DE102020116408A1

DE102020116408A1 - Method for signal evaluation for a roller guide

Info

Publication number: DE102020116408A1
Application number: DE102020116408.4A
Authority: DE
Inventors: Moritz Veith
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-12-23

Abstract

Bei einem Verfahren zur Signalauswertung für eine Wälzführung mit umlaufenden Wälzkörpern (Kugeln oder Rollen) die zwischen zwei Maschinenelementen in einer Wälzkörperbahn geführt werden, wobei ein Maschinenelement (Schlitten oder Mutter) translatorisch bewegt wirdund an einem Maschinenelement im lasttragenden Bereich der Führung ein Sensor nahe der Wälzkörperbahn auf einer Membran angeordnet ist, und der die Auslenkung der Membran durch die vorbeirollenden unter einer Vorspannung stehenden Wälzköper erfasst, und das Rohsignal des Sensors ausgewertet wird, werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:a) Herausfiltern störender Signalanteile insbesondere des Gleichanteilsb) Ermittlung der Nulldurchgänge des gefilterten Rohsignalsc) Ermittlung des Maximums Max und des Minimums Min zwischen zwei Nulldurchgängen P1, P2 mit dem gleichen Vorzeichenwechseld) Ermittlung der Amplitude A zwischen den zwei Nulldurchgängen P1, P2 durch Differenzbildung A= Max-Mine) Bestimmung der Hüllkurvef) Ermittlung der Kräfte auf die Wälzkörper auf Basis der AmplitudenIn a method for signal evaluation for a rolling element guide with rotating rolling elements (balls or rollers) that are guided between two machine elements in a rolling element path, a machine element (slide or nut) being moved in a translatory manner and a sensor near the rolling element path on a machine element in the load-bearing area of the guide is arranged on a diaphragm, and which detects the deflection of the diaphragm by the rolling elements rolling past under a preload, and the raw signal of the sensor is evaluated, the following process steps are carried out: a) filtering out interfering signal components, in particular the constant component b) determining the zero crossings of the filtered raw signal c ) Determination of the maximum Max and the minimum Min between two zero crossings P1, P2 with the same sign change field) Determination of the amplitude A between the two zero crossings P1, P2 by forming the difference A = Max-Mine) Determination of the envelope curveef) Er averaging of the forces on the rolling elements based on the amplitudes

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalauswertung für eine Wälzführung. Wälzführungen werden in vielen Bereichen z. B. bei Bearbeitungsstationen eingesetzt um Objekte translatorisch oder rotatorisch zu bewegen.The invention relates to a method for signal evaluation for a roller guide. Rolling guides are used in many areas such. B. used in processing stations to move objects translationally or rotationally.

Beispielhaft sei hier eine Linearführung (11) genannt, bei der ein Schlitten, der auf einer Führungsschiene läuft, von einem Kugelgewindetrieb mit einer Spindel angetrieben wird. Als Führungen an der Spindel und an den Führungsschienen dienen jeweils Wälzführungen.An example is a linear guide ( 11 ), in which a slide that runs on a guide rail is driven by a ball screw drive with a spindle. Rolling guides serve as guides on the spindle and on the guide rails.

Wälzführungen weisen typischerweise Kugeln oder Rollen als umlaufende Wälzkörper auf.Rolling guides typically have balls or rollers as rotating rolling elements.

Neben Kugelgewindetrieben als Antrieb für den Führungsschlitten gibt es auch pneumatische oder direkte elektrische Antriebe.In addition to ball screws as a drive for the guide carriage, there are also pneumatic or direct electrical drives.

Für die Präzision der Positioniergenauigkeit des Führungsschlittens sind die Wälzführungen, insbesondere die Vorspannung unter der die Wälzkörper stehen, von entscheidender Bedeutung.For the precision of the positioning accuracy of the guide carriage, the roller guides, in particular the preload under which the roller bodies are, are of decisive importance.

Nachfolgend werden vorwiegend Ausführungen zu einem Kugelgewindetrieb gemacht, ohne die Erfindung jedoch nur auf Kugelgewindetriebe einzuschränken.In the following, explanations are predominantly made on a ball screw drive, but without restricting the invention to ball screw drives only.

Kugelgewindetriebe werden bei Werkzeugmaschinen vielfach eingesetzt, um Lasten schnell linear zu bewegen bzw. genau zu positionieren. Dabei wird die Drehbewegung einer motorgetrieben Spindel mittels einer Mutter in eine Linearbewegung z. B. eines Maschinentisches umgesetzt. In der Mutter werden die Kugeln in einer schraubenförmigen Laufbahn geführt.Ball screw drives are widely used in machine tools to move loads linearly or to position them precisely. The rotary movement of a motor-driven spindle is converted into a linear movement z. B. implemented a machine table. In the nut, the balls are guided in a helical raceway.

Es gibt Muttern die zweigeteilt sind, um über ein zwischengeschaltetes Federpaket oder ein nachstellbares Gewinde, eine Vorspannung zu erzielen. Diese Vorspannung ist in diesem Fall unabhängig von Fertigungstoleranzen und vom Verschleiß. Zunehmend werden aber auch Einzelmuttern verwendet, bei denen die Vorspannung durch ein entsprechendes Übermaß der Kugeln von wenigen Mikrometern erzeugt wird. Da in dieser Ausführung die Kugeln an 4 Punkten anliegen (4-Punkt-Kontakt), werden diese im Betrieb zum Gleiten gezwungen, was natürlich zu einem gewissen Abrieb führt. Dadurch verringert sich die Vorspannung während der Lebensdauer. Die verringerte Vorspannung kann bei kritischen Bearbeitungsprozessen z. B. bei Einsatz in einer Werkzeugmaschine zu unzulässigen Arbeitsergebnissen an den Bearbeitungsoberflächen führen. Erwähnt sei hier das Schleifen von Zahnrädern, wo die Anforderung an die Genauigkeit und Oberfläche der Flanken extrem hoch ist. Störend bei hochgenauen Bearbeitungsprozessen sind auch Fehlstellen wie Grübchen (Pitting) bzw. Rattermarken im Spindeltrieb, die durch Materialermüdung oder durch Überbeanspruchung entstehen können, da diese einen diskontinuierlichen Vorschub an der Werkzeugmaschine verursachen.There are nuts that are divided into two parts in order to achieve a preload via an interposed spring package or an adjustable thread. In this case, this preload is independent of manufacturing tolerances and wear. However, individual nuts are also increasingly being used, in which the preload is generated by a corresponding oversize of the balls of a few micrometers. Since in this version the balls are in contact with 4 points (4-point contact), they are forced to slide during operation, which of course leads to a certain amount of abrasion. This reduces the preload over the service life. The reduced bias can be used in critical machining processes such. B. lead to impermissible work results on the machining surfaces when used in a machine tool. The grinding of gears should be mentioned here, where the demands on the accuracy and surface of the flanks are extremely high. Defects such as dimples (pitting) or chatter marks in the spindle drive, which can result from material fatigue or overstressing, as these cause discontinuous feed on the machine tool, are also disturbing in high-precision machining processes.

Ein Kugelgewindetrieb ist ein empfindliches Bauteil und stellt immer einen Kompromiss dar zwischen hoher Steifigkeit und Genauigkeit durch große Vorspannung oder hohen Verfahrgeschwindigkeiten bei niedrigerer Genauigkeit und Vorspannung.A ball screw drive is a sensitive component and always represents a compromise between high rigidity and accuracy due to high preload or high travel speeds with lower accuracy and preload.

Anwendungen die demnach sowohl eine hohe Positioniergeschwindigkeit und eine hohe Steifigkeit erfordern, bzw. unkontrollierten Überlastungen ausgesetzt sind, können dazu führen, dass ein Kugelgewindetrieb frühzeitig und unplanbar ausfällt. Insbesondere bei Engpassmaschinen bzw. hohem Verfügbarkeitsanspruch, wird dadurch ein großer wirtschaftlicher Schaden verursacht.Applications that therefore require both high positioning speed and high rigidity, or are exposed to uncontrolled overloads, can lead to a ball screw failing prematurely and unplanned. In particular in the case of bottleneck machines or high availability requirements, this causes great economic damage.

Zur Vorspannungsüberwachung bei Systemen mit 4 Punkt Kugel Auflage (X) gibt es bereits eine Anmeldung DE102013225467.9 . Eine Kräftemessung und Diagnose, ist hierbei nur dynamisch beim durchlaufen der Kugeln unter dem DMS möglich. Eine statische kontinuierliche Kraftmessung oder Diagnose, ist damit nicht möglich. Heute teilweise verwendete indirekte Kraftmessungen über den Strom des Antriebsmotors sind ungenau, und infolge hoher Trägheitsmomente nicht dynamisch genug, um Schädigungen der Kugelgewindetriebe wirkungsvoll zu verhindern. Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Signalauswertung für eine Wälzführung anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere erlaubt, störende Einflüsse, die die Präzision des Bearbeitungsprozesse beeinträchtigen, rechtzeitig zu erkennen bzw. zu vermeiden.There is already a registration for preload monitoring in systems with 4-point ball support (X) DE102013225467.9 . A force measurement and diagnosis is only possible dynamically when the balls pass under the strain gauge. A static continuous force measurement or diagnosis is not possible with it. Indirect force measurements via the current of the drive motor, which are sometimes used today, are imprecise and, due to high moments of inertia, not dynamic enough to effectively prevent damage to the ball screw drives. The object of the invention is to specify a method for signal evaluation for a roller guide that does not have the disadvantages mentioned above, and that in particular allows disruptive influences that impair the precision of the machining process to be identified or avoided in good time.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the method features specified in claim 1. Advantageous further developments of the invention are given in the subclaims.

Die wesentliche Idee der Erfindung ist es in einfacher Weise, das von einem Sensor in der Nähe der Wälzkörperbahn der Wälzführung aufgenommene Rohsignal in eine Hüllkurve umzuwandeln und auszuwerten.The main idea of the invention is to convert the raw signal recorded by a sensor in the vicinity of the rolling element path of the rolling guide into an envelope curve and to evaluate it in a simple manner.

Nachfolgend ist die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail below.

In einem ersten Abschnitt wird ausführlich erläutert, wo der Sensor (ein Dehnungsmesstreifen DMS) bei einem Kugelgewindetrieb in der Nähe der Wälzkörperbahn (Kugellaufbahn) der Wälzführung angebracht werden muss, um ein ausreichendes Rohsignal zu generiere.The first section explains in detail where the sensor (a strain gauge DMS) is located in a ball screw drive near the rolling element track (ball track) Rolling guide must be attached in order to generate a sufficient raw signal.

Für Standard Kugelgewindetrieb (meist nach dem System der 2 Punkt Kugel Auflage), auch mit nachstellbarer Vorspannung, bzw. für eine kontinuierliche Kräfteüberwachung der Kugelgewindetrieb gibt es folgende dargestellte Lösungen für die Anordnung der DMS.For standard ball screw drives (mostly based on the 2-point ball support system), also with adjustable preload, or for continuous force monitoring of the ball screw drive, there are the following solutions for the arrangement of the strain gauges.

Die Lösungen können einzeln oder kombiniert zur Vorspannungskontrolle und/oder Kräftemessung verwendet werden.The solutions can be used individually or in combination for tension control and / or force measurement.

Durch die Möglichkeit hochdynamisch und kontinuierlich zu messen, können diese Signale auch in einer Maschinensteuerung zur Regelung eingebunden werden, um Lastspitzen oder unerlaubte Zustände zu vermeiden.Due to the possibility of highly dynamic and continuous measurement, these signals can also be integrated into a machine control for regulation in order to avoid load peaks or unauthorized conditions.

Die Anbringung und Auswertung der DMS erfolgt in üblicher Weise und ist bekannter Stand der Technik.The DMS is attached and evaluated in the usual way and is known state of the art.

Idealerweise wird der Kugelgewindetrieb direkt nach Fertigstellung mit einem verbleibenden Auswertegerät verbunden und die aktuellen Werte der DMS als Ausgangszustände darin gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass auch spätere Montagefehler erkannt werden können.Ideally, the ball screw drive is connected to a remaining evaluation device immediately after completion and the current values of the strain gauges are stored in it as initial states. This has the advantage that subsequent assembly errors can also be detected.

Auch Meßwerte die nach Inbetriebnahme in einer Maschinensteuerung gespeichert werden, können als Ausgangszustand dienen.Measured values that are stored in a machine control after commissioning can also serve as the initial state.

Die zukünftigen Meßwertveränderungen können als momentane Kräfteveränderungen aufgrund von Belastungen oder Verschleiß beurteilt und verarbeitet werden.The future changes in measured values can be assessed and processed as momentary changes in forces due to loads or wear.

Generell muß die herzustellende Geometrie über FEM Methoden so berechnet werden, dass im Gebrauch die Kräfte sich immer im erlaubten elastischen Bereich befinden, andererseits eine optimal auswertbare Dehnung entsteht.In general, the geometry to be produced must be calculated using FEM methods in such a way that the forces are always in the permitted elastic range during use, while on the other hand an optimally evaluable strain is created.

Für Auswertungen mit höher isolierten Kräfteachsen sind eventuell 3D Versteifungsrippen zu planen, bzw. höher komplexe Auswertealgorithmen notwendig. For evaluations with more highly isolated force axes, 3D stiffening ribs may have to be planned, or more complex evaluation algorithms may be necessary.

Mit der Erfindung ist es möglich, ohne großen Aufwand eine einfache effektive Zustandsüberwachung eines Kugelgewindetriebs im Betrieb zu realisieren. Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.With the invention it is possible to implement a simple and effective condition monitoring of a ball screw drive during operation without great effort. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:

1 Längsschnitt einer herkömmlichen Kugelgewindetrieb mit Spindel und Mutter In 1 ist ein herkömmlicher Kugelgewindetrieb 1, der einen speziellen Wälzschraubentrieb darstellt, mit einer Spindel 5 und einer Flanschmutter 6 dargestellt. Die Spindel 5 mit einem typischen Durchmesser von 30 mm- 60 mm weist eine Laufrille 7a auf, die zusammen mit einer in der Mutter 6 vorgesehenen Laufrille 7b eine Laufbahn 7 bildet. An der Flanschseite der Mutter 6 ist eine Endkappe 14 mit Dichtung vorgesehen. Der eigentliche Motor für den Spindelantrieb ist nicht dargestellt. An der Mutter 6 kann z. B. ein Bearbeitungstisch für ein Werkstück befestigt werden. Als Wälzkörper dienen mehrere Kugeln 12, die in einem Rückführsystem mit einem Rücklaufkanal 8 kontinuierlich umlaufen.

Show it:

1 Longitudinal Section of a Conventional Ball Screw with Spindle and Nut In 1 is a conventional ball screw 1 , which is a special rolling screw drive with a spindle 5 and a flange nut 6th shown. The spindle 5 with a typical diameter of 30 mm - 60 mm has a running groove 7a on that along with one in the mother 6th provided running groove 7b a career 7th forms. On the flange side of the nut 6th is an end cap 14th provided with seal. The actual motor for the spindle drive is not shown. To the mother 6th can e.g. B. a machining table for a workpiece can be attached. Several balls serve as rolling elements 12th that are in a feedback system with a return duct 8th circulate continuously.

Durch die Drehbewegung der Spindel 5 wird die Mutter 6 und damit der Bearbeitungstisch linear verfahren.By the rotation of the spindle 5 becomes the mother 6th and thus move the machining table linearly.

Var.1: DMS nahe Flansch an verjüngtem Steg als Teilabschnitt Ta eines Kraftübertragungsabschnitts KA, der durch mindestens eine Ausnehmung an der Wandung der Flanschmutter 6 realisiert ist, um die Zug- und Schubkräfte des Kugelgewindetrieb zu erfassen. Bei Mehrfachanordnung am Umfang können auch geometrische Fehler durch Montage oder durch eine zu geringe Maschinensteifigkeit oder durch eine zu hohe Belastung, kontinuierlich erfasst werden. Diese sind erkennbar durch unterschiedliche Signale pro Messstelle, hervorgerufen durch unsymmetrische Belastung meist infolge instabil werdender Geometrien durch zu hohe Belastung.Var.1: DMS close to the flange on the tapered web as subsection Ta of a force transmission section KA, which passes through at least one recess on the wall of the flange nut 6th is realized in order to record the tensile and thrust forces of the ball screw. In the case of multiple arrangements on the circumference, geometrical errors due to assembly or due to insufficient machine rigidity or too high a load can also be recorded continuously. These can be recognized by different signals per measuring point, caused by asymmetrical loading, mostly as a result of geometries becoming unstable due to excessive loading.

Var.2, Var.3: Varianten mit besserer Montagezugänglichkeit und/oder verbessertem Messsignal durch Erfassung von Dehnung und Stauchung.
Dazu ist eine für die Flanschmutter 6 optimierte Kontur zu berechnen und auszuführen.Var.2, Var.3: Variants with better accessibility for assembly and / or improved measurement signal through detection of expansion and compression.
There is also one for the flange nut 6th to calculate and execute the optimized contour.

Var.4: Vorspannungsüberwachung für vorgespannte geteilte Muttern. Auch zu Einstellungs- (Nachstellungs-) zwecken verwendbar. Auch eine einseitige Kraftmessung und Diagnose ist mit dieser Anordnung möglich. Auch für nicht geteilte Muttern ist diese Anordnung zwischen den vorgespannten Kraftrichtungen verwendbar.Var.4: Pre-tension monitoring for pre-tensioned split nuts. Can also be used for adjustment (readjustment) purposes. A one-sided force measurement and diagnosis is also possible with this arrangement. This arrangement can also be used for nuts that are not split between the preloaded directions of force.

Bei dem Kugelgewindetrieb 1 mit einer Spindel 5, einer Flanschmutter 6 und einer Laufbahn 7 für Kugeln 12 eines Wälzlagers, weist die Flanschmutter 6 einen Kraftübertragungsabschnitt KA auf, über den der Kraftfluss von der Spindel 5 zu einem an der Flanschmutter 6 fixierten Bauelement (Werkstück bzw. Werkzeugträger) erfolgt. Im Bereich des Kraftübertragungsabschnitts KA, der sich etwa vom Ende der Laufbahn 7 bis zum Flanschansatz bzw. bis zum Befestigungspunkt des Werkzeugs oder des Werkstücks erstreckt, ist mindestens eine Ausnehmung vorgesehen, um den Kraftfluss zu konzentrieren und damit einen federnden Teilabschnitt TA zu schaffen, der bei Krafteinwirkung elastisch verformt wird. In dem federnden Teilabschnitt ist mindesten ein Dehnungssensor DMS angebracht ist, der die elastische Verformung bei Krafteinwirkung erfasst.With the ball screw 1 with a spindle 5 , a flange nut 6th and a career 7th for bullets 12th a roller bearing, has the flange nut 6th a power transmission section KA via which the power flow from the spindle 5 to one on the flange nut 6th fixed component (workpiece or tool carrier) takes place. In the area of the power transmission section KA, which extends approximately from the end of the track 7th to the flange attachment or to the fastening point of the tool or the Extends workpiece, at least one recess is provided in order to concentrate the flow of force and thus create a resilient section TA which is elastically deformed when force is applied. At least one strain sensor DMS is attached in the resilient subsection, which detects the elastic deformation when a force is applied.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren erläutert:

Die Membran, auf welcher der DMS montiert/appliziert ist, wird durch die darunter vorbeirollenden Kugeln und die entsprechende Vorspannungskraft ausgelenkt. Das Signal kann als Sinus-ähnlich beschrieben werden.

The method according to the invention is explained below:

The membrane on which the strain gauge is mounted / applied is deflected by the balls rolling past underneath and the corresponding pretensioning force. The signal can be described as sine-like.

Durch die spezifischen Paarungen der Kugeln zu der Position im KGT und auch durch die Toleranzen der einzelnen Kugeldurchmesser und der Laufbahnen in der KGT-Mutter und KGT-Spindel sind die erzeugten Dehnungen positionsabhängig und damit ähnlich aber nicht gleich.Due to the specific pairings of the balls to the position in the KGT and also through the tolerances of the individual ball diameters and the raceways in the KGT nut and KGT spindle, the expansions generated are position-dependent and thus similar but not the same.

Im Rohsignal können somit Fertigungstoleranzen erkannt werden.Manufacturing tolerances can thus be recognized in the raw signal.

Vorspannungsverlust erkennen: Da vorwiegend die Vorspannung die Dehnung der Membran verursacht, kann durch ermitteln der Amplitude jedes „Berges“ auf die Vorpannung an dieser Position Rückgeschlossen werden.Recognize loss of pre-tension: Since pre-tension is the main cause of expansion of the membrane, by determining the amplitude of each “mountain”, conclusions can be drawn about the pre-tension at this position.

Hierfür werden störende Signalanteiel (insbesondere der Gleichanteil) des Rohsignals herausgefiltert und die Nulldurchgänge des Signals mit positiver oder negativer Steigung ermittelt. Anschließend werden das Maximum und das Minimum zwischen zwei positiven oder negativen Nulldurchgängen ermittelt. Die Differenz der beiden Werte beschreibt die Amplitude, welche zur Ermittlung der Vorspannung verwendet wird. In der Grafik werden hierfür vereinfacht die Namen Hüllkurve verwendet.For this purpose, interfering signal components (in particular the direct component) of the raw signal are filtered out and the zero crossings of the signal with a positive or negative slope are determined. Then the maximum and the minimum between two positive or negative zero crossings are determined. The difference between the two values describes the amplitude that is used to determine the preload. In the graphic, the name envelope curve is used for this in a simplified manner.

Bei Belastungsfreier Messung kann durch Mittelung der einzelnen Amplituden eine allgemeinere Aussage über die Vorspannung eines KGT-Abschnittes getätigt werden Weiter können über die Amplitude die wirkenden Kräfte bei Belastung des KGTs ermittelt werdenWith load-free measurement, a more general statement about the preload of a KGT section can be made by averaging the individual amplitudes. Furthermore, the forces acting when the KGT is loaded can be determined from the amplitude

Spindeldrehzahl ermitteln:

Die Zeit zwischen den zuvor angeführten Nulldurchgängen (oder zwischen zwei Spitzen/Tälern) kann ebenfalls ermittelt werden. Hierrüber kann mit der unten aufgeführten Formel die Drehzahl des KGTs berechnet werden.

Determine spindle speed:

The time between the previously mentioned zero crossings (or between two peaks / valleys) can also be determined. This can be used to calculate the speed of the KGT using the formula listed below.

Lebensdauerprognose:

Durch die Kombination der gewirkten Kräfte und der entsprechenden Drehzahlen kann die theoretische Restlebensdauer des KGT prognostiziert werden. Hierfür wird das dynamische Äquivalent des KGTs berechnet. 9 zeigt das Rohsignal bei dem der Verschleiß künstlich erhöht wurde. Hier sieht man die Amplitudenabnahme schon in 30 Min. Tatsächlich erfolgt die Abnahme über einen viel längeren Zeitraum Monate bis Jahre. Für eine sinnvolle Datenreduktion erfolgt deshalb die Auswertung über die Hüllkurven.

Service life forecast:

The theoretical remaining service life of the KGT can be predicted through the combination of the forces acting and the corresponding speeds. The dynamic equivalent of the KGT is calculated for this. 9 shows the raw signal in which the wear was artificially increased. Here you can see the decrease in amplitude already in 30 minutes. In fact, the decrease takes place over a much longer period of time from months to years. For a meaningful data reduction, the evaluation is therefore carried out using the envelope curves.

Das Verfahren zur Signalauswertung ist sowohl für eine Wälzführung mit umlaufenden Kugeln bzw. Rollen als Wälzkörper geeignet. Bei den Maschinenelementen, die translatorisch bewegt werden, kann es sich um Schlitten oder Muttern handeln.The method for signal evaluation is suitable for a rolling guide with rotating balls or rollers as rolling elements. The machine elements that are moved in a translatory manner can be slides or nuts.

11 zeigt eine Linearführung mit einem linear verfahrbaren Schlitten, der über einen Kugelgewindetrieb angetrieben wird. Vom Kugelgewindetrieb ist nur die Spindel zu sehen. Die Spindelmutter wird vom Führungsschlitten verdeckt. Der Führungsschlitten wird links und rechts jeweils über Profilschienen geführt. Als Führungen an der Spindel und an den Führungsschienen dienen jeweils Wälzführungen. 11 shows a linear guide with a linearly movable slide that is driven by a ball screw drive. Only the spindle of the ball screw can be seen. The spindle nut is covered by the guide carriage. The guide carriage is guided on profile rails on the left and right. Rolling guides serve as guides on the spindle and on the guide rails.

Es gibt verschiedene Wälzlager mit Kugeln als Wälzkörper, DIN ISO 14728-2005 Bewegungsform translatorisch, alternierend, bzw. DIN ISO 3408-1 2011 Bewegungsform rotierend + translatorisch. Der lasttragende Bereich ist bei einem Kugelgewindetrieb der Spindel-Mutter-Laufbahnbereich. Der lastfreie Bereich ist der Rücklaufkanal.There are different rolling bearings with balls as rolling elements, DIN ISO 14728-2005 Movement form translational, alternating, resp. DIN ISO 3408-1 2011 Form of movement rotating + translatory. In a ball screw drive, the load-bearing area is the spindle-nut raceway area. The no-load area is the return channel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013225467 [0011]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

DIN ISO 14728-2005 [0045]
DIN ISO 3408-1 2011 [0045]

Claims

Method for signal evaluation for a rolling guide with rotating rolling elements (balls or rollers) that are guided between two machine elements in a rolling element path, with a machine element (slide or nut) being moved in a translatory manner and a sensor close to the rolling element path on a machine element in the load-bearing area of the guide a diaphragm is arranged, and which detects the deflection of the diaphragm by the rolling elements which are under tension as they roll past, and the raw signal of the sensor is evaluated, the evaluation comprising the following steps a) Filtering out interfering signal components, in particular the DC component b) Determination of the zero crossings of the filtered raw signal c) Determination of the maximum Max and the minimum Min between two zero crossings P1, P2 with the same change in sign d) Determination of the amplitude A between the two zero crossings P1, P2 by forming the difference A = Max-Min e) Determination of the envelope curve f) Determination of the forces on the rolling elements based on the amplitudes, e.g. by averaging

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the preload is deduced from the determined forces during a free movement of the tool table.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that, during a machining process, conclusions are drawn about the machining forces from the forces determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the roller guide is a linear guide or a ball screw drive.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that the speed of the ball screw drive is determined by the time intervals between two zero crossings P1, P2

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the case of a ball screw drive, a remaining service life is estimated on the basis of a service life model through the determined acting forces and the speed.