besonders einfache Weise ermöglicht.It is also advantageous if the processed structure-borne sound signal course in step c) is compared with the at least one desired value course at several times, and in step d) the deviation present at the respective time (a magnitude of the deviation) between the structure-borne sound signal course and at least one desired value course a multi-level status display (weighted) is displayed. This allows a rating after step d) in a particularly simple manner.

In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn die Zustandsanzeige ein Histogramm ist und verschiedene Zustände / Betriebszustände des Bestandteils der Werkzeugmaschine farblich gekennzeichnet sind (vorzugsweise farblich abgestuft / anhand verschiedener Farbstufen gekennzeichnet sind). Dadurch ist eine objektive Bewertung des Zustands der Werkzeugmaschine möglich.In this context, it is also expedient if the status display is a histogram and different states / operating states of the component of the machine tool are color-coded (preferably graduated in color / characterized by different color levels). As a result, an objective assessment of the state of the machine tool is possible.

Im Hinblick auf Schritt d) ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Werkzeugmaschine bei Überschreiten des maximal zulässigen Abweichungswertes (vollständig) abgeschaltet wird. Dadurch werden Folgeschäden möglichst effektiv vermieden.With regard to step d), it is furthermore advantageous if the machine tool is (completely) switched off when the maximum permissible deviation value is exceeded. As a result, consequential damage is avoided as effectively as possible.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn für jeden separaten Arbeitshub der Werkzeugmaschine ein Körperschallsignalverlauf nach den Schritten a) bis c) erfasst, aufbereitet und verglichen und/oder nach Schritt d) bewertet wird. In diesem Zusammenhang ist es auch wünschenswert, eine getrennte Darstellung einer Aufwärtsbewegung sowie einer Abwärtsbewegung des jeweiligen verfahrbaren Werkzeuges der Werkzeugmaschine für jeden Arbeitshub einzeln zu erstellen. Dadurch werden auch die auf das Werkzeug entsprechend wirkenden Kräfte berücksichtigt.Furthermore, it is advantageous if, for each separate working stroke of the machine tool, a structure-borne sound signal progression according to steps a) to c) is recorded, processed and compared and / or evaluated after step d). In this context, it is also desirable to create a separate representation of an upward movement and a downward movement of the respective movable tool of the machine tool for each stroke individually. As a result, the forces acting on the tool are also taken into account.

Diesbezüglich ist es weiter zweckmäßig, wenn die Werkzeugmaschine über einen kompletten Fertigungsauftrag (d.h. über einen Fertigungszeitverlauf, in dem mehrere, vorzugsweise mehrere hundert Teile / Werkstücke gefertigt werden) hinweg nach den Schritten a) bis d) überwacht wird. Dadurch können ausreichend repräsentative Daten gesammelt werden, um eine möglichst aussagekräftige Entscheidung bis zum Abschalten der Werkzeugmaschine zu treffen.In this regard, it is further desirable for the machine tool to be monitored over a complete manufacturing job (i.e., over a manufacturing schedule in which several, preferably several hundred parts / workpieces are being made) after steps a) through d). As a result, sufficiently representative data can be collected in order to make the most meaningful decision possible until the machine tool is switched off.

Wird das nach Schritt a) erfasste Körperschallsignal in Korrelation zu einem Winkelsignal eines rotierenden Antriebswellensegmentes eines (Stempel-)Antriebs der Werkzeugmaschine gesetzt, lässt sich der Körperschallsignalverlauf einfach auf den Belastungszustand des jeweiligen Bestandteils der Werkzeugmaschine referenzieren.If the structure-borne sound signal detected after step a) is correlated to an angle signal of a rotating drive shaft segment of a (punch) drive of the machine tool, the structure-borne noise signal curve can be easily referenced to the load condition of the respective component of the machine tool.

Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei die Vorrichtung den Schallsensor, die Verwertungseinrichtung sowie die Auswerteeinrichtung zum Durchführen der Schritte a) bis d) aufweist.In addition, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention according to at least one of the embodiments described above, wherein the device comprises the sound sensor, the utilization device and the evaluation device for performing the steps a) to d).

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine an sich, insbesondere eine Tiefziehpresse, mit einem Gehäuse, einem relativ zu diesem Gehäuse verfahrbaren Werkzeug und Überwachungsvorrichtung zur Früherkennung von Schäden an einem Bestandteil, wobei die Überwachungsvorrichtung weiterhin einen Schallsensor aufweist, der direkt zur messtechnischen Erfassung eines an dem Gehäuse oder dem Werkzeug anliegenden Körperschalls an dem Gehäuse oder dem Werkzeug angebracht ist.Furthermore, the invention relates to a machine tool per se, in particular a deep-drawing press, with a housing, a movable relative to this housing tool and monitoring device for early detection of damage to a component, wherein the monitoring device further comprises a sound sensor directly for metrological detection of a The structure-borne sound applied to the housing or the tool is attached to the housing or the tool.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Schallsensor als Beschleunigungssensor ausgebildet ist und/oder der Schallsensor auf einer (Außen-)Mantelseite des bevorzugt aus Stahl hergestellten Werkzeuges oder Gehäuses befestigt ist.It is also advantageous if the sound sensor is designed as an acceleration sensor and / or the sound sensor is mounted on a (outer) shell side of the tool or housing preferably made of steel.

In anderen Worten ausgedrückt, betrifft die Erfindung somit eine Zustandsüberwachung mit Hilfe von Farbkarten (Histogramm), wozu ein entsprechendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine ausgebildet sind. Das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Früherkennung von Schäden an der Werkzeugmaschine umfassen zudem ein körperschallbasiertes Werkzeug-Monitoring, welches Prozessgeräusche eines Werkzeuges der Werkzeugmaschine und deren Schwankungen / Veränderungen im Betrieb der Werkzeugmaschine, vorzugsweise Hub für Hub einer Transferpresse, überwacht.In other words, the invention thus relates to condition monitoring by means of color charts (histogram), for which purpose a corresponding method and a device for the early detection of damage to a machine tool are formed. The method and the device for the early detection of damage to the machine tool also include a structure-borne tool monitoring, which process noise of a tool of the machine tool and their fluctuations / changes in the operation of the machine tool, preferably stroke by stroke of a transfer press monitored.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sowie einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Früherkennung von Schäden an dieser Werkzeugmaschine nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
2 ein Flussdiagramm, das den mittels der Vorrichtung nach 1 umgesetzten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt,
3 eine schematische Darstellung eines Histogramms, in dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein zuvor erfasster Körperschallsignalverlauf mit Sollwertverläufen verglichen und in Abhängigkeit einer farblichen Abstufung die Wahrscheinlichkeit eines Schadensauftrittes bewertet wird,
4 eine schematische Darstellung eines Histogramms, ähnlich zu 3, wobei in einem Detailbereich ein beispielhafter Schadensfall durch einen gebrochenen Vorzugsstempel veranschaulicht ist, und
5 eine schematische Darstellung eines Histogramms, ähnlich zu 3, wobei in einem Detailbereich ein beispielhafter Schadensfall durch ein Fressen eines Führungsbolzens veranschaulicht ist.

Show it:

1 1 is a schematic diagram of a machine tool according to the invention and a device for carrying out a method according to the invention for the early detection of damage to this machine tool according to a preferred exemplary embodiment,
2 a flow chart, the means of the device according to 1 represents a converted sequence of the method according to the invention,
3 a schematic representation of a histogram in which according to the inventive method, a previously detected structure-borne sound waveform compared with setpoint curves and in dependence of a color Grading the likelihood of a damage occurrence is assessed,
4 a schematic representation of a histogram, similar to 3 , wherein in a detail area an exemplary damage case is illustrated by a broken preferred stamp, and
5 a schematic representation of a histogram, similar to 3 , wherein in a detail area an exemplary damage case is illustrated by eating a guide pin.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

In Verbindung mit 1 ist zunächst eine Überwachungsvorrichtung 10 (nachfolgend auch vereinfacht als Vorrichtung bezeichnet) zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Die Vorrichtung 10 ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Werkzeugmaschine 1, kann jedoch auch als von der Werkzeugmaschine 1 losgelöst angesehen werden. Die Werkzeugmaschine 1 ist als eine Tiefziehpresse, nämlich als eine Transferpresse, realisiert. Die Werkzeugmaschine 1 weist ein (Werkzeug-)Gehäuse 2 sowie ein relativ zu dem Gehäuse 2 verfahrbares Werkzeug 8 auf. Das Werkzeug 8 ist als Ziehstempel realisiert und relativ zu einer Matrize 9 verfahrbar. Auf typische Weise wird im Betrieb der Werkzeugmaschine 1 je Arbeitshub des Werkzeuges 8 ein zu verformendes Werkstück 11 auf der Matrize 9 aufgelegt und während des Arbeitshubes durch das Werkzeug 8 entsprechend verformt / tiefgezogen.Combined with 1 is first a monitoring device 10 (hereinafter also referred to simply as a device) for carrying out a method according to the invention. The device 10 is in the preferred embodiment part of a machine tool 1 , but also as a machine tool 1 be considered detached. The machine tool 1 is realized as a deep-drawing press, namely as a transfer press. The machine tool 1 has a (tool) housing 2 and a relative to the housing 2 movable tool 8th on. The tool 8th is realized as a drawing punch and relative to a die 9 traversable. Typically, during operation of the machine tool 1 each working stroke of the tool 8th a workpiece to be deformed 11 on the mold 9 put on and during the working stroke by the tool 8th correspondingly deformed / deep-drawn.

Die Überwachungsvorrichtung 10 weist weiterhin einen Schallsensor 3 auf. Der Schallsensor 3 ist in Form eines Beschleunigungssensors ausgebildet. Der Schallsensor 3 ist in dieser Ausführung unmittelbar an dem Gehäuse 2, nämlich an einer Außenmantelseite des Gehäuses 2, angebracht. Der Schallsensor 3 ist mittels eines Magneten an dem Gehäuse 2 befestigt. In weiteren Ausführungen ist der Schallsensor 3 alternativ unmittelbar an dem verfahrbaren Werkzeug 8 (dann vorzugsweise an einer Außenmantelseite des Werkzeugs 8) angebracht. Das Gehäuse 2 sowie das Werkzeug 8 bestehen auf typische Weise aus Stahl. Der Schallsensor 3 ist in der Ausführung nach 1 zum Detektieren eines unmittelbar an dem Gehäuse 2 anliegenden Körperschalls angeordnet sowie ausgebildet.The monitoring device 10 also has a sound sensor 3 on. The sound sensor 3 is designed in the form of an acceleration sensor. The sound sensor 3 is in this embodiment directly to the housing 2 , namely on an outer jacket side of the housing 2 , appropriate. The sound sensor 3 is by means of a magnet on the housing 2 attached. In further embodiments, the sound sensor 3 alternatively directly to the movable tool 8th (Then preferably on an outer jacket side of the tool 8th ) appropriate. The housing 2 as well as the tool 8th are made of steel in a typical way. The sound sensor 3 is in the execution after 1 for detecting one directly on the housing 2 arranged adjacent structure-borne sound and trained.

Der Schallsensor 3 ist auf typische Weise datenübertragend mit einer Verarbeitungseinrichtung 4 der Vorrichtung 10 gekoppelt. Mittels der Verarbeitungseinrichtung 4 wird ein während eines Arbeitshubes des Werkzeuges 8, d.h. während einer Abwärtsbewegung des Werkzeuges 8 hin zu der Matrize 9 sowie einer Aufwärtsbewegung des Werkzeuges 8 weg von der Matrize 9, durch den Schallsensor 3 erfasster zeitlicher Körperschallsignalverlauf zwischengespeichert und aufbereitet / verarbeitet. In diesem Zusammenhang wird in der Verarbeitungseinrichtung 4 insbesondere ein Filtervorgang durchgeführt, mittels dem Störsignale aus dem ursprünglich seitens des Schallsensors 3 erfassten Körperschallsignalverlaufs herausgefiltert werden. Auch wird mit der Verarbeitungseinrichtung 4 unmittelbar eine (zeitliche) Zuordnung des jeweils zeitlichen Abschnittes / Wertes des Körperschallsignalverlaufs zu einem Winkelsignal eines hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten rotierenden Antriebswellensegmentes eines Antriebs der Werkzeugmaschine 1 umgesetzt. Durch diese Korrelation des aktuellen, messtechnisch einfach erfassbaren Winkelsignals, d.h. der Winkelstellung, des Antriebswellensegmentes zu dem zum jeweiligen Zeitpunkt erfassten Körperschallsignal, ist die aktuelle Hubposition des Werkzeuges 8 einfach ableitbar.The sound sensor 3 is typically data carrying with a processing device 4 the device 10 coupled. By means of the processing device 4 becomes one during a working stroke of the tool 8th ie during a downward movement of the tool 8th towards the matrix 9 and an upward movement of the tool 8th away from the mold 9 , through the sound sensor 3 recorded temporal structure-borne sound signal waveform buffered and processed / processed. In this connection, in the processing device 4 in particular, a filtering process performed by means of the noise from the original part of the sound sensor 3 detected structure-borne sound waveform are filtered out. Also, with the processing device 4 directly a (temporal) assignment of each temporal portion / value of the structure-borne sound waveform to an angle signal of a rotating drive shaft segment not shown here for clarity of a drive of the machine tool 1 implemented. By this correlation of the current, metrologically easily detectable angle signal, ie the angular position of the drive shaft segment to the detected at any time structure-borne sound signal, the current stroke position of the tool 8th easily derivable.

Von der Verarbeitungseinrichtung 4 aus wird der aufbereitete Körperschallsignalverlauf an eine Auswerteeinrichtung 5 der Vorrichtung 10 übertragen. Der in der Verarbeitungseinrichtung 4 zunächst aufbereitete Körperschallsignalverlauf wird in der Auswerteeinrichtung 5 entsprechend weiter verarbeitet. Hierzu wird der Körperschallsignalverlauf mit entsprechenden Sollwertverläufen / Sollwerten verglichen und eine Abweichung zwischen dem Körperschallsignalverlauf und den Sollwertverläufen anhand einer zeitabhängigen (farblichen) grafischen Darstellung 6, hier in Form eines Histogramms 7 / einer Farbkarte / eines Frequenzbildes veranschaulicht. Das Histogramm 7 wird letztendlich mittels eines Anzeigegeräts 12 in Form eines Monitors angezeigt.From the processing facility 4 from the processed structure-borne sound waveform is sent to an evaluation 5 the device 10 transfer. The one in the processing facility 4 initially processed structure-borne sound waveform is in the evaluation 5 processed accordingly. For this purpose, the structure-borne sound signal waveform is compared with corresponding setpoint curves / setpoint values and a deviation between the structure-borne sound signal course and the setpoint curves on the basis of a time-dependent (color) graphical representation 6 , here in the form of a histogram 7 / a color chart / frequency picture. The histogram 7 ultimately becomes by means of a display device 12 displayed in the form of a monitor.

Hierbei kann zwischen der Auswerteeinrichtung 5 und dem entsprechenden Anzeigegerät 12 eine Datenübermittlung mittels eines Web-Browsers zwischengeschalten sein, sodass es einem die Auswertung des Histogramms 7 durchführenden System / Bediener ermöglicht ist, auch an einem anderen Standort als der Werkzeugmaschine 1 den Zustand der Werkzeugmaschine 1 zu überprüfen.This can be done between the evaluation 5 and the corresponding display device 12 a data transmission by means of a Web browser be interposed so that it is the evaluation of the histogram 7 enabling system / operator, even at a location other than the machine tool 1 the state of the machine tool 1 to check.

Die grafische Darstellung 6 des Körperschallsignals ist hinsichtlich des Histogramms 7 auch gut in den 3 bis 5 erkennbar. 3 zeigt zunächst den prinzipiellen Aufbau eines solchen Histogramms 7, bei dem auf einer Abszisse / x-Achse / Horizontalachse eine Hubanzahl, d.h. eine Anzahl der in einem Fertigungsauftrag durchgeführten Arbeitshübe, der Werkzeugmaschine 1 dargestellt ist und auf einer Ordinate / y-Achse / Vertikalachse der Hubwinkel, der wiederum einen Rückschluss auf die entsprechende Stellung / Hubposition des Werkzeugs 8 zulässt, dargestellt ist. In Bezug auf den Hubwinkel sind zudem bei entsprechenden beispielhaften Werten unmittelbar die korrespondierenden Stellungen des Werkzeugs 8 prinzipiell veranschaulicht. In dieser Ausführung sind drei beispielhafte Stellungen des Werkzeugs 8 für verschiedene Hubwinkel angegeben. Verschiedene Farben an den jeweiligen Betriebspunkten (bestimmter Hubwinkel bei bestimmter Hubanzahl) des Histogramms 7 charakterisieren verschiedene Zustände des entsprechend zu überwachenden Bestandteils der Werkzeugmaschine 1. Zur Ausbildung des Histogramms 7 wird somit mittels des Schallsensors 3 über einen kompletten Fertigungsauftrag hinweg für jeden einzelnen Arbeitshub, insbesondere getrennt für die Aufwärtsbewegung und die Abwärtsbewegung bei dem jeweiligen Arbeitshub des Werkzeuges 8, der Körperschallsignalverlauf ermittelt und eine Abweichung dieses Körperschallsignalverlaufs von dem zumindest einen Sollwertverlauf grafisch in dem Histogramm 7 veranschaulicht.The graphic representation 6 of the structure-borne sound signal is with respect to the histogram 7 also good in the 3 to 5 recognizable. 3 first shows the basic structure of such a histogram 7 in which, on an abscissa / x-axis / horizontal axis, a number of strokes, ie a number of working strokes carried out in a production order, of the machine tool 1 is shown and on an ordinate / y-axis / vertical axis of the lifting angle, in turn, a conclusion to the corresponding position / stroke position of the tool 8th allows, is shown. With regard to the lifting angle, the corresponding positions of the tool are also directly given corresponding exemplary values 8th illustrated in principle. In this embodiment, three exemplary positions of the tool 8th indicated for different lifting angles. Different colors at the respective operating points (specific stroke angle at a certain number of strokes) of the histogram 7 characterize different states of the component of the machine tool to be monitored accordingly 1 , To form the histogram 7 is thus by means of the sound sensor 3 over a complete production order for each individual stroke, in particular separately for the upward movement and the downward movement in the respective working stroke of the tool 8th determining the structure-borne sound signal course and a deviation of this structure-borne sound signal course from the at least one desired value course graphically in the histogram 7 illustrated.

Das Histogramm 7 ist als eine mehrstufige, hier vierstufige, farbliche Zustandsanzeige ausgebildet, wobei die Größe der Abweichung / Abweichungsgröße zwischen dem Körperschallsignalverlauf und dem zumindest einen Sollwertverlauf farblich abgestuft charakterisiert / gekennzeichnet / gewichtet ist. Beispielhaft steht die Farbe / Farbstufe grün für ein unauffälliges Verhalten des jeweiligen Bestandteils der Werkzeugmaschine 1, gelb für leicht erhöhte Schwingungswerte des jeweiligen Bestandteils der Werkzeugmaschine 1, rot für kritisches akustisches Verhalten des jeweiligen Bestandteils der Werkzeugmaschine 1 und violett für einen akut kritischen Zustand des jeweiligen Bestandteils der Werkzeugmaschine 1. Dadurch ist es für einen Bediener oder ein automatisiertes Bediensystem möglich, sobald eine bestimmte, einen maximal zulässigen Abweichungswert kennzeichnende Signalfarbe (hier violett) erreicht ist, festzustellen, dass eine Schädigung eines Bestandteils der Werkzeugmaschine 1 in kurzer Zeit auftreten kann oder bereits aufgetreten ist, um die Werkzeugmaschine 1 auszuschalten und den schadhaften oder bald zu Schaden kommenden Bestandteil auszutauschen. Diese Durchführung der Bewertung kann prinzipiell auch unmittelbar automatisch erfolgen.The histogram 7 is formed as a multi-level, here four-level, color status display, wherein the size of the deviation / deviation variable between the structure-borne sound signal waveform and the at least one setpoint curve is color-coded characterized / marked / weighted. By way of example, the color / color level is green for an inconspicuous behavior of the respective component of the machine tool 1 , yellow for slightly increased vibration values of the respective component of the machine tool 1 , red for critical acoustic behavior of the respective component of the machine tool 1 and violet for an acutely critical state of the respective component of the machine tool 1 , This makes it possible for an operator or an automated operating system, as soon as a certain, a maximum permissible deviation value characterizing signal color (violet here) is reached, determine that a damage to a component of the machine tool 1 can occur in a short time or has already occurred to the machine tool 1 switch off and replace the defective or soon to be damaged component. In principle, this evaluation can also be carried out automatically.

Die Vorrichtung 10 ist zudem im Betrieb mit einer Datenbank verbunden, in der bevorzugt auch bereits für die jeweilige Werkzeugmaschine 1 vorab aufgezeichnete Sollwertverläufe abgespeichert sind. Somit kann die Vorrichtung 10 diese Sollwertverläufe zum Vergleich des aktuell gemessenen Körperschallsignalverlaufs heranziehen.The device 10 is also connected in operation with a database, in the preferred already for each machine tool 1 pre-recorded setpoint curves are stored. Thus, the device 10 use these setpoint curves for comparing the currently measured structure-borne sound signal course.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Früherkennung von Schäden an der Werkzeugmaschine 1 mittels der Überwachungsvorrichtung 10 wird folglich, wie auch in 2 erkennbar, zunächst der Schritt des Erfassens eines zeitlichen Verlaufs des Körperschallsignals (S100) mittels des an dem Bestandteil 2 oder 8 der Werkzeugmaschine 1 angebrachten Schallsensors 3 erfasst. Daraufhin wird der erfasste Körperschallsignalverlauf in der Verarbeitungseinrichtung 4 aufbereitet (S200). Wiederum daran im Anschluss wird der aufbereitete Körperschallsignalverlauf (in Form von vorverarbeiteten Daten) in der Auswerteeinrichtung 5 mit zumindest einem Sollwertverlauf / Sollwert verglichen (S300) und anhand der grafischen Darstellung 6 in Form des Histogramms 7 veranschaulicht (S400). Dadurch ist eine Bewertung der Abweichung des aufbereiteten Körperschallsignalverlaufs von dem zumindest einen Sollwertverlauf anhand der grafischen Darstellung 6 ermöglicht, wobei ein Betriebszustand der Werkzeugmaschine 1 verändert wird (vorzugsweise wird Werkzeugmaschine komplett ausgeschaltet oder Werkzeug 8 wird mit geringerer Geschwindigkeit fortbewegt), wenn ein eine Zustandsänderung eines Bestandteils der Werkzeugmaschine 1 anzeigender maximal zulässiger Abweichungswert erreicht oder überschritten wird. Andernfalls, wenn die Abweichung unterhalb des maximal zulässigen Abweichungswertes liegt, wird der Betriebszustand unverändert beibehalten.To carry out the method according to the invention for the early detection of damage to the machine tool 1 by means of the monitoring device 10 will therefore, as well as in 2 recognizable, first the step of detecting a time course of the structure-borne sound signal ( S100 ) by means of the component 2 or 8th the machine tool 1 attached sound sensor 3 detected. Then, the detected structure-borne noise signal waveform in the processing device 4 prepared (S200). This is followed in turn by the conditioned structure-borne sound signal course (in the form of preprocessed data) in the evaluation device 5 with at least one setpoint curve / setpoint compared (S300) and based on the graphical representation 6 in the form of the histogram 7 illustrated (S400). As a result, an evaluation of the deviation of the processed structure-borne sound signal course from the at least one desired value course is based on the graphical representation 6 allows, with an operating state of the machine tool 1 is changed (preferably machine tool is completely off or tool 8th is moved at a slower speed) when a state change of a component of the machine tool 1 indicating maximum permissible deviation value is reached or exceeded. Otherwise, if the deviation is below the maximum permissible deviation value, the operating state is maintained unchanged.

In den 4 und 5 sind beispielhaft zwei mögliche Schadensfälle veranschaulicht, wobei in dem Histogramm 7 nach 4 ein beispielhafter Farbverlauf des Histogramms 7 bei einem gebrochenen Vorzugsstempel (Werkzeug 8) veranschaulicht ist. Hier ist erkennbar, dass eine optisch durch den Bediener wahrnehmbare Änderung der die Abweichung kennzeichnenden Farbe von Blau zu Rot stattfindet.In the 4 and 5 By way of example, two possible damage cases are illustrated, wherein in the histogram 7 to 4 an exemplary gradient of the histogram 7 with a broken preferential stamp (tool 8th ) is illustrated. Here it can be seen that a visually perceptible by the operator change of the deviation characterizing color from blue to red takes place.

In 5 ist ein Schadensfall beispielhaft dargestellt, mittels dem bekannt wird, dass ein Führungsbolzen gefressen hat.In 5 a damage case is exemplified, by means of which it is known that a guide pin has eaten.

Somit sind entsprechende Schäden bestimmter Bestandteile der Werkzeugmaschine 1 anhand des Histogramms 7 zu erkennen und auf den jeweiligen Bestandteil der Werkzeugmaschine 1 zu beziehen. Dadurch kann die Werkzeugmaschine 1 rechtzeitig abgeschaltet werden und der jeweilige beschädigte oder kurz vor der Beschädigung stehende Bestandteil ausgetauscht werden.Thus, corresponding damage to certain components of the machine tool 1 based on the histogram 7 to recognize and on the respective component of the machine tool 1 to acquire. This allows the machine tool 1 be switched off in good time and the respective damaged or just before the damage component are replaced.

In anderen Worten ausgedrückt, findet eine Aufnahme, eine Aufbereitung und eine zeitliche grafische Darstellung der Werkzeuggeräusche (Schall seitens der Werkzeugmaschine 1) erfindungsgemäß derart statt, dass die Veränderung des Geräuschverhaltens über einen kompletten Fertigungsauftrag hinweg beobachtet und hinsichtlich möglicher Schädigungen am Werkzeug / an dem jeweiligen Bestandteil der Werkzeugmaschine 1 beurteilt werden kann. Bei auffälligem Laufgeräusch kann die Maschine 1 gestoppt und das Werkzeug / der jeweilige Bestandteil überprüft und ggf. instand gesetzt werden, bevor es zu schwereren Schäden kommt.In other words, there is a recording, a processing and a temporal graphical representation of the tool noise (sound from the machine tool 1 ) according to the invention such that the change in the noise behavior observed over a complete production order and with regard to possible damage to the tool / on the respective component of the machine tool 1 can be judged. In case of conspicuous running noise, the machine can 1 stopped and the tool / component checked and possibly repaired before it comes to more serious damage.

Hierzu wird auf dem Stahlmantel des Ziehwerkzeugs (Werkzeug 8) mittels Magnet ein Körperschallsensor 3 an eine vorgegebene Position gesetzt. Das Beschleunigungssignal wird von einer Messeinrichtung (Verarbeitungseinrichtung 4) aufgezeichnet, zusammen mit der zeitkorrelierten Erfassung der Winkelsignale der Presse / Werkzeugmaschine 1. Diese Winkelsignale korrelieren mit der Position des Pressenstößels (Werkzeug 8). Zusätzlich werden noch weitere Angaben wie z. B. die Teilenummer des aktuellen Projekts übergeben. Die Aufbereitung der gemessenen Beschleunigungssignale erfolgt durch Filterung, Korrelation mit den Winkelsignalen, Interpolation und grafische Darstellung in einem Histogramm 7. Aus dem Histogramm 7 werden zwei Kennwerte über zwei unterschiedliche, sich nicht überlappende Winkelbereiche gebildet: Einer beurteilt das akustische Verhalten bei der Abwärtsbewegung des Werkzeugs, der andere leistet Entsprechendes für die Aufwärtsbewegung. Diese beiden Kennwerte und deren Verlauf von Hub zu Hub sind Grundlage zur Ermittlung von langfristigen Schwellwerten (Abweichungswerte), deren Überschreitung einen optischen Hinweis (Anzeige einer Statusfarbe: grün für unauffälliges Verhalten, gelb für leicht erhöhte Schwingungswerte, rot für kritisches akustisches Werkzeugverhalten und violett für akut kritischen Werkzeugzustand) auf auffälliges akustisches Verhalten des Werkzeugs gibt. Im Falle eines akut kritischen Zustands (violett) wird die Presse 1 durch das Überwachungssystem aktiv angeschaltet, alle anderen Zustände werden nach Ermessen der fachkundigen Personen der Werkzeuginstandhaltung behandelt. Damit die Historie der Werkzeuggeräusche verfügbar bleibt, werden die Diagramminformationen, verknüpft mit der Teilenummer, in einer Datenbank gespeichert.For this purpose, on the steel shell of the drawing tool (tool 8th ) by means of magnet a structure-borne sound sensor 3 set to a predetermined position. The acceleration signal is measured by a measuring device (processing device 4 ), together with the time-correlated detection of the angle signals of the press / machine tool 1 , These angle signals correlate with the position of the press ram (tool 8th ). In addition, additional information such. For example, pass the part number of the current project. The processing of the measured acceleration signals is performed by filtering, correlation with the angle signals, interpolation and graphical representation in a histogram 7 , From the histogram 7 two characteristic values are formed over two different non-overlapping angular ranges: one assesses the acoustic behavior during the downward movement of the tool, the other assesses the same for the upward movement. These two characteristic values and their progression from stroke to stroke are the basis for determining long-term threshold values (deviation values), which are exceeded if a visual indication is given (status color: green for inconspicuous behavior, yellow for slightly increased vibration values, red for critical acoustic tool behavior and violet for acutely critical tool condition) for conspicuous acoustic behavior of the tool. In case of an acute critical condition (violet) the press will 1 actively switched on by the monitoring system, all other conditions are handled at the discretion of the skilled person of tool maintenance. To keep the history of the tool noises, the diagram information associated with the part number is stored in a database.

Die erfindungsgemäße Überwachungsmethode fußt auf der Hypothese, dass sich ein Schaden an dem Werkzeug / der Werkzeugmaschine, der während der Produktion entsteht, durch veränderte Laufgeräusche bemerkbar macht. Basis hierfür ist die Erkenntnis, dass Schäden an Werkzeugen, insbesondere Ziehwerkzeugen, mit einer Veränderung des Geräuschverhaltens während des Produktionsprozesses einhergehen.The monitoring method according to the invention is based on the hypothesis that damage to the tool / machine tool that arises during production is manifested by changes in running noise. The basis for this is the recognition that damage to tools, especially drawing tools, is accompanied by a change in the noise behavior during the production process.

Problematisch ist, dass Geräusche bisher v.a. in der lauten Umgebung typischer Produktionsstätten durch den Pressenbediener selbst bei größter Aufmerksamkeit nicht zu hören sind. So kann sich unbemerkt schleichend oder plötzlich ein Schaden ergeben, der zum Totalausfall des Werkzeugs oder gar zur Beschädigung weiterer nachfolgender Werkzeuge und anderer Pressenkomponenten führt. Aus diesem Grund wird ein in aller Regel schon vorliegendes Maschinenüberwachungssystem (Überwachungsvorrichtung 10) durch ein körperschallbasiertes Werkzeugmonitoring ergänzt, das die Prozessgeräusche und deren Schwankungen / Veränderungen Hub für Hub überwacht.The problem is that noises have been heard so far, especially in the noisy environment of typical production sites by the press operator even with the utmost attention. Thus unnoticed, creeping or sudden damage can result, which leads to total failure of the tool or even damage to other subsequent tools and other press components. For this reason, a usually already existing machine monitoring system (monitoring device 10 ) is supplemented by a structure-borne sound monitoring tool, which monitors the process noise and its fluctuations / changes stroke by stroke.

Es ist vorteilhaft, wenn die Ergebnisse der Überwachung dem Bediener aufbereitet zur Verfügung gestellt werden. Dies kann insbesondere grafisch erfolgen, vorzugsweise farblich aufbereitet auf einem Bedienmonitor (Anzeigegerät 12) dargestellt. Zur Auswertung können beispielsweise aus den Messdaten Kennwerte und Grenzen errechnet werden, aus denen eine vierstufige Zustandsanzeige (grün/gelb/rot/violett) generiert wird. Die Logik für den Bediener könnte dann lauten, dass bei Erreichen der vierten Zustandsanzeige (violett) der Werkzeugzustand so kritisch wäre, dass die Presse 1 durch das Überwachungssystem 10 aktiv abgeschaltet wird.It is advantageous if the results of the monitoring prepared for the operator are provided. This can be done in particular graphically, preferably color-processed on an operating monitor (display device 12 ). For the evaluation, characteristic values and limits can be calculated, for example, from the measured data, from which a four-level status display (green / yellow / red / violet) is generated. The logic for the operator could then be that when the fourth status display (violet) is reached, the tool state would be so critical that the press 1 through the surveillance system 10 is switched off actively.

Aufnahme, Aufbereitung und zeitliche grafische Darstellung der Werkzeuggeräusche erfolgen so, dass die Veränderung des Geräuschverhaltens über einen kompletten Fertigungsauftrag hinweg beobachtet und hinsichtlich möglicher Schädigungen am Werkzeug beurteilt werden kann. Bei auffälligem Laufgeräusch kann die Maschine 1 gestoppt und das Werkzeug überprüft und ggf. instand gesetzt werden, bevor es zu schwereren Schäden kommt.Recording, processing and temporal graphical representation of the tool noises are made in such a way that the change in the noise behavior can be observed over a complete production order and assessed with regard to possible damage to the tool. In case of conspicuous running noise, the machine can 1 stopped and the tool checked and repaired if necessary, before it comes to more serious damage.

Der Messaufbau kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Körperschallsensor 3 aufweisen, der auf dem Stahlmantel des Ziehwerkzeugs 8 einer Presse 1 mittels Magnet (oder auf andere Weise) an eine vorgegebene Position gesetzt wird. Das von diesem Körperschallsensor 3 aufgenommene Beschleunigungssignal (Körperschallsignalverlauf) kann dann von einer Messeinrichtung (Verarbeitungseinrichtung 4) aufgezeichnet werden, vorzugsweise zusammen mit der zeitkorrelierten Erfassung der Winkelsignale der Presse 1. Diese Winkelsignale korrelieren mit der Position des Pressenstößels 8. Zusätzlich können noch weitere Angaben wie z. B. die Teilenummer des aktuellen Projekts übergeben werden. Die Aufbereitung der gemessenen Beschleunigungssignale erfolgt bevorzugt durch Filterung, Korrelation mit den Winkelsignalen, Interpolation der Messwerte und grafische Darstellung in einem Histogramm 7. Aus dem Histogramm 7 können dann bevorzugt zwei Kennwerte über zwei unterschiedliche, sich nicht überlappende Winkelbereiche gebildet werden: Einer beurteilt das akustische Verhalten bei der Abwärtsbewegung des Werkzeugs 8, und der andere leistet Entsprechendes für die Aufwärtsbewegung. Diese beiden Kennwerte und deren Verlauf von Hub zu Hub können Grundlage sein zur Ermittlung von langfristigen Schwellwerten, deren Überschreitung einen Hinweis auf auffälliges akustisches Verhalten des Werkzeugs gibt. Eine Anzeige eines solchen auffälligen akustischen Verhaltens des Werkzeugs könnte mittels einer dem Bediener angezeigten Statusfarbe erfolgen, beispielsweise grün für unauffälliges Verhalten, gelb für leicht erhöhte Schwingungswerte, rot für kritisches akustisches Werkzeugverhalten und violett für akut kritischen Werkzeugzustand. Entsprechend könnte der Bediener rasch und ohne eigene weitere Untersuchungen auf auffälliges akustisches Verhalten des Werkzeugs hingewiesen werden. Im Falle eines akut kritischen Zustands ist das vorliegende Verfahren vorgesehen, in die Pressensteuerung einzugreifen und dadurch die Presse durch das Überwachungssystem aktiv abzuschalten, alle anderen Zustände lägen dann im Ermessen der fachkundigen Personen, beispielsweise der Werkzeuginstandhaltung. Damit die Historie der Werkzeuggeräusche verfügbar bleibt, werden die Diagramminformationen, verknüpft mit der Teilenummer, in einer Datenbank gespeichert.The measurement setup can according to a preferred embodiment, a structure-borne sound sensor 3 have on the steel shell of the drawing tool 8th a press 1 is set to a predetermined position by means of a magnet (or otherwise). That of this structure-borne sound sensor 3 recorded acceleration signal (structure-borne noise signal waveform) can then by a measuring device (processing means 4 ), preferably together with the time-correlated detection of the angle signals of the press 1 , These angle signals correlate with the position of the press ram 8th , In addition, other information such. For example, you can pass the part number of the current project. The conditioning of the measured acceleration signals preferably takes place by filtering, correlation with the angle signals, interpolation of the measured values and graphical representation in a histogram 7 , From the histogram 7 can then be formed preferably two characteristic values over two different, non-overlapping angle ranges: One assesses the acoustic behavior during the downward movement of the tool 8th , and the other does the same thing for the upward movement. These two characteristics and their progression from stroke to stroke can be the basis for determining long-term thresholds whose exceeding gives an indication of conspicuous acoustic behavior of the tool. A Such conspicuous acoustic behavior of the tool could be indicated by means of a status color displayed to the operator, such as green for inconspicuous behavior, yellow for slightly elevated vibration values, red for critical acoustic tool behavior, and violet for acute critical tool condition. Accordingly, the operator could be quickly and without his own further investigation pointed to conspicuous acoustic behavior of the tool. In the case of an acutely critical condition, the present method is intended to intervene in the press control and thereby actively disable the press through the monitoring system, all other conditions would then be at the discretion of the skilled person, for example tool maintenance. To keep the history of the tool noises, the diagram information associated with the part number is stored in a database.

Somit ist ein Verfahren zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einem (Tief-)Ziehwerkzeug, vorzugsweise einer Transferpresse, umgesetzt, das gekennzeichnet ist durch ein körperschallbasiertes Werkzeug-Monitoring, welches Prozessgeräusche eines Werkzeuges der Werkzeugmaschine und deren Schwankungen / Veränderungen im Betrieb der Werkzeugmaschine, vorzugweise Hub für Hub einer Transferpresse, überwacht. Die Aufnahme und Aufbereitung der Werkzeuggeräusche erfolgt so, dass die Veränderung des Geräuschverhaltens über einen, vorzugsweise kompletten, Fertigungsauftrag hinweg beobachtet und hinsichtlich möglicher Schädigungen am Werkzeug beurteilt wird, wobei bei auffälligem Laufgeräusch die Maschine gestoppt und das Werkzeug überprüft und ggf. instand gesetzt wird. Somit ist auch eine entsprechende Vorrichtung 10 zur Früherkennung von Schäden an einer Werkzeugmaschine 1, insbesondere an einem (Tief-)Ziehwerkzeug vorzugsweise einer Transferpresse, mit einem Körperschallsensor, der an einem Werkzeugs der Werkzeugmaschine angeordnet ist und eine Auswerteeinheit 5, welche ein vom Körperschallsensor aufgenommenes Beschleunigungssignal aufzeichnet und auswertet, vorgesehen. Die Auswerteeinheit 5 erfasst die Beschleunigungssignale zeitkorreliert mit Bewegungssignalen oder anderen Betriebssignalen der Werkzeugmaschine 1, wobei eine Aufbereitung der gemessenen Beschleunigungssignale durch Filterung der Messsignale und Korrelation dieser Messsignale mit Bewegungssignalen / Betriebssignalen erfolgt.Thus, a method for the early detection of damage to a machine tool, in particular to a (deep) drawing tool, preferably a transfer press, implemented, which is characterized by a structure-borne tool monitoring, which process noise of a tool of the machine tool and their fluctuations / changes in operation the machine tool, preferably stroke for stroke of a transfer press monitored. The recording and processing of the tool noises is done so that the change in noise behavior over a, preferably complete, production order away observed and assessed for possible damage to the tool, with conspicuous running noise stopped the machine and the tool checked and possibly repaired. Thus, a corresponding device 10 for the early detection of damage to a machine tool 1 , in particular on a (deep) drawing tool, preferably a transfer press, with a structure-borne noise sensor, which is arranged on a tool of the machine tool, and an evaluation unit 5 , which records and evaluates a recorded by the structure-borne sound sensor acceleration signal. The evaluation unit 5 detects the acceleration signals time correlated with motion signals or other operating signals of the machine tool 1 , wherein a conditioning of the measured acceleration signals by filtering the measurement signals and correlation of these measurement signals with motion signals / operating signals takes place.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Werkzeugmaschinemachine tool
22: Werkzeuggehäusetool housing
33: Schallsensorsound sensor
44: Verarbeitungseinrichtungprocessing device
55: Auswerteeinrichtungevaluation
66: grafische Darstellunggraphical representation
77: Histogrammhistogram
88th: verfahrbares Werkzeugmovable tool
99: Matrizedie
1010: Überwachungsvorrichtungmonitoring device
1111: Werkstückworkpiece
1212: Anzeigegerätdisplay

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4242442 C2 [0002]

Claims

Method for the early detection of damage to a machine tool (1), in particular a deep drawing press, comprising the following steps: a) detecting a temporal course of a structure-borne noise signal by means of a sound sensor (3) attached to a component (2, 8) of the machine tool (1), b) processing the recorded structure-borne sound signal course in a processing device (4), c) comparing the processed structure-borne sound signal course with at least one desired value course in an evaluation device (5), and d) evaluating a deviation of the processed structure-borne noise signal course from the at least one desired value course using a graphical representation (6), whereby an operating state of the machine tool (1) is changed when a maximum permissible deviation value indicating a state change of a component of the machine tool (1) has been reached or exceeded or the operating state remains unchanged if the deviation is below the maximum permissible deviation value.

Method according to Claim 1 , characterized in that the processed structure-borne noise signal waveform is compared in step c) at several times with the at least one setpoint course and in step d) present at the respective time deviation between the structure-borne sound waveform and at least one setpoint course in a multi-stage status display (7) ,

Method according to Claim 2 , characterized in that the status display (7) is a histogram (7) and different states of the component of the machine tool (1) are marked in color.

Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the machine tool (1) is switched off when the maximum permissible deviation value is exceeded after step d).

Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that for each separate stroke of the machine tool (1) a structure-borne sound waveform after steps a) to c) is detected, processed and compared.

Method according to Claim 5 , characterized in that the machine tool (1) over a complete production order away by means of the structure-borne noise signal waveform after the steps a) to d) is monitored.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the course of the structure-borne sound signal after step a) directly on a tool (8) or a housing (2) of the machine tool (1) is tapped.

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the structure-borne sound signal detected after step a) is set in correlation to an angle signal of a rotating drive shaft segment of a drive of the machine tool (1).

Device (10) for carrying out the method according to one of Claims 1 to 8th wherein the device (10) comprises the sound sensor (3), the processing device (4) and the evaluation device (5).

Machine tool (1), comprising a housing (2), a tool (8) movable relative to this housing (2) and a monitoring device (10) for early detection of damage to a component, wherein the monitoring device (10) further comprises a sound sensor (3 ), which is attached directly to the metrological detection of a on the housing (2) or the tool (8) adjacent structure-borne noise to the housing (2) or the tool (8).