DE102019126764A1

DE102019126764A1 - Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades, Einrichtung zum Ermitteln eines Verschleißgrades sowie Bearbeitungseinrichtung und Computerprogramm

Info

Publication number: DE102019126764A1
Application number: DE102019126764.1A
Authority: DE
Inventors: Samuel Ziefle; Peter Dettling; Ruven Weiss
Original assignee: Homag GmbH
Current assignee: Homag GmbH
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-04-08
Also published as: US20230168156A1; EP4038379A1; WO2021064176A1; CN114585473A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10), wobei wenigstens ein Istzustand (19) der Bearbeitungseinrichtung (10) bestimmt wird und der wenigstens eine Istzustand (19) mit zumindest einem Vergleichszustand (18) der Bearbeitungseinrichtung (10) verglichen wird und in Abhängigkeit von einer ermittelten Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18) auf den Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente geschlossen wird, wobei zum Bestimmen des wenigstens einen Istzustands (19) und/oder des zumindest einen Vergleichszustands (18) Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) erfasst werden sowie eine Einrichtung (13) zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10), eine Bearbeitungseinrichtung (10) zum Bearbeiten von Werkstücken (11) und ein Computerprogramm zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10) .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung sowie eine Bearbeitungseinrichtung und ein Computerprogramm zum Ermitteln eines Verschleißgrades.
Aus der DE 10 2014 104 581 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Zustands eines Bearbeitungswerkzeugs einer Bearbeitungseinrichtung bekannt. Zur Beurteilung des Zustands des Bearbeitungswerkzeugs umfasst die Bearbeitungseinrichtung eine optische Aufnahmeeinrichtung, welche nach einem Bearbeitungsvorgang ein optisches Bild eines Istzustands des Bearbeitungswerkzeugs erfasst, um dieses mit einem in einer Steuerungseinrichtung hinterlegten optischen Bild eines Sollzustands eines Vergleichswerkzeugs zu vergleichen. Wird durch den Vergleich der optischen Zustandsbilder eine definierte Abweichung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Vergleichswerkzeug ermittelt, wird auf einen fehlerhaften Zustand des Bearbeitungswerkzeugs geschlossen. Die Beurteilung des Zustands des Bearbeitungswerkzeugs erfordert eine Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs, da das optische Erfassen des Bearbeitungswerkzeugs nur im Ruhezustand möglich ist. Zudem beschränkt sich die Beurteilung des Zustands auf den optisch erfassten Bereich des Bearbeitungswerkzeugs, sodass optisch nicht erfasste Bereiche bei der Beurteilung unberücksichtigt bleiben. Die optischen Komponenten können durch den Bearbeitungsvorgang zudem verschmutzen, sodass eine erhöhte Fehleranfälligkeit oder gar ein Ausfall der Aufnahmeeinrichtung auftreten kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren vorzuschlagen, durch welches ein schnelles und präzises Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung ermöglicht ist. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung sowie eine Bearbeitungseinrichtung vorzuschlagen, durch welche ein Verschleißgrad wenigstens einer Komponente der Bearbeitungseinrichtung schnell und präzise ermittelt werden kann. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung ein Computerprogramm vorzuschlagen, welches ein schnelles und präzises Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung, bei welchem wenigstens ein Istzustand der Bearbeitungseinrichtung bestimmt wird und der wenigstens eine Istzustand mit zumindest einem Vergleichszustand der Bearbeitungseinrichtung verglichen wird und in Abhängigkeit von einer ermittelten Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand und dem zumindest einen Vergleichszustand auf den Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente geschlossen wird, gelöst, wobei zum Bestimmen des wenigstens einen Istzustands und/oder des zumindest einen Vergleichszustands Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung erfasst werden. Indem der wenigstens eine Istzustand und/oder der zumindest eine Vergleichszustand durch Erfassen von Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung bestimmt werden, kann eine Ermittlung des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente während eines Betriebs der Bearbeitungseinrichtung erfolgen. Auch eine kontinuierliche Überwachung des Verschleißgrades während des Betriebs der Bearbeitungseinrichtung kann auf diese Weise ermöglicht sein.
Bei den Schallemissionen kann es sich beispielsweise um Körperschall oder Luftschall handeln. Werden die Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung durch eine entsprechende Sensoreinrichtung erfasst, beispielsweise durch Schalldrucksensoren, Mikrofone, Körperschallsensoren oder ähnliche Sensoren, kann zudem eine präzise Bestimmung des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente anhand der Schallemissionen erfolgen. Zusätzlich zu den Schallemissionen können auch weitere Maschinendaten erfasst werden, um den Verschleißgrad zu bestimmen. Bei der Bearbeitungseinrichtung kann es sich um eine beliebige Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken handeln. Vorzugsweise kann die Bearbeitungseinrichtung als eine Holzbearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, die zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder dergleichen bestehen, ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann der wenigstens eine Istzustand und/oder der zumindest eine Vergleichszustand aus den während eines Bearbeitungsvorgang erfassten Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung bestimmt werden. Auf diese Weise kann der Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente während des Bearbeitungsvorgangs ermittelt werden. Zur Beurteilung des Verschleißgrades ist somit keine Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs erforderlich, sodass auf diese Weise kürzere Stillstandszeiten erreicht werden können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens kann vorsehen, dass aus den erfassten Schallemissionen zumindest ein Betriebsparameter der wenigstens einen verschleißbehafteten Komponente ermittelt wird, vorzugsweise ein durch die wenigstens eine Komponente erzeugter Schalldruck, und der wenigstens eine Istzustand und/oder der zumindest eine Vergleichszustand durch den zumindest einen Betriebsparameter bestimmt werden. Aus den erfassten Schallemissionen können dadurch komponentenspezifische Merkmale zum Ermitteln des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente ermittelt werden. Indem der zumindest eine Betriebsparameter als ein durch die wenigstens eine Komponente erzeugter Schalldruck bestimmt wird, können diese komponentenspezifischen Merkmale anhand von akustischen Eigenschaften der wenigstens einen Komponente ermittelt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass die erfassten Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung in ein Amplitudenspektrum oder in ein Frequenzspektrum überführt werden und der zumindest eine Betriebsparameter durch eine definierte Frequenz und/oder eine definierte Amplitude im Amplitudenspektrum oder im Frequenzspektrum bestimmt wird, und dass der wenigstens eine Istzustand oder der zumindest eine Vergleichszustand durch die definierte Frequenz und/oder Amplitude bestimmt wird. Durch das Überführen der Schallemissionen in das Amplitudenspektrum oder Frequenzspektrum kann die Zusammensetzung der erfassten Schallemissionen aus den verschiedenen Frequenzen abgebildet werden. Auf diese Weise kann eine Zuordnung des durch die wenigstens eine Komponente erzeugten Schalls aus den erfassten Schallemissionen erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann der zumindest eine Betriebsparameter aus den erfassten Schallemissionen als ein werkzeugspezifischer Betriebsparameter eines Bearbeitungswerkzeugs der Bearbeitungseinrichtung ermittelt wird, vorzugsweise als ein durch das Bearbeitungswerkzeug erzeugter Schalldruck. Dadurch kann aus den Schallemissionen der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise ein Schärfegrad des Bearbeitungswerkzeugs oder auch eine Beschädigung des Bearbeitungswerkzeugs, ermittelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann der zumindest eine werkzeugspezifische Betriebsparameter aus den erfassten Schallemissionen durch Bestimmen einer Zahneingriffsfrequenz f_z des Bearbeitungswerkzeugs und/oder einer Harmonischen der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} des Bearbeitungswerkzeugs ermittelt werden. Die Zahneingriffsfrequenz und/oder die Harmonische der Zahneingriffsfrequenz können in Abhängigkeit von der Drehzahl des Bearbeitungswerkzeugs, der Drehfrequenz des Bearbeitungswerkzeugs und/oder einer Anzahl der Bearbeitungszähne des Bearbeitungswerkzeugs eindeutig bestimmt werden. Auf diese Weise kann eine eindeutige Zuordnung der Frequenzen des durch das Bearbeitungswerkzeug erzeugten Schalls aus den erfassten Schallemissionen erfolgen.
Vorteilhafterweise kann der zumindest eine werkzeugspezifische Betriebsparameter durch die Zahneingriffsfrequenz f_z und/oder die Harmonische der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} im Frequenzspektrum oder im Amplitudenspektrum bestimmt werden. Im Amplitudenspektrum oder Frequenzspektrum kann in Verbindung mit der ermittelten Zahneingriffsfrequenz und/oder der Harmonischen der Zahneingriffsfrequenz eine einfache Zuordnung der Frequenzen des durch das Bearbeitungswerkzeug erzeugten Schalls erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zum Bestimmen des Vergleichszustands der zumindest eine Betriebsparameter in einem ersten Zeitintervall ermittelt wird und zum Bestimmen des wenigstens einen Istzustands der zumindest eine Betriebsparameter in wenigstens einem weiteren Zeitintervall ermittelt wird. Der Vergleichszustand und der wenigstens eine Istzustand werden somit zeitlich beabstandet zueinander erfasst, sodass ein innerhalb des zeitlichen Abstands auftretender Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente oder des Bearbeitungswerkzeugs ermittelt werden kann. Dabei können insbesondere auch mehrere Istzustände zeitlich beabstandet zueinander bestimmt werden, um eine genau Beurteilung des Verschleißgrades vornehmen zu können. Die zeitlichen Abstände können beliebig gewählt werden, sodass beispielsweise auch eine kontinuierliche Überwachung des Verschleißgrades ermöglicht sein kann.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass zum Ermitteln der Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand und dem zumindest einen Vergleichszustand eine Schalldruckdifferenz zwischen dem zumindest einen im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter und dem zumindest einen im wenigstens einen weiteren Zeitintervall ermittelten Betriebsparameter bestimmt wird. Die Schalldruckdifferenz kann folglich durch eine Differenz zwischen einer Amplitudenhöhe des Istzustands und einer Amplitudenhöhe des Vergleichszustands bestimmt werden. Dabei vergrößert sich die Schalldruckdifferenz mit zunehmenden Verschleißgrad.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass zum Ermitteln der Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand und dem zumindest einen Vergleichszustand eine Differenz zwischen einer definierten FrequenzbandbreiteFrequenzbandbreite der Amplitude des zumindest einen im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameters und einer (beispielsweise durch Berechnung) definierten FrequenzbandbreiteFrequenzbandbreite der Amplitude des zumindest einen im wenigstens einen weiteren Zeitintervall ermittelten Betriebsparameters bestimmt wird. Auf diese Weise kann ein weiteres Merkmale zum Ermitteln des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente oder des Bearbeitungswerkzeugs bestimmt werden, wobei dieses durch einen Vergleich von definierten Frequenzbandbreiten des Vergleichszustands und des wenigstens einen Istzustands vorgesehen ist.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann zum Bestimmen der Frequenzbandbreite ein erster Mittelwert aus einem Grundverlauf des Amplitudenspektrums oder Frequenzspektrums ermittelt werden, und ein zweiter Mittelwert unter Einbeziehen der Amplitude des zumindest einen Betriebsparameters ermittelt werden, und die Frequenzbandbreite durch einen Frequenzbereich der Amplitude definiert werden, in welchem der zweite Mittelwert den ersten Mittelwert übersteigt. Auf diese Weise ist die Frequenzbandbreite einer Amplitude definiert ermittelbar, sodass ein Vergleich der Frequenzbandbreiten zwischen dem Vergleichszustand und dem Istzustands ermöglicht ist.
Das Verfahren kann weiterführend vorsehen, dass innerhalb eines definierten Frequenzbereichfensters die Summe aller Frequenzbandbreiten der im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter bestimmt werden und die Summe aller Frequenzbandbreiten der im zweiten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter in einem äquivalenten Frequenzbereichfenster bestimmt werden und der Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente, insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs, durch eine Differenz zwischen der Summe der Frequenzbandbreiten der im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter und die Summe der Frequenzbandbreiten der im zweiten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter ermittelt wird.
Ein weiteres Ermitteln des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente oder des Bearbeitungswerkzeugs kann durch das Verfahren dadurch erfolgen, dass während des Bearbeitungsvorgangs ein von der Bearbeitungseinrichtung übertragenes Drehmoment erfasst wird und der Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente, insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs, aus einer Differenz zwischen dem im ersten Zeitintervall erfassten Drehmoments und dem im wenigstens einen weiteren Zeitintervall erfassten Drehmoments ermittelt wird. Neben dem Ermitteln des Verschleißgrades aus den Schallemissionen kann durch das Erfassen des Drehmoments eine ergänzende Bestimmung des Verschleißgrades erfolgen. Dadurch kann sowohl eine präzisierte Beurteilung des Verschleißgrades als auch eine Überprüfung des durch die Schallemissionen ermittelten Verschleißgrades ermöglicht sein. Insbesondere kann hierzu der von der Bearbeitungseinrichtung während des Bearbeitungsvorgangs aufgenommene Strom-Effektivwert erfasst werden.
Die Aufgabe wird zudem durch eine Einrichtung zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung, insbesondere eines Bearbeitungswerkzeugs der Bearbeitungseinrichtung, umfassend eine Sensoreinrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Istzustands und/oder zumindest eines Vergleichszustands der Bearbeitungseinrichtung sowie eine Recheneinheit zum Ermitteln einer Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand und dem zumindest einen Vergleichszustand, gelöst, wobei Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung durch die Sensoreinrichtung erfassbar sind und zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen durch die Recheneinheit durchführbar ist. Durch eine solche Einrichtung kann eine Beurteilung des Verschleißgrades der wenigstens einen Komponente, insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs, durch Erfassen von Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung erfolgen, wodurch eine einfache und schnelle Ermittlung des Verschleißgrades ermöglicht sein kann. Insbesondere kann dies dadurch erreicht sein, dass die Ermittlung des Verschleißgrades durch die Einrichtung während des Betriebs, insbesondere während eines Bearbeitungsvorgangs der Bearbeitungseinrichtung erfolgen kann. Die Einrichtung kann ergänzend eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, durch welche den Verschleißgrad betreffende Information ausgegeben werden können. Ein Benutzer kann anhand der ausgegebenen Informationen somit einen Austausch oder eine Reparatur der wenigstens einen Komponente vornehmen oder veranlassen. Ebenso kann durch die Ermittlung des Verschleißgrades, beispielsweise bei Erreichen einer Verschleißgrenze, ein automatisierter Austausch einer verschlissenen Komponente, beispielsweise eines stumpfes Bearbeitungswerkzeugs, angesteuert werden oder auch eine rechtzeitige automatisierte Nachbestellung der Komponente, des Bearbeitungswerkzeugs oder von eventuell erforderlichen Verbrauchsmaterial erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Einrichtung kann zumindest die Recheneinheit über eine Schnittstelle mit der Bearbeitungseinrichtung verbindbar sein oder in der Bearbeitungseinrichtung integriert sein. Beispielsweise kann die Einrichtung auch Teil einer Steuerungseinrichtung der Bearbeitungseinrichtung sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der Einrichtung kann zumindest die Recheneinheit in einem mobilen Endgerät vorgesehen ist, insbesondere in einem mobilen Computer, Tablet, Smartphone oder dergleichen, und die Sensoreinrichtung mit dem mobilen Endgerät verbindbar sein oder in dem mobilen Endgerät integriert sein. Ein solches mobiles Endgerät kann von dem Benutzer mitgeführt werden, sodass ein flexibler Einsatz unabhängig von der Bearbeitungseinrichtung ermöglicht ist. Dadurch kann die Einrichtung beispielsweise auch Schallemissionen anderer Bearbeitungseinrichtungen erfassen, um einen Verschleißgrad von Komponenten, insbesondere von Bearbeitungswerkzeugen dieser Bearbeitungseinrichtungen zu ermitteln.
Zudem wird die Aufgabe durch eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, mit einer Sensoreinrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Istzustands und/oder zumindest eines Vergleichszustands der Bearbeitungseinrichtung sowie mit einer Recheneinheit zum Ermitteln einer Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand und dem zumindest einen Vergleichszustand, um einen Verschleißgrad wenigstens einer Komponente der Bearbeitungseinrichtung zu ermitteln, gelöst, wobei Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung durch die Sensoreinrichtung erfassbar sind und zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durch die Recheneinheit durchführbar ist. Eine solche Bearbeitungseinrichtung kann eine beliebige Werkzeugmaschine mit wenigstens einem Bearbeitungswerkzeug zum Bearbeiten von Werkstücken sein. Diese können beispielsweise aus einem Metall, Kunststoff oder Verbundwerkstoff, aus einem Steinmaterial oder aus einem anderen bearbeitbaren Werkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinrichtung als eine Holzbearbeitungseinrichtung ausgebildet, durch welche Werkstücke bearbeitbar sind, die zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen ausgebildet sind.
Ergänzend wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung gelöst, wobei zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen durchführbar ist. Ein solches Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Figuren zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Bearbeitungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Ermitteln eines Verschleißgrades,
2 eine schematische Darstellung eines Amplitudenspektrums von Schallemissionen der Bearbeitungseinrichtung,
3 eine schematische Darstellung des Amplitudenspektrums gemäß 2 von einem Istzustand und von einem Vergleichszustand der Bearbeitungseinrichtung,
4 eine weitere schematische Darstellung des Amplitudenspektrums vom Vergleichszustand der Bearbeitungseinrichtung,
5 eine weitere schematische Darstellung des Amplitudenspektrums vom Istzustand der Bearbeitungseinrichtung, und
6 eine schematische Darstellung eines Stromeffektivwert-Zeit-Diagramms der Bearbeitungseinrichtung.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bearbeitungseinrichtung 10. Bei dieser Bearbeitungseinrichtung 10 kann es sich um eine beliebige Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken 11 handeln. Insbesondere kann die Bearbeitungseinrichtung 10 als eine Holzbearbeitungseinrichtung ausgebildet sein. Bei den zu bearbeitenden Werkstücken 11 handelt es sich insbesondere um Werkstücke 11, die zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder dergleichen ausgebildet sind. Dabei kann es sich um unterschiedlichste Werkstücke 11 handeln, beispielsweise Massivholz- oder Spanplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten, Fußbodenleisten, Profile zur Profilummantelung und ähnliche. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Bearbeitung derartiger Werkstücke 11 und Werkstoffe beschränkt. Ebenso kann die Bearbeitungseinrichtung 10 zum Bearbeiten von Werkstücken 11 aus einem metallischen oder beliebigen anderen Werkstoff vorgesehen sein. Die Bearbeitungseinrichtung 10 kann als eine CNC-gesteuerte Bearbeitungseinrichtung 10 ausgebildet sein oder ein CNCgesteuertes Bearbeitungszentrum bilden. Alternativ kann die Bearbeitungseinrichtung 10 auch als Durchlaufeinrichtung ausgebildet sein und das Bearbeiten von Werkstücken 11 im Durchlaufverfahren ermöglichen.
Zum Bearbeiten der Werkstücke 11 umfasst die Bearbeitungseinrichtung 10 wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug 12. Dieses Bearbeitungswerkzeug 12 kann beispielsweise als ein Fräswerkzeug, Sägewerkzeug und/oder Bohrwerkzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Unter Bearbeiten des Werkstücks 11 wird folglich insbesondere das Zuschneiden, Sägen, Fräsen, Bohren, Schleifen, Hobeln oder ein vergleichbares Bearbeitungsverfahren am Werkstück 11 durch das Bearbeitungswerkzeug 12 verstanden. Vorzugsweise führt das Bearbeitungswerkzeug 12 während eines Bearbeitungsvorgangs eine periodische Bearbeitungsbewegung aus, beispielsweise eine Drehbewegung oder Schneidbewegung. Das Bearbeitungswerkzeug 12 weist zum Bearbeiten der Werkstücke 11 insbesondere einen zahnförmigen Bearbeitungsabschnitt auf. Dieser Bearbeitungsabschnitt des Bearbeitungswerkzeugs 12 ist durch eine Vielzahl von Zähnen gebildet.
Die Bearbeitungseinrichtung 10 umfasst eine Einrichtung 13 zum Ermitteln eines Verschleißgrades des wenigstens einen Bearbeitungswerkzeugs 12 der Bearbeitungseinrichtung 10. Die Einrichtung 13 kann ebenso zum Ermitteln eines Verschleißgrades einer anderen verschleißbehafteten Komponente der Bearbeitungseinrichtung 10 vorgesehen sein. Demnach ist im Folgenden unter dem Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 auch der Verschleißgrad einer verschleißbehafteten Komponente der Bearbeitungseinrichtung 10 zu verstehen.
Die Einrichtung 13 umfasst eine Sensoreinrichtung 14 zum Erfassen von Schallemissionen 16 sowie eine Recheneinheit, durch welche der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 aus den erfassten Schallemissionen 16 ermittelt werden kann. Durch die Sensoreinrichtung 14 werden insbesondere die durch die Bearbeitungseinrichtung 10 und/oder die durch den Bearbeitungsvorgang erzeugten Schallemissionen 16 erfasst. Bei den Schallemissionen 16 kann es sich sowohl um Körperschall handeln, der durch die Bearbeitungseinrichtung 10 und/oder durch das zu bearbeitende Werkstück 11 erzeugt wird, als auch um Schall, der durch Komponenten der Bearbeitungseinrichtung 10, insbesondere durch das Bearbeitungswerkzeug 12, erzeugt wird. Zum Ermitteln des Verschleißgrades werden durch die Sensoreinrichtung 14 insbesondere die während der Bearbeitung des Werkstücks 11 erzeugten Schallemissionen 16 erfasst. Ergänzend werden zum Ermitteln des Verschleißgrades durch die Sensoreinrichtung 14 und/oder durch eine zusätzliche Erfassungseinrichtung weitere Maschinendaten erfasst. Diese weiteren Maschinendaten sind beispielsweise eine Drehzahl des Bearbeitungswerkzeugs 12, eine Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks 11 und/oder ein aufgenommener elektrischer Strom oder eine aufgenommene elektrische Leistung der Bearbeitungseinrichtung 10. Letztere können als Maß für das übertragene Drehmoment betrachtet werden. Ebenso können zum Ermitteln des Verschleißgrades beliebige weitere Maschinendaten durch die Sensoreinrichtung 14 und/oder Erfassungseinrichtung erfasst werden, welche eine direkte oder indirekte Abhängigkeit zum Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 aufweisen.
Zum Erfassen der Schallemissionen 16 weist die Sensoreinrichtung 14 ein oder mehrere Mikrofone auf. Ebenso oder alternativ kann die Sensoreinrichtung 14 zum Erfassen der Schallemissionen 16 auch beliebige andere Schalldrucksensoren aufweisen, beispielsweise Kontaktmikrofone, Körperschallmikrofone oder Körperschallabnehmer. Die Sensoreinrichtung 14 kann sowohl in der Einrichtung 13 integriert sein als auch durch eine Schnittstelle mit der Einrichtung 13 verbindbar sein.
Die Einrichtung 13 kann als eine separate bzw. externe Einheit ausgebildet sein, wie dies in 1 gezeigt ist. Diese externe Einrichtung 13 kann beispielsweise durch eine kabelgebundene oder kabellose Schnittstelle mit der Bearbeitungseinrichtung 10 verbindbar sein. Die Sensoreinrichtung 14 kann in dieser externen Einrichtung 13 integriert sein oder mit dieser verbindbar sein. Eine solche externe Einrichtung 13 kann beispielsweise als ein mobiles Endgerät, insbesondere als ein mobiler Computer, Tablet, Smartphone oder dergleichen, ausgebildet sein. Ebenso kann die Einrichtung 13 auch als eine Komponente der Bearbeitungseinrichtung 10 ausgebildet sein, zum Beispiel kann die Recheneinheit der Einrichtung 13 in einer Steuerungseinrichtung der Bearbeitungseinrichtung 10 integriert sein.
Durch die Recheneinheit ist ein Verfahren durchführbar, durch welches der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 ermittelt werden kann. Dabei erfolgt das Ermitteln des Verschleißgrades anhand der durch die Sensoreinrichtung 14 erfassten Schallemissionen 16 sowie der erfassten weiteren Maschinendaten.
Zum Ermitteln des Verschleißgrades werden die Schallemissionen 16 und die weiteren Maschinendaten insbesondere während des Bearbeitungsvorgangs erfasst. Ebenso können die Schallemissionen 16 und die weiteren Maschinendaten über eine gewisse Zeitspanne kontinuierlich erfasst werden und anschließend hinsichtlich der während des Bearbeitungsvorgangs erfassten Schallemissionen 16 und Maschinendaten gefiltert werden. Unter Bearbeitungsvorgang ist hierbei der Eingriff des Bearbeitungswerkzeugs 12 am Werkstück 11 zu verstehen.
2 zeigt die erfassten Schallemissionen 16 in einer schematischen Darstellung eines Amplitudenspektrums 17. In diesem Amplitudenspektrum 17 ist der Schalldruck der Schallemissionen 16 über die Frequenz dargestellt. Das Amplitudenspektrum 17 wird durch eine Fouriertransformation der Schallemissionen 16 ermittelt und bildet die Zusammensetzung der Schallemissionen 16 über verschiedene Frequenzen ab. Das Amplitudenspektrum 17 bildet den Betrag eines Frequenzspektrums der Schallemissionen 16, sodass die Ermittlung des Verschleißgrades gemäß des beschriebenen Verfahrens prinzipiell auch anhand des Frequenzspektrums erfolgen kann.
Wie in 3 dargestellt ist, wird durch das Erfassen der Schallemissionen 16 in einem ersten Zeitintervall ein Vergleichszustand 18 der Bearbeitungseinrichtung 10 bestimmt. Dieser Vergleichszustand 18 bildet einen geringen Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 ab. Insbesondere entspricht der Vergleichszustand 18 einem hohen Schärfegrad des Bearbeitungswerkzeugs 12. Beispielsweise wenn die Bearbeitungseinrichtung mit einem neuen bzw. scharfen Bearbeitungswerkzeug 12 ausgerüstet ist. Der Vergleichszustand 18 stellt somit eine Art Sollzustand des Bearbeitungswerkzeugs 12 dar.
Durch das Erfassen der Schallemissionen 16 in einem zweiten Zeitintervall wird ein Istzustand 19 der Bearbeitungseinrichtung 10 bestimmt. Dieser Istzustand 19 bildet einen höheren Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 ab, beispielsweise nach einer gewissen Gebrauchszeit des Bearbeitungswerkzeugs 12. Nach dieser Gebrauchszeit zeigt das Bearbeitungswerkzeug 12 aufgrund des Ausführens einer Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen am Werkstück 11 Verschleißerscheinungen. Insbesondere entspricht der Istzustand 19 somit einem geringeren Schärfegrad des Bearbeitungswerkzeugs 12. Über die Lebensdauer des Bearbeitungswerkzeugs 12 können auch mehrere Istzustände 19 in mehreren Zeitintervallen bestimmt werden. Ebenso kann der Istzustand 19 auch kontinuierlich während der Bearbeitungsvorgänge bestimmt werden, um auf diese Weise eine kontinuierliche Überwachung des Verschleißgrades zu ermöglichen.
Der Vergleichszustand 18 und der Istzustand 19 werden durch zumindest einen werkzeugspezifischen Betriebsparameter 21 ermittelt. Insbesondere werden der Vergleichszustand 18 sowie der Istzustand 19 durch mehrere werkzeugspezifische Betriebsparameter 21 bestimmt, wobei jeder dieser werkzeugspezifischen Betriebsparameter 21 durch einen durch das Bearbeitungswerkzeug 12 bei einer definierten Frequenz erzeugten Schalldruck bestimmt wird.
Zum Ermitteln des werkzeugspezifischen Betriebsparameters 21 werden eine Zahneingriffsfrequenz f_z [Hz] des Bearbeitungswerkzeugs 12 und/oder eine Harmonische der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} [Hz] aus den weiteren Maschinendaten ermittelt. Hierzu wird zunächst die Drehfrequenz f_n [Hz] aus der Drehzahl n [min^-1] des Bearbeitungswerkzeugs 12 während des Bearbeitungsvorgangs bestimmt: $f_{n} = n * m i n / 60 s$
Die Zahneingriffsfrequenz ergibt sich anschließend aus dem Produkt der Drehfrequenz f_n [Hz] des Bearbeitungswerkzeugs 12 während des Bearbeitungsvorgangs und der Anzahl der (effektiv im Umlauf wirksamen) Zähne z des Bearbeitungswerkzeugs 12: $f_{z} = z * f_{n}$
Die Harmonische der Zahneingriffsfrequenz f_{Z, i} [Hz] wird aus dem Produkt der Anzahl der Zähne z des Bearbeitungswerkzeugs 12, der Drehfrequenz f_n [Hz] sowie einem ganzzahligen Vielfachen i der Zahneingriffsfrequenz ermittelt: $f_{z, i} = z * f_{n} * i$
Um den werkzeugspezifischen Betriebsparameter 21 im Amplitudenspektrum 17 zu bestimmen, werden die errechnete Zahneingriffsfrequenz f_Z [Hz] und/oder die Harmonische der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} [Hz] den entsprechenden Amplituden im Amplitudenspektrum 17 zugeordnet, wie dies in 3 dargestellt ist. Der Istzustand 19 und der Vergleichszustand 18 werden durch die jeweiligen Betriebsparameter 21, d.h. durch den vom Bearbeitungswerkzeug 12 erzeugten Schalldruck bei einer entsprechenden Frequenz, bestimmt.
Der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 kann gemäß der 3 bis 6 anhand drei nachfolgend beschriebener verschleißabhängiger Merkmale ermittelt werden. Aus diesen verschleißabhängigen Merkmalen kann jeweils einzeln, gemeinsamen oder in beliebiger Kombination der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 ermittelt werden.
3 zeigt ein erstes Amplitudenspektrum 17, durch welches der Vergleichszustand 18 des Bearbeitungswerkzeugs 12 bestimmt wird sowie ein zweites Amplitudenspektrum 17, durch welches der Istzustand 19 des Bearbeitungswerkzeugs 12 bestimmt wird. Die Schallemissionen 16 sind dabei mit gleichen Randbedingungen erfasst. Die beiden Amplitudenspektren 17 sind nicht deckungsgleich.
Zum Ermitteln des Verschleißgrades werden der Istzustand 19 sowie der Vergleichszustand 18 miteinander verglichen, wobei aus der Abweichung zwischen dem Istzustand 19 und dem Vergleichszustand 18 auf einen Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 geschlossen wird. Dabei kann ebenso vorgesehen sein, dass mehrere Istzustände 19 in unterschiedlichen Zeitintervallen bestimmt werden, vorzugsweise in mehreren Zeitintervallen über die Lebensdauer des Bearbeitungswerkzeugs 12, und diese jeweils mit dem Vergleichszustand 18 verglichen werden, um den Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 zu ermitteln.
Der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 wird durch eine Differenz H zwischen einer Amplitudenhöhe des Betriebsparameters 21 des Vergleichszustands 18 und einer Amplitudenhöhe des Betriebsparameters 21 im Istzustand 19 ermittelt. Mit zunehmenden Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 vergrößert sich die Differenz H. Die Differenz H kann mit einem definierbaren Verschleißgrenzwert verknüpft werden, sodass bei einem Erreichen dieses Verschleißgrenzwertes ein Grenzverschleiß des Bearbeitungswerkzeugs 12 bestimmt werden kann.
Die 4 und 5 zeigen das Ermitteln des Verschleißgrades des Bearbeitungswerkzeugs 12 anhand von definierten Frequenzbandbreiten V₁, V₂, I₁, I₂ der Amplituden der erfassten Betriebsparameter 21. Dabei zeigt 4 ein schematisches Amplitudenspektrum 17 der erfassten Schallemissionen 16 des Vergleichszustands 18, d.h. im ersten Zeitintervall, und 5 ein schematisches Amplitudenspektrum 17 der erfassten Schallemissionen des Istzustands 19, d.h. im zweiten Zeitintervall.
Zum Ermitteln des Verschleißgrades wird eine Abweichung zwischen dem Istzustand 19 und dem Vergleichszustand 18 ermittelt, wobei diese Abweichung durch eine Differenz zwischen den Frequenzbandbreiten V₁, V₂ der Amplituden der im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter 21 und den Frequenzbandbreiten I₁, I₂ der Amplituden der im zweiten Zeitintervall ermittelten Betriebsparameter 21 ermittelt wird.
Zum Bestimmen der Frequenzbandbreiten V₁, V₂, I₁, I₂ werden ein erster Mittelwert M₁ sowie ein zweiter Mittelwert M₂ gebildet. Der erste Mittelwert M₁ wird dabei aus einem Grundverlauf des Amplitudenspektrums 17 ermittelt. Der zweite Mittelwert M₂ wird unter Einbeziehen der Amplituden der Betriebsparameter 21 ermittelt, sodass dieser zweite Mittelwert M₂ lokale Erhöhungen 22 gegenüber dem ersten Mittelwert M₁ aufweist. Diese lokalen Erhöhungen 22 des zweiten Mittelwerts M₂ korrespondieren zu den Amplituden der Betriebsparameter 21 wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist.
Die Frequenzbandbreite V₁, V₂, I₁, I₂ der Amplituden wird durch einen Frequenzbereich im Amplitudenspektrum 17 definiert, in welchem der zweite Mittelwert M₂ den ersten Mittelwert M₁ übersteigt. Dabei kann ein Übersteigungsfaktor berücksichtigt werden, sodass die Frequenzbandbreite V₁, V₂, I₁, I₂ der Amplitude durch einen Frequenzbereich definiert wird, in welchem der zweite Mittelwert M₂ den ersten Mittelwert M₁ um diesen Übersteigungsfaktor übersteigt.
Zum Ermitteln des Verschleißgrades werden die ermittelten Frequenzbandbreiten I₁, I₂ des Istzustands 19 mit den ermittelten Frequenzbandbreiten V₁, V₂ des Vergleichszustands 18 verglichen. Bei einer ermittelten Abweichung, insbesondere bei einer Verbreiterung der Frequenzbandbreiten I₁, I₂ des Istzustands 19 gegenüber den Frequenzbandbreiten V₁, V₂ des Vergleichszustands 18 kann auf den Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 geschlossen werden.
Hierzu werden alle ermittelten Frequenzbandbreiten I₁, I₂ des Istzustands 19 innerhalb eines definierten Frequenzbereichsfensters 23 summiert und eine Summe der Frequenzbandbreiten I₁, I₂ gebildet. Ebenso werden die ermittelten Frequenzbandbreiten V₁, V₂ des Vergleichszustands 18 innerhalb dieses definierten Frequenzbereichsfenster 23 summiert und die Summe der Frequenzbandbreiten V₁, V₂ gebildet.
Der Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 wird anschließend aus der Differenz zwischen der Summe der Frequenzbandbreiten I₁, I₂ des Istzustands 19 und der Summe der Frequenzbandbreiten V₁, V₂ des Vergleichszustands 18 ermittelt, wobei bei einer Vergrößerung der Frequenzbandbreiten I₁, I₂ im Istzustand 19 gegenüber der Frequenzbandbreiten V₁, V₂ im Vergleichszustand 18 auf einen zunehmenden Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 geschlossen wird. Die Frequenzbandbreiten V₁, V₂, I₁, I₂ können mit einem definierbaren Frequenzbandbreitengrenzwert verknüpft werden, sodass bei einem Erreichen dieses Frequenzbandbreitengrenzwertes ein Grenzverschleiß des Bearbeitungswerkzeugs 12 ermittelt werden kann.
6 zeigt ein Diagramm mit zwei Verläufen 24, 25 eines von der Bearbeitungseinrichtung 10 aufgenommenen Strom-Effektivwertes (als Maß für das Übertragene Drehmoment) während des Bearbeitungsvorgangs. Beginn und Ende des Bearbeitungsvorganges sind in 6 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Dabei zeigt der untere Verlauf 24 den aufgenommenen Strom-Effektivwert im ersten Zeitintervall, in welchem das Bearbeitungswerkzeug 12 keinen oder nur einen geringen Verschleißgrad aufweist. Der obere Verlauf 25 zeigt den von der Bearbeitungseinrichtung 12 aufgenommenen Strom-Effektivwert nach einer Gebrauchszeit des Bearbeitungswerkzeugs 12 in einem zweiten Zeitintervall.
Der aufgenommene Strom-Effektivwert steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem erforderlichen Drehmoment, welches zum Ausführen des Bearbeitungsvorgangs am Werkstück 11 aufgebracht werden muss. Dabei erfordert ein Bearbeitungswerkzeug 12 mit einem höheren Verschleißgrad ein größeres Drehmoment und folglich einen höheren Strom-Effektivwert, als ein Bearbeitungswerkzeug 12 mit einem geringeren Verschleißgrad. Auf diese Weise kann durch einen Vergleich des aufgenommenen Strom-Effektivwertes auf den Verschleißgrad des Bearbeitungswerkzeugs 12 geschlossen werden. Der Verschleißgrad wird durch eine Differenz des von der Bearbeitungseinrichtung 10 aufgenommenen Strom-Effektivwertes im ersten Zeitintervall und des aufgenommenen Strom-Effektivwertes im zweiten Zeitintervall bestimmt. Indem eine Verschleißgrenze durch einen Differenzgrenzwert definiert ist, kann ein verschlissenes Bearbeitungswerkzeug 12 erkannt werden.
Bezugszeichenliste

10.: Bearbeitungseinrichtung
11.: Werkstück
12.: Bearbeitungswerkzeug
13.: Einrichtung
14.: Sensoreinrichtung
16.: Schallemissionen
17.: Amplitudenspektrum
18.: Vergleichszustand
19.: Istzustand
21.: Betriebsparameter
22.: lokale Erhöhung
23.: Frequenzbereichfenster
24.: erster Verlauf Strom-Effektivwert
25.: zweiter Verlauf Strom-Effektivwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014104581 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10), wobei wenigstens ein Istzustand (19) der Bearbeitungseinrichtung (10) bestimmt wird und der wenigstens eine Istzustand (19) mit zumindest einem Vergleichszustand (18) der Bearbeitungseinrichtung (10) verglichen wird und in Abhängigkeit von einer ermittelten Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18) auf den Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des wenigstens einen Istzustands (19) und/oder des zumindest einen Vergleichszustands (18) Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Istzustand (19) und/oder der zumindest eine Vergleichszustand (18) aus den während eines Bearbeitungsvorgangs erfassten Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den erfassten Schallemissionen (16) zumindest ein Betriebsparameter (21) der wenigstens einen verschleißbehafteten Komponente ermittelt wird, vorzugsweise ein durch die wenigstens eine Komponente erzeugter Schalldruck, und der wenigstens eine Istzustand (18) und/oder der zumindest eine Vergleichszustand (19) durch den zumindest einen Betriebsparameter (21) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) in ein Amplitudenspektrum (17) oder in ein Frequenzspektrum überführt werden und der zumindest eine Betriebsparameter (21) durch eine definierte Frequenz und/oder eine definierte Amplitude im Amplitudenspektrum (17) oder im Frequenzspektrum bestimmt wird, und dass der wenigstens eine Istzustand (19) und/oder der zumindest eine Vergleichszustand (18) durch die definierte Frequenz und/oder Amplitude bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Betriebsparameter (21) aus den erfassten Schallemissionen (16) als ein werkzeugspezifischer Betriebsparameter (21) eines Bearbeitungswerkzeugs (12) der Bearbeitungseinrichtung (10) ermittelt wird, vorzugsweise als ein durch das Bearbeitungswerkzeug (12) erzeugter Schalldruck.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine werkzeugspezifische Betriebsparameter (21) aus den erfassten Schallemissionen (16) durch Bestimmen einer Zahneingriffsfrequenz f_z des Bearbeitungswerkzeugs (12) und/oder einer Harmonischen der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} des Bearbeitungswerkzeugs (12) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine werkzeugspezifische Betriebsparameter (21) durch die Zahneingriffsfrequenz f_z und/oder die Harmonische der Zahneingriffsfrequenz f_{z, i} im Amplitudenspektrum (17) oder im Frequenzspektrum bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Vergleichszustands (18) der zumindest eine Betriebsparameter (21) in einem ersten Zeitintervall ermittelt wird und zum Bestimmen des wenigstens einen Istzustands (19) der zumindest eine Betriebsparameter (21) in wenigstens einem weiteren Zeitintervall ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18) eine Schalldruckdifferenz zwischen dem zumindest einen im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter (21) und dem zumindest einen im wenigstens einen weiteren Zeitintervall ermittelten Betriebsparameter (21) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18) eine Differenz zwischen einer definierten Frequenzbandbreite (V₁, V₂,) der Amplitude des zumindest einen im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameters (21) und einer definierten Frequenzbandbreite (I₁, I₂) der Amplitude des zumindest einen im wenigstens einen weiteren Zeitintervall ermittelten Betriebsparameters (21) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Frequenzbandbreiten (V₁, V₂, I₁, I₂) ein erster Mittelwert (M₁) aus einem Grundverlauf des Amplitudenspektrums (17) oder Frequenzspektrums ermittelt wird, und ein zweiter Mittelwert (M₂) unter Einbeziehen der Amplitude des zumindest einen Betriebsparameters (21) ermittelt wird, und die Frequenzbandbreiten (V₁, V₂, I₁, I₂) durch einen Frequenzbereich der Amplitude definiert wird, in welchem der zweite Mittelwert (M₂) den ersten Mittelwert (M₁) übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines definierten Frequenzbereichfensters (23) die Summe aller Frequenzbandbreiten (V₁, V₂,) der im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter (21) bestimmt wird und in einem äquivalenten Frequenzbereichfenster (23) die Summe aller Frequenzbandbreiten (I₁, I₂) der im zweiten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter (21) bestimmt wird und der Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente, insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs (12), durch eine Differenz zwischen der Summe der Frequenzbandbreiten (V₁, V₂,) der im ersten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter (21) und die Summe der Frequenzbandbreiten (I₁, I₂) der im zweiten Zeitintervall erfassten Betriebsparameter (21) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bearbeitungsvorgangs ein von der Bearbeitungseinrichtung (10) übertragenes Drehmoment erfasst wird und der Verschleißgrad der wenigstens einen Komponente, insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs (12), aus einer Differenz zwischen dem im ersten Zeitintervall erfassten Drehmoment und dem im wenigstens einen weiteren Zeitintervall erfassten Drehmoment ermittelt wird.
Einrichtung (13) zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10), insbesondere eines Bearbeitungswerkzeugs (12) der Bearbeitungseinrichtung (10), umfassend eine Sensoreinrichtung (14) zum Bestimmen wenigstens eines Istzustands (19) und/oder zumindest eines Vergleichszustands (18) der Bearbeitungseinrichtung (10) sowie eine Recheneinheit zum Ermitteln einer Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18), dadurch gekennzeichnet, dass Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) durch die Sensoreinrichtung (14) erfassbar sind und zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durch die Recheneinheit durchführbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Recheneinheit über eine Schnittstelle mit der Bearbeitungseinrichtung (10) verbindbar ist oder in der Bearbeitungseinrichtung (10) integriert ist.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Recheneinheit in einem mobilen Endgerät vorgesehen ist, insbesondere in einem mobilen Computer, Tablet, Smartphone oder dergleichen, und die Sensoreinrichtung (14) mit dem mobilen Endgerät verbindbar ist oder in dem mobilen Endgerät integriert ist.
Bearbeitungseinrichtung (10) zum Bearbeiten von Werkstücken (11), mit einer Sensoreinrichtung (14) zum Bestimmen wenigstens eines Istzustands (19) und/oder zumindest eines Vergleichszustands (18) der Bearbeitungseinrichtung (10) sowie mit einer Recheneinheit zum Ermitteln einer Abweichung zwischen dem wenigstens einen Istzustand (19) und dem zumindest einen Vergleichszustand (18), um einen Verschleißgrad wenigstens einer Komponente der Bearbeitungseinrichtung (10) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass Schallemissionen (16) der Bearbeitungseinrichtung (10) durch die Sensoreinrichtung (17) erfassbar sind und zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durch die Recheneinheit durchführbar ist.
Computerprogramm zum Ermitteln eines Verschleißgrades wenigstens einer Komponente einer Bearbeitungseinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Verschleißgrades ein Verfahren gemäß einer der Ansprüche 1 bis 13 durchführbar ist.