DE102020200792A1 - Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen encoder - Google Patents

Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen encoder Download PDF

Info

Publication number
DE102020200792A1
DE102020200792A1 DE102020200792.6A DE102020200792A DE102020200792A1 DE 102020200792 A1 DE102020200792 A1 DE 102020200792A1 DE 102020200792 A DE102020200792 A DE 102020200792A DE 102020200792 A1 DE102020200792 A1 DE 102020200792A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
encoder
life
cumulative
detection
operating time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020200792.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Miyako Mizutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Publication of DE102020200792A1 publication Critical patent/DE102020200792A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24428—Error prevention
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34746—Linear encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Es wird eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder bereitgestellt, die eine Lebensdauer eines Encoders basierend auf einer Umgebungsbedingung der Nutzungsumgebung bestimmen kann.Mittel zur Lösung:Eine Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 für einen Encoder 1 zur Nutzung mit dem Encoder 1, der einen Maßstab 21 und ein Kopfteil 3 umfasst. Der Maßstab 21 ist in einem Maßstab-Gehäuse 2 untergebracht. Das Kopfteil 3 bewegt sich relativ entlang des Maßstabs 21, um ein Ausmaß an relativer Bewegung zum Maßstab 21 zu erfassen.Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 umfasst ein Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5, ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8, und ein Informationsmittel 9. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 2 ist dazu eingerichtet, eine Umgebungsbedingung, die im Zusammenhang mit der Lebensdauererfassung des Encoders 1 steht, zu erfassen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, eine Lebensdauer einer den Encoder 1 konstituierenden Komponente basierend auf einem Erfassungsergebnis des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen 5 zu bestimmen. Das Informationsmittel 9 ist dazu eingerichtet, die auf einem Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittels 8 basierende Lebensdauer mitzuteilen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen Encoder.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Im herkömmlichen Sinne ist eine Verfahrensweise bekannt, welche die Lebensdauer einer Messeinrichtung, wie zum Beispiel eines Encoders, vorhersagt, um so Fehlfunktionen zu vermeiden. Zum Beispiel umfasst ein in der Patenschrift 1 beschriebener Positionsregelkreis mit einer Funktion zur Überprüfung der Lebensdauer eines photoelektrischen Detektors einen Lichtemitter, eine lichtabschirmende Platte, die einen Schlitz aufweist, einen Lichtempfänger, der auf einer dem Lichtemitter gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, wobei die lichtabschirmende Platte dazwischen angeordnet ist, einen Regelkreis, der nach Bedarf eine an den Lichtemitter angelegte Energiequelle ein- bzw. ausschaltet, eine Ausgangspegel-Bestimmungsschaltung, welcher den Ausgangspegel des Lichtempfängers bestimmt und eine Positionserfassung-Bestimmungsschaltung. Die Ausgangspegel-Bestimmungsschaltung und die Positionserfassungs-Bestimmungsschaltung werden zusammen mit einer Lebensdauer-Bestimmungsschaltung bereitgestellt. Die Lebensdauer-Bestimmungsschaltung bestimmt die Lebensdauer basierend auf Spannungspegeln eines jeden Bauteils, wie zum Beispiel des Lichtemitters und des Lichtempfängers. Basierend auf der durch die Lebensdauer-Bestimmungsschaltung bestimmten Lebensdauer verhindert der Positionsregelkreis mit der Funktion zur Überprüfung der Lebensdauer des photoelektrischen Detektors vorläufig einen fehlerhaften Betrieb, der durch einen durch die reduzierte Lebensdauer des photoelektrischen Detektors bedingten Abfall des photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrads verursacht wird.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTSCHRIFTEN
  • Patentschrift 1: JP 2000-98052 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Im gegebenen Fall wird beispielsweise ein Encoder in zahlreichen Umgebungen, wie zum Beispiel einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, einer extrem trockenen Umgebung oder in einer staubigen Umgebung verwendet. Bedingt durch das Verstreichen mehrerer Jahre nach der Fertigung sowie der Nutzungshäufigkeit verschlechtert sich der Zustand des Encoders sukzessive über die Zeit, wobei sich das Fortentwicklung der Verschlechterung abhängig von der Nutzungsumgebung ändert. Zum Beispiel verschlechtert sich der Zustand des Encoders bei einer Nutzung über einen längeren Zeitraum in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit früher als im Falle einer Nutzung des Encoders in einer geeigneten Umgebung. Im Speziellen korrodieren Komponenten, die mit dem Encoder bereitgestellt werden, wie zum Beispiel ein Lichtemitter und ein Lichtempfänger, und deren Zustand verschlechtert sich schneller als im Falle einer Verwendung in einer geeigneten Umgebung.
  • Die Lebensdauer-Bestimmungsschaltung des Positionsregelkreises mit der Funktion zur Überprüfung der Lebensdauer eines photoelektrischen Detektors gemäß Patentschrift 1 bestimmt die Lebensdauer basierend auf den Spannungselementen eines jeden Bauelements, wie zum Beispiel des Lichtemitters und des Lichtempfängers, aber berücksichtigt nicht das durch den Wechsel der Nutzungsumgebung bedingten Fortschreiten der Verschlechterung. Wie oben beschreiben, ändert sich das Fortschreiten der Verschlechterung des Zustands des Encoders in Abhängigkeit der Nutzungsumgebung, sodass möglicherweise eine fehlerhafte Abweichung der bestimmten Lebensdauer auftritt, falls die Nutzungsumgebung nicht mitberücksichtigt wird. Sprich die (tatsächliche) Lebensdauer des Encoders fällt möglicherweise geringer aus als die bestimmte Lebensdauer. Als Resultat ergibt sich das Problem einer wahrscheinlich verringerten Zuverlässigkeit des Encoders.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen Encoder bereitzustellen, welche die Lebensdauer eines Encoders basierend auf Umgebungsbedingungen einer Nutzungsumgebung bestimmen kann.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen Encoder gemäß der Erfindung ist eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für Encoder, zur Nutzung mit dem Encoder, der einen Maßstab und ein Kopfteil umfasst. Der Maßstab ist in einem Maßstab-Gehäuse untergebracht. Das Kopfteil bewegt sich relativ entlang des Maßstabs, um ein Ausmaß an relativer Bewegung zum Maßstab zu ermitteln. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder umfasst ein Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen, ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel und ein Informationsmittel. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen ist dazu eingerichtet, eine Umgebungsbedingung, die im Zusammenhang mit der Lebensdauererfassung des Encoders steht, zu erfassen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, eine Lebensdauer einer den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf einem Erfassungsergebnis des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen zu bestimmen. Das Informationsmittel ist dazu eingerichtet, die auf einem Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittels basierende Lebensdauer mitzuteilen.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen ist dazu eingerichtet, die Umgebungsbedingungen zu ermitteln, die im Zusammenhang mit der Lebensdauererfassung des Encoders stehen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf dem Erfassungsergebnis des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen. Dementsprechend kann die Lebensdauer basierend auf einer Nutzungsumgebung, in der der Encoder platziert ist, bestimmt werden, genauso wie eine Änderung im Stromfluss. Von daher kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder die Lebensdauer des Encoders basierend auf den Umgebungsbedingungen der Nutzungsumgebung des Encoders bestimmt werden.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Temperaturerfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Temperatur als Umgebungsbedingung zu erfassen; ein kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer de Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit, die dazu konfiguriert ist eine kumulative Gesamttemperatur über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Temperaturwert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamttemperatur zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und dem durchschnittlichen Temperaturwert zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung umfasst das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen eine Temperatur-Erfassungseinheit. Die Temperatur-Erfassungseinheit ist dazu eingerichtet, die Temperatur als Umgebungsbedingung zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst das Berechnungsmittel. Das Berechnungsmittel ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Temperaturwert zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die die Lebensdauer des Encoders basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und dem durchschnittlichen Temperaturwert zu berechnen. Von daher kann die Lebensdauer des Encoders basierend auf Temperaturänderungen in der Nutzungsumgebung des Encoders bestimmt werden.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Berechnungsmittel ist dazu eingerichtet, den durchschnittliche Temperaturwert TAVE (abgeleitet vom engl.: temperature average). Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, unter Verwendung des durchschnittlichen Temperaturwerts TAVE, einer ersten Konstante B und einer zweiten Konstante C mit Hilfe einer in einer ersten Ausführungsform beschriebenen Gleichung (1) eine Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 zu berechnen. Die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 wird vom Lebensdauer-Bestimmungsmittel für die Bestimmung verwendet. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 basierend auf Gleichung (1) zu berechnen. Die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 wird durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel zu Bestimmung verwendet. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu bestimmen. Daher kann das auf der Änderung der Temperatur der Nutzungsumgebung des Encoders basierende Lebensdauer-Bestimmungsmittel leicht ausgerüstet werden.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: einen Feuchtigkeits-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Feuchtigkeit als Umgebungsbedingung zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtfeuchtigkeit über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Feuchtigkeitswert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamtfeuchtigkeit zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebszeit und dem durchschnittlichen Feuchtigkeitswert zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung umfasst das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen eine Feuchtigkeits-Erfassungseinheit. Die Feuchtigkeits-Erfassungseinheit ist dazu eingerichtet, die Feuchtigkeit als Umgebungsbedingung zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst das Berechnungsmittel. Das Berechnungsmittel ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer des Encoders basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und dem durchschnittlichen Feuchtigkeitswert zu bestimmen. Daher kann die Lebensdauer des Encoders basierend auf der Änderung der Feuchtigkeit in der Nutzungsumgebung des Encoders bestimmt werden.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Berechnungsmittel ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, unter Verwendung des durchschnittlichen Feuchtigkeitswerts RHAVE, einer ersten Konstante B und einer zweiten Konstante C mit Hilfe einer in einer ersten Ausführungsform beschriebenen Gleichung (2) eine Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 zu berechnen. Die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 wird durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel zur Bestimmung verwendet. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 und der kumulativen Gesamtbetriebszeit zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 basierend auf Gleichung (2) zu berechnen. Die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 wird durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel zur Bestimmung verwendet. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu bestimmen. Daher kann das auf Änderungen der Feuchtigkeit in der Nutzungsumgebung des Encoders basierende Lebensdauer-Bestimmungsmittel leicht ausgerüstet werden.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: einen Stromstärken-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Änderung in der Stromstärke in der Komponente zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, die kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit , die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtstromstärke über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Stromstärkenwert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamtstromstärke zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf einem Durchschnittswert zu bestimmen, der auf den durch das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen erfassten Umgebungsbedingung, dem durchschnittlichen Stromstärkenwert sowie der kumulativen Gesamtbetriebsdauer beruht.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung umfasst das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen die Stromstärken-Erfassungseinheit. Die Stromstärken-Erfassungseinheit ist dazu eingerichtet, die Temperatur und die Feuchtigkeit als Umgebungsbedingungen zu erfassen. Die Stromstärken-Erfassungseinheit ist dazu eingerichtet, die Änderung der Stromstärke zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst das Berechnungsmittel. Das Berechnungsmittel ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Stromstärkenwert sowie den durchschnittlichen Temperaturwert und den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer des Encoders basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und dem durchschnittlichen Stromstärkenwert zu bestimmen. Von daher kann die Lebensdauer des Encoders basierend auf den Umgebungsbedingungen des Ortes, an dem der Encoder eingerichtet ist, und der Änderung der Stromstärke zu bestimmen. Daher kann das Lebensdauer-Bestimmungsmittel die Lebensdauer mit einer höheren Genauigkeit bestimmen als im Fall einer lediglich unter Verwendung der Umgebungsbedingungen erfolgenden Bestimmung der Lebensdauer.
  • Zusätzlich ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Umgebungs-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Temperatur, eine Feuchtigkeit, und eine Stromstärke als Umgebungsbedingung in Form eines Erfassungsergebnisses zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Endergebnis-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, ein kumulatives Gesamtergebnis des durch die Umgebungs-Erfassungseinheit erfassten Erfassungsergebnisses über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und des kumulativen Gesamtergebnisses einen Durchschnittswert zu jeder der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu berechnen; und ein Speichermittel, in dem eine Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen zur Berechnung einer Ausfallrate des Encoders gespeichert sind. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet: aus der im Speichermittel gespeicherten Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen eine optimale Ausfallratenfunktion zur Berechnung der Ausfallrate zu entnehmen, basierend auf dem Durchschnittswert und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer; die Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu berechnen; und die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate zu bestimmen.
  • Im gegebenen Fall handelt es sich bei der Ausfallratenfunktion um eine Funktion, die einen Zusammenhang zwischen der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der Ausfallrate angibt und bildet die optimale Ausfallratenfunktion zur Berechnung der Ausfallrate.
    Gemäß einer solchen Ausgestaltung umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung ein Speichermittel. Das Speichermittel speichert eine Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen zur Berechnung der Ausfallrate des Encoders. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die optimale Ausfallratenfunktionen basierend auf dem Durchschnittswert und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu entnehmen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu konfiguriert, die Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu berechnen. Das Lebensdauererfassungsvorrichtung entnimmt basierend auf dem Durchschnittswert die näherungsweise optimale Ausfallratenfunktion aus der im Speichermittel gespeicherten Mehrzahl der Ausfahlratenfunktionen.
    Von daher kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung im Vergleich zu den Fällen, in denen Gleichung (1) oder Gleichung (2) verwendet werden, auf einfache Weise die Ausfallrate berechnen und damit die Lebensdauer der Komponente bestimmen.
  • Zusätzlich ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Umgebungs-Erfassungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Temperatur, eine Feuchtigkeit und eine Stromstärke als Umgebungsbedingung in Form eines Erfassungsergebnisses zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Endergebnis-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, ein kumulatives Gesamtergebnis des durch die Umgebungs-Erfassungseinheit erfassten Erfassungsergebnisses über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und des kumulativen Gesamtergebnisses einen Durchschnittswert zu jeder der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu berechnen; und eine matrixbasierte Berechnungstabelle, welcher der Durchschnittswert als Eingangsgröße übergeben werden kann. Der Durchschnittswert dient dazu, eine optimale Ausfallratenfunktion zur Berechnung einer Ausfallrate des Encoders abzuleiten. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet: die Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion, die aus der matrixbasierten Berechnungstabelle und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer abgleitet ist, zu berechnen; und die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder selbst in einem Fall, in dem beispielsweise die Lebensdauer-Bestimmungszeit nicht unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung (1) oder Gleichung (2) berechnet werden kann, oder in einem Fall, in dem die optimale Ausfallratenfunktion nicht aus der Mehrzahl der im Speichermittel gespeicherten Ausfallratenfunktionen entnommen werden kann, in einfacher Weise die optimale Ausfallratenfunktionen unter Verwendung der matrixbasierten Berechnungstabelle, welcher der Durchschnittswert als Eingangsgröße übergeben werden kann, ableiten, sodass eine Bestimmung der Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate gewährleistet ist.
  • Weiterhin ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Der Encoder ist ein photoelektrischer Encoder, der eine Lichtquelle, einen Maßstab und ein Licht-Empfangsmittel umfasst. Die Lichtquelle ist dazu eingerichtet, Licht auszustrahlen. Der Maßstab weist eine Skaleneinteilung entlang einer Messrichtung auf. Das Licht-Empfangsmittel ist dazu eingerichtet, das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht durch den Maßstab hindurch zum empfangen. Die Lichtquelle, die Skaleneinteilung des Maßstabs und das Licht-Empfangsmittel bilden die Komponenten.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder im Speziellen die Lebensdauer der Lichtquelle, der Skaleneinteilung des Maßstabs und des Licht-Empfangsmittels als entsprechende Komponente bestimmen.
  • Gegenwärtig ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Bei dem Informationsmittel handelt es sich um irgendein beliebiges Mittel in Ausführung als Alarm, Lichtemittermittel und Anzeigemittel. Der Alarm ist dazu eingerichtet, die auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel erfolgenden Bestimmung basierende Lebensdauer mitzuteilen. Das Lichtemittermittel ist außerhalb des Encoders angeordnet. Das Anzeigemittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer anzuzeigen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder Informationen zur Lebensdauer bereitstellen durch eine jedes Mittel in Form des Alarms, der dazu eingerichtet ist, die auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel erfolgenden Bestimmung basierende Lebensdauer mitzuteilen, des Lichtemittermittels, das außerhalb des Encoders angeordnet ist und des Anzeigemittels, das dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer anzuzeigen. Daher kann der Nutzer in einfacher Weise die Lebensdauer der Komponente des Encoders identifizieren.
  • Gegenwärtig ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen ist innerhalb des Kopfteils angeordnet.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen innerhalb des Kopfteils angeordnet und daher kann die Lebensdauer der Komponente, die innerhalb des Kopfteils angeordnet ist, auf effiziente Weise bestimmt werden.
  • Gegenwärtig ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen ist innerhalb des Maßstab-Gehäuses angeordnet.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung können aufgrund des innerhalb des Maßstab-Gehäuses angeordneten Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen die Lebensdauern der Komponenten, die innerhalb des Maßstab-Gehäuses angeordnet sind, auf effiziente Weise bestimmt werden.
  • Gegenwärtig ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen ist außerhalb des Encoders angeordnet.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen außerhalb des Encoders angeordnet und daher kann die Lebensdauer des kompletten Encoders mit allen relevanten Komponenten auf effiziente Weise bestimmt werden.
  • Gegenwärtig ist folgende Ausgestaltung besonders bevorzugt. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder umfasst ein Kommunikationsmittel, das eine Umgebungs-Erfassungseinheit und eine Empfangseinheit umfasst. Die Umgebungs-Erfassungseinheit weist eine Übertragungsfunktion auf. Die Übertragungsfunktion ist dazu eingerichtet, den Zustand von zumindest einer der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu erfassen und eine ein Erfassungsergebnis des Zustands zu übermitteln.
    Die Empfangseinheit ist dazu eingerichtet, von der Umgebungs-Erfassungseinheit das Erfassungsergebnis zu empfangen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf dem Erfassungsergebnis über das Kommunikationsmittel zu bestimmen.
  • Gemäß einer solchen Ausgestaltung umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder das Kommunikationsmittel und daher kann das Lebensdauer-Bestimmungsmittel die Lebensdauer der Komponente im Encoder basierend auf dem durch das Kommunikationsmittel erhaltenen Erfassungsergebnisses bestimmen, sogar in einem Fall, in dem das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen nicht an einer gewünschten Position im Encoder angeordnet werden kann.
  • Figurenliste
    • Die 1A und 1A zeigen Schaubilder, die einen Encoder gemäß einer ersten Ausführungsform darstellen.
    • 2 zeigt eine perspektivische dargestellte Ansicht des Encoders.
    • 3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Lebensdauererfassungsvorrichtung im Encoder veranschaulicht.
    • Die 4A bis 4F zeigen ein Schaubild, das die Lebensdauerbestimmung im Encoder veranschaulicht.
    • 5 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Lebensdauererfassungsvorrichtung in einem Encoder gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung der Lebensdauer in einem Encoder darstellt.
    • Die 7A bis 7C zeigen Diagramme, welche eine durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel erfolgende Lebensdauerbestimmung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung im Encoder darstellen.
    • Die 8A bis 8C zeigen Schaubilder, die matrixbasierte Berechnungstabellen in einem Encoder gemäß einer dritten Ausführungsform zeigen.
    • 9 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung in einem Encoder gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 10 zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung im Encoder veranschaulicht.
    • 11 zeigt ein Schaubild, das eine Anordnung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung in einem Encoder gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
    • 12 zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung im Encoder veranschaulicht.
    • 13 zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung in einem Encoder gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 4 beschrieben.
    Die 1A und 1A zeigen Schaubilder eines Encoders 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Im Speziellen zeigt 1A ein Schaubild, das den kompletten Encoder 1 veranschaulicht und 1A zeigt eine Querschnittsansicht des Encoders 1 entlang einer Schnittlinie A-A aus 1A.
    2 zeigt eine perspektivisch dargestellte Ansicht des Encoders 1.
    Gemäß den Darstellungen in den 1A und 1A handelt es sich beim Encoder 1 um einen photoelektrischen Linearencoder (Weggeber). Der Encoder 1 umfasst einen Maßstab 21 die in einem Maßstab-Gehäuse 2 untergebracht ist und ein Kopfteil 3, der sich relativ entlang des Maßstabs 21 bewegt, um eine Relativbewegung zum Maßstab 21 zu erfassen. Der Encoder 1 umfasst eine Lebensdauererfassungsvorrichtung 4, die die Lebensdauer eine Komponente des Encoders 1 erfasst.
    Im Encoder 1 ist das Kopfteil 3 derart bereitgestellt, dass sich dieser in Bezug auf das lange Maßstab-Gehäuse 2 bewegen kann. Der Encoder 1 misst einen beweglichen Abstand zwischen einem Paar von Messobjekten W1 und W2, wobei das Maßstab-Gehäuse 2 mit einem Messobjekt W1 verbunden ist und das Kopfteil 3 mit dem anderen Messobjekt W2 verbunden ist.
  • Gemäß der Darstellung in 2 umfasst der Maßstab 21 ein aus einem lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise Glas, gefertigtes Maßstab-Ausgangsmaterial und eine Skaleneinteilung 22, die auf einer Oberfläche des Maßstab-Ausgangsmaterials in Form eines entlang einer Richtung X in konstanten Abständen angeordnetem optischen Gitter gebildet ist, wobei die Richtung X eine Messrichtung bezeichnet.
    Das Maßstab-Gehäuse 2 besteht aus einem Material, welches durch Strangpressen aus einer Aluminiumlegierung geformt ist und derart gebildet ist, dass es einen übergreifenden Hohlraum mit im Wesentlichen rechteckiger Form aufweist. Der Maßstab 21 ist im Inneren des Maßstab-Gehäuses angebracht. In den nachfolgenden Beschreibungen und den jeweiligen Zeichnung kann eine Längsrichtung des Maßstab-Gehäuses 2 und einer Messrichtung mit der Richtung X bezeichnet werden, eine Breitenrichtung (Tiefenrichtung) des Maßstab -Gehäuses 2, welche orthogonal zur Richtung X verläuft, kann mit einer Richtung Y bezeichnet werden und eine zu den Richtungen X und Y orthogonal stehende, vertikal verlaufende Richtung kann mit der Richtung Z bezeichnet werden.
  • Das Kopfteil 3 umfasst ein Kopf-Hauptteil 30, der außerhalb des Maßstab-Gehäuses 2 angeordnet ist und mit dem anderen Messobjekt W2 verbunden ist. Das Kopf-Hauptteil 30 umfasst ein Erfassungsmittel, das derart angeordnet ist, dass sich dieses ins Innere des Maßstab-Gehäuses 2 hinein erstreckt, wobei das Erfassungsmittel eine Lichtquelle 31 und ein Licht-Empfangsmittel 32 umfasst. Die Lichtquelle 31 ist beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) und ist zur Abstrahlung von Licht entlang einer Oberfläche des Maßstabs 21 angeordnet. Das Licht-Empfangsmittel 32 ist entlang der anderen Oberfläche des Maßstabs 21 angeordnet und empfängt das transmittierte Licht, das ausgehend von der Lichtquelle 31 durch den Maßstab 21 übertragen worden ist. Das Kopfteil 3 generiert basierend das auf dem von dem Licht-Empfangsmittel 32 empfangenen transmittierten Licht ein elektrisches Signal und nimmt das elektrische Signal vom Kopf-Hauptteil 30 entgegen, um das Ausmaß einer Relativbewegung in Bezug auf den Maßstab 21 zu erfassen. In diesem Falle handelt es sich bei dem Encoder 1 um einen transmissionsbasierten photoelektrischen Linearencoder.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 im Encoder 1 veranschaulicht.
    Gemäß der Darstellung in 3 umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 ein Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5, ein Berechnungsmittel 6, ein Speichermittel 7, ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 und ein Informationsmittel 9. Gemäß der Darstellung in 1B ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 in der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet. Folglich erfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 die Lebensdauer der mit der Lichtquelle 31 und dem Licht-Empfangsmittel 32 in Zusammenhang stehenden Komponente, wie zum Beispiel eine Anschlussleitung und ein Trägermaterial.
  • Wird der Encoder beispielsweise in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur und einer durch Luftfeuchtigkeit bedingten hohen Feuchtigkeit, korrodieren nach außen freigelegte Metallteile der Anschlussleitung und des Trägermaterials der Lichtquelle 31 und des Licht-Empfangsmittels 32 vergleichsweise schneller als in einem Fall, in dem der Encoder in einer geeigneten Umgebung verwendet wird. Daher ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet und folglich kann die Lebensdauer der mit der Lichtquelle 31 und dem Licht-Empfangsmittel 32 in Zusammenhang stehenden Komponente, wie zum Beispiel die Anschlussleitung und das Trägermaterial, akkurat erfasst werden gerade im Vergleich zu einem Fall, in dem das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 an einer anderen Stelle angeordnet ist.
  • Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 erfasst eine Umgebungsbedingung, die im Zusammenhang zur Erfassung der Lebensdauer im Encoder 1 steht. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst eine Temperatur-Erfassungseinheit 51, die eine Temperatur erfasst, eine Feuchtigkeits-Erfassungseinheit 52, die eine Feuchtigkeit erfasst, und umfasst weiterhin eine Stromstärken-Erfassungseinheit 53, die eine Änderung der Stromstärke in der Komponente erfasst, die die genannten Größen als Umgebungsbedingungen erfassen. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit 50, die eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders 1 misst, eine kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit 511, die eine kumulative Gesamttemperatur über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer misst, eine kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit 522, die eine kumulative Gesamtfeuchtigkeit über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer misst, und eine kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit 533, die eine kumulative Gesamtstromstärke über der Gesamtbetriebsdauer des Encoders misst.
  • Das Berechnungsmittel 6 berechnet einen durchschnittlichen Temperaturwert, einen durchschnittlichen Feuchtigkeitswert und einen durchschnittlichen Stromstärkenwert.
    Das Informationsmittel 9 stellt Informationen zur Lebensdauer des Encoders basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 bereit. Im Speziellen ist das Informationsmittel 9 als ein Anzeigemittel ausgebildet (nicht in den Figuren gezeigt), das die Lebensdauer basierend auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführten Bestimmung anzeigt. Das Anzeigemittel ist beispielsweise als Anzeige bzw. Bildschirm ausgeführt, die zum Beispiel auf einer Flüssigkristall-Technologie oder organischer Elektrolumineszenz (EL) beruht, und die spezifische Lebensdauer der Komponente anzeigt und die Lebensdauer so einem Benutzer bereitstellt. Es wird an dieser Stelle angemerkt, dass es sich bei dem Informationsmittel 9 nicht zwingend um ein Anzeigemittel handeln muss; beispielhafte Ausführungen können einen Alarm umfassen, der über die Lebensdauer informiert, und/oder ein lichtemittierendes Mittel, wie zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED), welche außerhalb des Encoders 1 angeordnet ist. Im Verwendungsfall der LED als Informationsmittel 9 umfasst die LED beispielsweise eine Warnlampe, die über eine sich dem Ende zuneigende Lebensdauer informiert, und eine Lebensdauerlampe, die über eine überschrittene/abgelaufene Lebensdauer informiert. Das Informationsmittel 9 kann einen Benutzer über die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittels 8 informieren. Kurzgefasst kann das Informationsmittel 9 als jedwedes Mittel ausgeführt sein, solange dieses den Benutzer über das Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittels 8 informieren kann.
  • Die 4A bis 4F zeigen ein Schaubild, das die Lebensdauerbestimmung im Encoder 1 veranschaulicht. Im Speziellen zeigt 4A eine durch die kumulative Gesamtzeit-Messeinheit 50 gemessene kumulative Gesamtbetriebszeit h, 4B zeigt eine auf einer Temperatur beruhende Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 der Komponente, 4C zeigt eine auf einer Feuchtigkeit basierende Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 der Komponente, 4D zeigt eine auf einer Stromstärke basierende Lebensdauer-Bestimmungszeit H3 und 4E zeigt eine allumfassende, auf der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Stromstärke basierende Lebensdauer-Bestimmungszeit H. 4F zeigt eine typische Lebensdauer M eines Encoders. Gemäß den Darstellungen in den 4A bis 4F wird in einem herkömmlichen Encoder die Lebensdauer M des Encoders zum Beispiel durch eine empirische Zuordnungsregel bestimmt, die beispielsweise im Vorfeld in einem als Datenspeicher ausgeführten Speichermittel abgespeichert wurde. Das Informationsmittel 9 hat die die kumulative Gesamtbetriebsdauer h mit der Lebensdauer M verglichen und im Fall, dass die kumulative Gesamtbetriebsdauer h eine Wert von 90% der Lebensdauer erreicht hat, wurde über das Informationsmittel mitgeteilt, dass die Lebensdauer des Encoders erreicht bzw. überschritten wurde.
    Ein Verfahren zur Bestimmung der Lebensdauer des Encoder 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Zuhilfenahme von 4 beschrieben.
  • Um basierend auf der Temperatur die Lebensdauer der Komponente zu bestimmen, berechnet die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 zuerst den durchschnittlichen Temperaturwert. Der durchschnittliche Temperaturwert durch das Berechnungsmittel 6 auf Basis der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamttemperatur berechnet.
    Im Einzelnen berechnet das Berechnungsmittel 6 einen durchschnittlichen Temperaturwert TAVE und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 berechnet basierend auf dem durchschnittlichen Temperaturwert TAVE, einer ersten Konstante B und einer zweiten Konstante C über Gleichung (1) die für die Bestimmung zu verwendende Lebensdauer-Bestimmungszeit H1.
    [Math. 1] H1 = e B / T A V E + C
    Figure DE102020200792A1_0001
  • Anschließend wird gemäß den Darstellungen in den 4A und 4B die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h bestimmt. Das Informationsmittel 9 stellt Informationen zur Lebensdauer des Encoders basierend auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführten Bestimmung bereit.
    Im Einzelnen vergleicht das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 mit der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und im Fall, dass die kumulative Gesamtbetriebsdauer h 90% der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 erreicht, veranlasst das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 das Informationsmittel 9 dazu, ein Erreichen bzw. Überschreiten der Lebensdauer des Encoders 1 mitzuteilen.
  • Um die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Feuchtigkeit zu bestimmen, berechnet die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 zuerst den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert. Der durchschnittliche Feuchtigkeitswert wird durch das Berechnungsmittel 6 basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebszeit und der kumulativen Gesamtfeuchtigkeit berechnet.
    Im Einzelnen berechnet das Berechnungsmittel 6 einen durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 berechnet basierend auf dem durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE, der ersten Konstante B und der zweiten Konstante C über Gleichung (2) die für die Bestimmung zu verwendende Lebensdauer-Bestimmungszeit H2.
    [Math. 2] H2 = e B / R H A V E + C
    Figure DE102020200792A1_0002
  • Anschließend wird gemäß Darstellung in den 4A und 4C die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h bestimmt. Das Informationsmittel 9 stellt Informationen zur Lebensdauer des Encoders basierend auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführten Bestimmung bereit.
    Im Einzelnen vergleicht das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 mit der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und im Fall, dass die kumulative Gesamtbetriebsdauer h 90% der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 erreicht, veranlasst das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 das Informationsmittel 9 dazu, ein Erreichen bzw. Überschreiten der Lebensdauer des Encoders 1 mitzuteilen.
  • Um die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Stromstärke zu bestimmen, berechnet die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 zuerst den durchschnittlichen Stromstärkenwert. Der durchschnittliche Stromstärkenwert wird durch das Berechnungsmittel 6 basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebszeit und der kumulativen Gesamtstromstärke berechnet. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 berechnet die Lebensdauer-Bestimmungszeit H3 der Komponente basierend auf dem durchschnittlichen Stromstärkenwert und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer. Gemäß den Darstellungen in den Figure 4A und 4D berechnet das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H3 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h. Das Informationsmittel 9 stellt Informationen über die Lebensdauer des Encoders basierend auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführten Bestimmung bereit.
    Im Einzelnen vergleicht das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer-Bestimmungszeit H3 mit der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und im Fall, dass die kumulative Gesamtbetriebsdauer h 90% der Lebensdauer-Bestimmungszeit H3 erreicht, veranlasst das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 das Informationsmittel 9 dazu, ein Erreichen bzw. Überschreiten der Lebensdauer des Encoders 1 mitzuteilen.
  • Derweil die Lebensdauer gemäß Darstellungen in den 4B bis 4D aus den Lebensdauer-Bestimmungszeiten H1, H2 oder H3 bestimmt wird, die jeweils auf der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Stromstärke beruhen, kann die Lebensdauer ebenso aus einer Lebensdauer-Bestimmungszeit H bestimmt werden, wobei die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Stromstärke gemeinsam berücksichtigt werden. Gemäß 4E bestimmt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8, dass die kumulative Gesamtbetriebsdauer h 90% der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 erreicht und veranlasst das Informationsmittel 9 dazu, ein Erreichen bzw. Überschreiten der Lebensdauer des Encoders 1 mitzuteilen.
    Darüber hinaus variierend die in den 4B bis 4E gezeigten Werte zu jedem Zeitpunkt, in dem das Berechnungsmittel 6 die jeweiligen Durchschnittswerte bestimmt und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 vergleicht die kumulative Gesamtbetriebsdauer h zum Zeitpunkt der Bestimmung mit den Lebensdauer-Bestimmungszeiten H und H1 bis H3 und bestimmt damit die Lebensdauer des Encoders 1.
  • Es ist anzumerken, dass in der ersten Ausführungsform als Beurteilungskriterium der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführte Vergleich der Lebensdauer-Bestimmungszeiten H oder H1 bis H3 mit der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h sowie die darauf aufbauende Bestimmungen verwendet wird, wobei die Bestimmung darauf basiert, ob die kumulative Gesamtbetriebsdauer h 90% der Lebensdauer-Bestimmungszeiten H oder H1 bis H3 erreicht. Allerdings muss das Kriterium nicht zwingenderweise bei 90% angesiedelt sein, sondern jeder beliebige Wert kann als Kriterium fungieren. Darüber hinaus muss es sich nicht zwingend um ein Beurteilungskriterium handelt, sondern es kann auch eine Mehrzahl von Beurteilungskriterien herangezogen werden. Beispielsweise wird das Informationsmittel 9 im Falle eines Erreichens von 70% dazu veranlasst eine Warnung bereitzustellen und für den Fall eines Erreichens von 90% wird das Informationsmittel 9 dazu veranlasst, über eine sich dem Ende zuneigende Lebensdauer zu informieren.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform können folgende Funktionen und Effekte erzielt werden.
    • (1) Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 für den Encoder 1 umfasst ein Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 und ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 ist dazu eingerichtet, die Umgebungsbedingung im Zusammenhang mit der Lebensdauererfassung im Encoder 1 zu erfassen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der für den Encoder 1 eingesetzten Komponente basierend auf dem Erfassungsergebnis des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen 5 zu bestimmen. Von daher kann die Lebensdauer auf Basis der Nutzumgebung, in der der Encoder platziert ist, sowie auf Basis der Änderung der Stromstärke bestimmt werden. Dementsprechend kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 für den Encoder 1 die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf der Umgebungsbedingung der Nutzungsumgebung des Encoders 1 bestimmt werden.
    • (2) Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst die Temperatur-Erfassungseinheit 51. Die Temperatur-Erfassungseinheit 51 ist dazu eingerichtet, die Temperatur als Umgebungsbedingung zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung4 umfasst das Berechnungsmittel 6. Das Berechnungsmittel 6 ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Temperaturwert TAVE zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer des Encoders basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und dem durchschnittlichen Temperaturwert TAVE zu bestimmen. Dementsprechend kann die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf einer Veränderung der Temperatur der Nutzungsumgebung des Encoders 1 bestimmt werden.
    • (3) Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 basierend auf Gleichung (1) zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h zu bestimmen. Daher kann das auf der Änderung der Temperatur der Nutzungsumgebung des Encoders 1 beruhende Lebensdauer-Bestimmungsmittel in einfacher Weise ausgerüstet werden.
    • (4) Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst die Feuchtigkeits-Erfassungseinheit 52. Die Feuchtigkeits-Erfassungseinheit 52 ist dazu eingerichtet, die Feuchtigkeit als Umgebungsbedingung zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 umfasst das Berechnungsmittel 6. Das Berechnungsmittel 6 ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen feuchtigkeitswert RHAVE zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und dem durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE zu bestimmen. Dementsprechend kann die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf einer Veränderung der Feuchtigkeit der Nutzungsumgebung des Encoders 1 bestimmt werden.
    • (5) Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 basierend auf Gleichung (2) zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h zu bestimmen. Daher kann das auf der Änderung der Feuchtigkeit der Nutzungsumgebung des Encoders 1 beruhende Lebensdauer-Bestimmungsmittel in einfacher Weise ausgerüstet werden.
    • (6) Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst die Stromstäken-Erfassungseinheit 53. Die Stromstärken-Erfassungseinheit 53 ist dazu eingerichtet, die Temperatur und die Feuchtigkeit als Umgebungsbedingung zu erfassen. Die Stromstärken-Erfassungseinheit 53 ist dazu eingerichtet, die Änderung in der Stromstärke zu erfassen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 umfasst das Berechnungsmittel 6. Das Berechnungsmittel 6 ist dazu eingerichtet, den durchschnittlichen Stromstärkenwert sowie den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE und den durchschnittlichen Temperaturwert TAVE zu berechnen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h und dem durchschnittlichen Stromstärkenwert zu bestimmen. Dementsprechend kann die Lebensdauer des Encoders 1 basierend auf der Umgebungsbedingung der Umgebung, in der der Encoder 1 bereitgestellt ist, und der Veränderung der Stromstärke bestimmt werden.
    • (7) Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 für den Encoder 1 können zum Beispiel speziell die Lebensdauern der in Zusammenhang zu den Komponenten Lichtquelle 31 und Licht-Empfangsmittel 32 stehenden Anschlussleitung und des Trägermaterials bestimmt werden.
    • (8) Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 für den Encoder 1 kann mit Hilfe des Anzeigemittels die Lebensdauer anzeigen und über diese informieren. Das Anzeigemittel ist dazu eingerichtet, Informationen über die Lebensdauer basierend auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 durchgeführten Bestimmungen bereitzustellen. Dementsprechend kann der Benutzer in einfacher Weise die Lebensdauer der Komponente des Encoders 1 identifizieren.
    • (9) Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 ist im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet. Demensprechend können zum Beispiel die Lebensdauern der in Zusammenhang zu den Komponenten Lichtquelle 31 und Licht-Empfangsmittel 32, die im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet sind, stehenden Anschlussleitung und des Trägermaterials auf effiziente Weise bestimmt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Zuhilfenahme der Figure 5 bis 7C beschrieben.
  • Es ist anzumerken, dass in der nachfolgenden Beschreibung Teile, die bereits beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und keine erneute Beschreibung dieser erfolgt.
  • 5 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A in einem Encoder 1A gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    In der ersten Ausführungsform umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 im Encoder 1 das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5, das Berechnungsmittel 6, das Speichermittel 7, das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 und das Informationsmittel 9. Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 umfasst die kumulative Gesamtzeit-Messeinheit 50, die Temperatur-Erfassungseinheit 51, die Feuchtigkeits-Erfassungseinheit 52, die Stromstärken-Erfassungseinheit 53, die kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit 511, die kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit 522 und die kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit 533. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 berechnet die Lebensdauer-Bestimmungszeiten H1 und H2 basierend auf Gleichung (1) und Gleichung (2) und bestimmt die Lebensdauer der Komponente des Encoders 1 basierend auf den Lebensdauer-Bestimmungszeit H oder H1 bis H3 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h.
  • Gemäß der Darstellung in 5 unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A im Encoder 1A umfasst eine Umgebungs-Erfassungseinheit 51A, die einen Zustand aus einer Temperatur und einer Feuchtigkeit erfasst, und eine kumulative Endergebnis-Messeinheit 511A, die mit Hilfe der Umgebungs-Erfassungseinheit 51A und der Stromstärken-Erfassungseinheit 53 ein kumulatives Gesamt-Erfassungsergebnis misst. Ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A speichert im Speichermittel 7 eine Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen gemäß vorbestimmter Funktionsgraphen für jede Kombination einer Mehrzahl von Parametern der Umgebungs-Erfassungseinheit 51A, der Stromstärken-Erfassungseinheit 53 und der kumulativen Endergebnis-Messeinheit 511A. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A berechnet eine Ausfallrate des Encoders 1A basierend auf der Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen und bestimmt eine Lebensdauer des Encoders 1A basierend auf der Ausfallrate. Es ist anzumerken, dass es sich bei der Ausfallratenfunktionen um eine Funktion handelt, die bezeichnend ist für einen Zusammenhang zwischen der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der Ausfallrate.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, dass ein Verfahren zur Bestimmung der Lebensdauer im Encoder 1A darstellt.
    Das Verfahren zur Lebensdauerbestimmung durch die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A im Encoder 1A wird nachfolgend unter Zuhilfenahme von 6 beschrieben.
    Gemäß der Darstellung in 6 berechnet das Berechnungsmittel 6 zuerst einen Durchschnittswert basierend auf einem Ergebnis der kumulativen Endergebnis-Messeinheit 511A (Schritt ST01). Im Anschluss wählt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A die Ausfallratenfunktionen aus, um die Ausfallrate des Encoders 1A zu berechnen (Schritt ST02). Nachdem die Ausfallratenfunktion ausgewählt wurde, setzt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A die kumulative Gesamtbetriebsdauer h in die ausgewählte Ausfallratenfunktion ein und berechnet die Ausfallrate des Encoders 1A (Schritt ST03). Im gegebenen Fall, weist das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A vorab eine Warngrenze auf, um dem Informationsmittel 9 mitzuteilen, dass die Lebensdauer des Encoders 1A erreicht bzw. überschritten ist. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A führt einen Vergleichsschritt durch, in dem die Warngrenze mit der Ausfallrate verglichen wird (Schritt ST04). Sollte das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A feststellen, dass die Ausfallrate die Warngrenze erreicht (JA im Schritt ST05), so veranlasst das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8Adas Informationsmittel 9 dazu, über das Erreichen bzw. Überschreiten der Lebensdauer des Encoders 1A zu informieren. Sollte das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A feststellen, dass die Ausfallrate nicht die Warngrenze erreicht (NEIN im Schritt ST05), so kehrt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel zu Schritt ST01 zurück und wiederholt den Bestimmungsvorgang so lange, bis die Ausfallrate die Warngrenze erreicht.
  • Im gegebenen Fall umfasst die Warngrenze eine erste Warngrenze (Warnung), die den Benutzer kurz vor Erreichen der Lebensdauer des Encoders 1A informiert und eine zweite Warngrenze (Alarm), die den Benutzer darüber informiert, dass die Lebensdauer des Encoders 1A erreicht bzw. überschritten wurde.
    Es ist anzumerken, dass lediglich eine einzige Warngrenze oder aber eine Mehrzahl von Warngrenzen eingerichtet werden können. Zusammengefasst kann es sich um eine beliebige Anzahl an Warngrenzen handeln, so lange das Informationsmittel 9 Informationen basierend auf der/den Warngrenzen bereitstellen kann.
  • 7A bis 7C zeigen Diagramme, welche eine durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A erfolgende Lebensdauerbestimmung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A im Encoder 1A darstellen.
    Im Speziellen zeigen die 7A bis 7C dreidimensionale Schaubilder, die die Ausfallrate auf der vertikalen Achse, die kumulative Gesamtbetriebsdauer h auf der horizontalen Achse und die Stromstärke auf einer Achse in einer Richtung, in der die vertikale Achse orthogonal zur horizontalen Achse steht, grafisch darstellen. Zu Anschauungszwecken in der Beschreibung sind die Schaubilder für jede Stromstärke getrennt voneinander dargestellt. 7A veranschaulicht den Fall von A mA [Milliampere], 7B veranschaulicht den Fall von B mA und 7C veranschaulicht den Fall von C mA. Ein Verfahren zur Entnahme der Ausfallratenfunktion für den Encoder 1A im obig beschriebenen Schritt ST02 wird im Folgenden unter Zuhilfenahme der 7A bis 7C beschrieben.
  • Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A speichert im Speichermittel 7 die Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen, bei denen es sich um die vorbestimmten Funktionsgraphen für jede Kombination der Mehrzahl von Parametern der Umgebungs-Erfassungseinheit 51A und der kumulativen Endergebnis-Messeinheit 511A handelt. Entsprechend den Darstellungen in den 7A bis 7C entnimmt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A aus dem Speichermittel 7 die Ausfallratenfunktion gemäß der Schätzung des Parameterwerts, der durch das Berechnungsmittel 6 berechnet wird. Entsprechend der Darstellungen in den 7A bis 7C wird die entnommene Ausfallratenfunktion als eine optimale Ausfallratenfunktion eingestuft und es wird die kumulative Gesamtbetriebsdauer h in die Ausfallratenfunktion eingesetzt, um die Ausfallrate zu berechnen.
  • Als Ergebnis kann das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A basierend auf dem Parameter aus der Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen die optimale Ausfallratenfunktion entnehmen und die Ausfallrate berechnen. Im Anschluss wird die Lebensdauer des Encoders 1A über die Ausfallrate und die kumulative Gesamtbetriebsdauer h bestimmt. Erreicht die das Bestimmungsergebnis die erste Warngrenze (Warnung), so wird das Informationsmittel 9 dazu veranlasst, den Benutzer darüber zu informieren, dass sich die Lebensdauer des Encoders 1A dem Ende zuneigt. Erreicht das Bestimmungsergebnis die zweite Warngrenze (Alarm), so wird das Informationsmittel 9 dazu veranlasst, den Benutzer darüber zu informieren, dass die Lebensdauer des Encoders 1A erreicht bzw. überschritten wurde.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform können auch hier die folgenden Funktionen und Effekte zusätzlich zu den in ähnlicher Weise in (1) und (7) bis (9) erzielten Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erzielt werden.
    (10) Die LEA umfasst ein Speichermittel 7. Das Speichermittel 7 speichert eine Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen zur Berechnung von Ausfallraten des Encoders 1A ab- Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die optimale Ausfallratenfunktionen basierend auf dem Durchschnittswert und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h zu entnehmen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A ist dazu eingerichtet, due Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h zu berechnen. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A entnimmt die mit Hilfe des Durchschnittswerts genäherte optimale Ausfallratenfunktion aus der Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen, die im Speichermittel 7 gespeichert sind. Daher kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A im Vergleich zu den Fällen einer Verwendung der Gleichung (1) oder der Gleichung (2) auf einfache Weise die Ausfallrate berechnen und die Lebensdauer der Komponente bestimmen.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der 8A bis 8C beschrieben.
    Es ist anzumerken, dass in der nachfolgenden Beschreibung, Teile, die bereits beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und keine erneute Beschreibung dieser erfolgt.
  • Die 8A bis 8C zeigen Schaubilder, die matrixbasierte Berechnungstabellen in einem Encoder gemäß der dritten Ausführungsform zeigen.
    In der zweiten Ausführungsform hat das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A im Encoder 1A die Ausfallrate basierend auf einer Mehrzahl von im Speichermittel 7 abgespeicherten Ausfallratenfunktionen berechnet und die Lebensdauer des Encoders 1A auf Basis der Ausfallrate und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h berechnet.
  • Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A speichert im Speichermittel 7 eine mathematische Formel ab, die im Allgemeinen eine Ausfallratenfunktion repräsentiert, und speichert die matrixbasierte Berechnungstabelle, in der die von der im Speichermittel 7 gespeicherten mathematischen Formel verwendeten Koeffizienten abgelegt sind, im Speichermittel 7 für jede Parameterkombination. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A berechnet die Ausfallrate unter Verwendung der im Speichermittel 7 gespeicherten mathematischen Formel und der matrixbasierten Berechnungstabelle und bestimmt damit basierend auf der Ausfallrate und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h die Lebensdauer des Encoders 1A. Als unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der zweiten Ausführungsform im Verfahren zur Entnahme der optimalen Ausfallratenfunktion gemäß Schritt ST02 der zweiten Ausführungsform aus 6. Ein Verfahren zur Herleitung einer Funktion zur Berechnung der Ausfallrate des Encoder 1A im obig beschriebenen Schritt ST02 (siehe 6) wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der 8A bis 8C beschrieben.
  • Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A speichert im Speichermittel 7 die mathematische Formel, die im Allgemeinen die Ausfallratenfunktion repräsentiert, und speichert die in den 8A bis 8C dargestellte matrixbasierte Berechnungstabelle, in der die von der im Speichermittel 7 gespeicherten mathematischen Formel verwendeten Koeffizienten abgelegt sind, im Speichermittel 7 für jede Parameterkombination ab. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A leitet eine optimale Ausfallratenfunktion basierend auf der im Speichermittel 7 gespeicherten mathematischen Formel und einem durch das Berechnungsmittel 6 berechneten Durchschnittswerts ab.
    Im Falle, dass für einen dem durch das Berechnungsmittel 6 berechneten Durchschnittswert entsprechendem Parameterwert kein Koeffizient in der matrixbasierten Berechnungstabelle abgelegt ist, könnte ein Koeffizient für einen dem durch das Berechnungsmittel 6 berechneten Werts entsprechender Parameterwert durch eine Ergänzung bestimmt werden, wobei hierfür Koeffizienten bei einer Mehrzahl von Parameterwerten in einer näheren Umgebung des durch das Berechnungsmittel 6 berechneten Werts verwendet werden.
  • Im Falle, dass die optimale Ausfallratenfunktionen abgeleitet worden ist, setzt das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8A die kumulative Gesamtbetriebsdauer h in die optimale Ausfallratenfunktion ein und berechnet die Ausfallrate. Im Anschluss wird die Lebensdauer des Encoder 1A mithilfe der Ausfallrate und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer h bestimmt.
    Erreicht das Bestimmungsergebnis die erste Warngrenze (Warnung), so wird das Informationsmittel 9 dazu veranlasst, den Benutzer darüber zu informieren, dass sich die Lebensdauer des Encoders 1A dem Ende zuneigt. Erreicht das Bestimmungsergebnis die zweite Warngrenze (Alarm) so wird das Informationsmittel 9 dazu veranlasst, den Benutzer darüber zu informieren, dass die Lebensdauer des Encoders 1A erreicht bzw. überschritten wurde.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform können folgende Funktionen und Effekte zusätzlich zu den in ähnlicher Weise in (1) und (7) bis (9) erzielten Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erzielt werden.
    (11) sogar in einem Fall, in dem beispielsweise die Lebensdauer-Bestimmungszeit H oder H1 bis H3 nicht unter Verwendung der obig beschriebenen Gleichung (1) oder Gleichung (2) berechnet werden kann, oder in einem Fall, in dem die optimale Ausfallratenfunktion nicht aus der Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen, die in dem Speichermittel 7 abgespeichert sind, entnommen werden kann, kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4A für den Encoder 1A in einfacher Weise die optimale Ausfallratenfunktionen unter Verwendung der matrixbasierten Berechnungstabelle, die dem Durchschnittswert als Eingangsgröße empfangen kann, ableiten und damit eine Bestimmung der Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate gewährleisten.
  • Vierte Ausführungsform
  • Die vierte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Zuhilfenahme der Figure 9 und der 10 beschrieben.
    Es ist anzumerken, dass in der nachfolgenden Beschreibung, Teile, die bereits beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und keine erneute Beschreibung dieser erfolgt.
  • 9 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung 4B in einem Encoder 1B gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht und Figur zehn zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4B im Encoder 1B veranschaulicht.
    In der ersten Ausführungsform wurde das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 im Encoder 1 im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet.
    Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch das das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5B der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4B im Encoder 1B innerhalb des Maßstab-Gehäuses 2B angeordnet ist.
    Gemäß den Darstellungen in 9 und in 10 ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5B im Inneren des Maßstab-Gehäuses 2B angeordnet und damit kann die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4B die Lebensdauern der Skaleneinteilung 22, der Lichtquelle 21, und des Licht-Empfangsmittels 32 erfassen.
  • Da es sich bei der aus dem optischen Gitter gebildeten Skaleneinteilung 22 um einen verhältnismäßig dünnen Schlitz handelt; zum Beispiel in einem Fall, in dem der Encoder B in einer Umgebung mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit eingesetzt wird, kann sich aufgrund der Luftfeuchtigkeit unter Umständen Staub im Schlitz ablagern. Lager sich Staub im Schlitz ab, so nimmt die Menge an transmittiertem Licht, welches von der Lichtquelle 31 durch den die Skaleneinteilung 22 hindurch strahlt, ab und führt so möglicherweise zu einer Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Lichtempfangsmittels 32. Zusätzlich verringert beispielsweise eine durch Luftfeuchtigkeit bedingte Ablagerung von Staub auf einer mit durch die Lichtquelle 31 bereitgestellten Oberfläche eines lichtemittierenden Teils ebenso die Menge an Licht, was zu einer Verschlechterung führt. Weiterhin führt in ähnlicher Weise die Ablagerung von Staub auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Licht-Empfangsmittels 32 zu einer verringerten Menge an empfangenem Licht, sodass möglicherweise die Verschlechterung begünstigt wird und die Erfassungsgenauigkeit abnimmt. Aus diesem Grund ist das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 5B im Inneren des Maßstab-Gehäuses 2B angeordnet, sodass die Lebensdauern der Skaleneinteilung 22, der Lichtquelle 31 und des Licht-Empfangsmittels 32 genau erfasst werden können im Vergleich zu einem Fall, in dem das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 5B an einer anderen Stelle angeordnet ist.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform können folgende Funktionen und Effekte zusätzlich zu den in ähnlicher Weise in (1) bis (6), (8) und (9) erzielten Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erzielt werden.
    (12) Da das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5B im Inneren des Maßstab-Gehäuses 2B angeordnet ist, können die Lebensdauern der Skaleneinteilung 22 des Maßstabs 21, der Lichtquelle 31 und des Licht-Empfangsmittels 32, welches die Komponenten sind, die im Inneren des Maßstabgehäuses angeordnet sind, auf effiziente Weise bestimmt werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Zuhilfenahme der Figure 11 und der 12 beschrieben.
    Es ist anzumerken, dass in der nachfolgenden Beschreibung, Teile, die bereits beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und keine erneute Beschreibung dieser erfolgt.
  • 11 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Lebensdauererfassungsvorrichtung 4C in einem Encoder 1C gemäß einer fünften Ausführungsform und 12 zeigt ein Blockdiagramm, das die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4C im Encoder 1C zeigt.
    In der ersten Ausführungsform war das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5 der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4 im Encoder 1 im Inneren des Kopfteils 3 angeordnet und in der vierten Ausführungsform war das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5B der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4B im Encoder 1B innerhalb des Maßstab-Gehäuses 2B angeordnet.
    Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich entsprechend der Darstellungen in 11 und in 12 von der ersten und des vierten Ausführungsform dahingehend, dass das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5C der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4C im Encoder 1C außerhalb des Encoders 1C angeordnet ist.
  • Gemäß der fünften Ausführungsform können folgende Funktionen und Effekte zusätzlich zu den in ähnlicher Weise in (1) bis (6), (8) und (9) erzielten Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erzielt werden.
    (13) Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5C ist außerhalb des Encoders 1C angeordnet, sodass die Lebensdauer des kompletten Encoders 1C, die sich aus allen für die Lebensdauerbestimmung relevanten Komponenten zusammensetzt, auf effiziente Weise bestimmt werden kann.
  • Sechste Ausführungsform
  • Die sechste Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Zuhilfenahme von 13 beschrieben.
    Es ist anzumerken, dass in der nachfolgenden Beschreibung, Teile, die bereits beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und keine erneute Beschreibung dieser erfolgt.
  • 13 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Lebensdauererfassungsvorrichtung 4D in einem Encoder 1D veranschaulicht.
    In der fünften Ausführungsform ist das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5C der Lebensdauererfassungsvorrichtung 4C im Encoder 1C außerhalb des Encoders 1C angeordnet.
    Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform in den folgenden Punkten. Entsprechend der Darstellung in 13 umfasst die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4D im Encoder 1D ein Kommunikationsmittel, welches Umgebungs-Erfassungseinheiten 51D, 52D und eine Empfangseinheit 55 enthält. Die Umgebungs-Erfassungseinheiten 51D, 52D weisen eine Übertragungsfunktion auf. Die Übertragungsfunktion ist dazu eingerichtet, einen Zustand von zumindest einer der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu erfassen und als ein Erfassungsergebnis des Zustands zu übermitteln. Die Empfangseinheit 55 ist dazu eingerichtet, das Erfassungsergebnis von den Umgebungs-Erfassungseinheiten 51D, 52D zu empfangen. Das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der den Encoder 1D konstituierenden Komponente über das Kommunikationsmittel zu bestimmen.
  • Im Speziellen umfasst das Kommunikationsmittel eine erste Umgebungs-Erfassungseinheit 51D, die innerhalb des Maßstab-Gehäuses 2D angeordnet ist, eine zweite innerhalb eines Kopfteils 3D angeordnete Umgebungs-Erfassungseinheit 52D und eine Empfangseinheit 55, die innerhalb des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen 5D angeordnet ist und die von der ersten Umgebungs-Erfassungseinheit 51D und von der zweiten Umgebungs-Erfassungseinheit 52D übermittelten Erfassungsergebnisse empfängt. Die erste Umgebungs-Erfassungseinheit 51D und die zweite Umgebungs-Erfassungseinheit 52D erfassen Zustände der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke. Die von der ersten Umgebungs-Erfassungseinheit 51D und von der zweiten Umgebungs-Erfassungseinheit 52D erfassten Erfassungsergebnisse werden an die Empfangseinheit 555 übermittelt. Eine kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit 511, eine kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit 522 und eine kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit 533 messen kumulative Gesamtwerte der jeweiligen Zustände basierend auf den durch die Empfangseinheit 55 empfangenen Erfassungsergebnissen.
    Die Übertragung und der Empfang zwischen der ersten Umgebungs-Erfassungseinheit 51D und der zweiten Umgebungs-Erfassungseinheit 52D und der Empfangseinheit 55 erfolgt drahtlos. Es ist anzumerken, dass das Kommunikationsmittel auch kabelgebunden (nicht kabellos) ausgeführt sein kann und ein beliebiges Mittel verwendet werden kann, so lange dieses eine Kommunikation der ersten Umgebungs-Erfassungseinheit 51D und der zweiten Umgebungs-Erfassungseinheit 52D mit der Empfangseinheit 55 gestattet.
  • Gemäß der sechsten Ausführungsform können folgende Funktionen und Effekte zusätzlich zu den in ähnlicher Weise erzielten Funktionen und Effekten der fünften Ausführungsform erzielt werden.
    (14) Die Lebensdauererfassungsvorrichtung 4D für den Encoder 1D umfasst das Kommunikationsmittel, sodass das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer der Komponente im Encoder 1D basierend auf den durch das Kommunikationsmittel erhaltenen Erfassungsergebnissen bestimmen kann, sogar in einem Fall, in dem das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen 5D nicht an einer gewünschten Position im Encoder 1D angebracht werden kann.
  • Variationen der Ausführungsformen.
  • Es ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf die im Vorfeld beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass beispielsweise Variationen und Verbesserungen, die in einen die Erfindung betreffenden Bereich fallen, ebenso durch die vorliegende Erfindung erfasst werden.
    Beispielsweise können in den jeweiligen Ausführungsformen, in denen die Encoder 1 und 1A bis 1D als photoelektrische Linearencoder vom Transmissionstyp ausgeführt sind, die Encoder ebenso auch als photoelektrische Linearencoder vom Reflektionstyp ausgeführt werden. Ebenso können diese anstatt als photoelektrische Linearencoder auch als Drehgeber ausgeführt sein. Zusammengefasst kann jedes beliebiges Erfassungsverfahren oder jede beliebige Ausgestaltung verwendet werden, so lange der Encoder den im Maßstab-Gehäuse untergebrachten Maßstab und den Kopf, der sich relativ entlang des Maßstabs bewegt und eine Relativbewegung zum Maßstab erfasst, aufweist.
  • In der ersten Ausführungsform und in der vierten bis zur sechsten Ausführungsform kann statt der Bestimmung der Lebensdauer durch das das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 unter Verwendung der mit Gleichung (1) und Gleichung (2) berechneten Lebensdauer-Bestimmungszeiten H und H1 bis H3 die Lebensdauer auch unter Verwendung des Funktionsgraphen gemäß der zweiten Ausführungsform und der matrixbasierten Berechnungstabelle gemäß der dritten Ausführungsform bestimmt werden. Zusätzlich könnte in der ersten Ausführungsform und der vierten bis sechsten Ausführungsform statt der Verwendung von Gleichung (1) und Gleichung (2) durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel 8 die Lebensdauer-Bestimmungszeit auch unter Verwendung von nur einer der gegebenen Formeln berechnet werden. Wahlweise müssen Gleichung (1) und Gleichung (2) nicht zwingend verwendet werden, sondern die Lebensdauer-Bestimmungszeit kann auch durch ein Verfahren bestimmt werden, welches nicht auf Gleichung (1), Gleichung (2), dem Funktionsgraphen und der matrixbasierten Berechnungstabelle beruht.
    Gleichung (1), Gleichung (2), der Funktionsgraph und die matrixbasierte Berechnungstabelle können auch gemeinsam in jeder beliebigen Kombination verwendet werden.
  • Des Weiteren kann in den jeweiligen Ausführungsformen statt der Erfassung der Zustände der beiden Größen Temperatur und Feuchtigkeit als Umgebungsbedingungen auch nur eine der beiden Größen Temperatur oder Feuchtigkeit erfasst werden und die Lebensdauer kann basierend auf dem Erfassungsergebnis dieses Zustands bestimmt werden.
    Zusammengefasst muss die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder lediglich das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen, das die im Zusammenhang zur Lebensdauererfassung im Encoder stehende Umgebungsbedingung erfasst, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel, das die Lebensdauer der den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf dem Erfassungsergebnisses des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen bestimmt, umfassen.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß obiger Beschreibung kann die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise als eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen Encoder eingesetzt werden, die eine Lebensdauer des Encoders basierend auf einer Umgebungsbedingung einer Nutzungsumgebung bestimmen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A bis 1D
    Encoder
    2, 2B, 2D
    Maßstab-Gehäuse
    21
    Maßstab
    22
    Skaleneinteilung
    3, 3B, 3D
    Kopfteil
    31
    Lichtquelle
    32
    Licht-Empfangsmittel
    4, 4A bis 4D
    Lebensdauererfassungsvorrichtung
    5, 5A bis 5D
    Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen
    50
    kumulative Gesamtzeit-Erfassungseinheit
    51
    Temperatur-Erfassungseinheit
    51A, 51D
    Umgebungs-Erfassungseinheit
    52
    Feuchtigkeits-Erfassungseinheit
    52D
    Umgebungs-Erfassungseinheit
    53
    Stromstärken-Erfassungseinheit
    511
    kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit
    522
    kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit
    533
    kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit
    6
    Berechnungsmittel
    8, 8A
    Lebensdauer-Bestimmungsmittel
    9
    Informationsmittel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000098052 A [0003]

Claims (14)

  1. Eine Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen Encoder zur Nutzung mit dem Encoder, der einen Maßstab und ein Kopfteil umfasst, der Maßstab in einem Maßstab-Gehäuse untergebracht ist, das Kopfteil sich relativ entlang des Maßstabs bewegt, um ein Ausmaß an relativer Bewegung zum Maßstab zu erfassen, und die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder umfasst: ein Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen, das dazu eingerichtet ist, eine Umgebungsbedingung, die im Zusammenhang mit der Lebensdauererfassung im Encoder steht, zu erfassen, ein Lebensdauer-Bestimmungsmittel, das dazu eingerichtet ist, eine Lebensdauer einer den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf einem Erfassungsergebnis des Erfassungsmittels für Umgebungsbedingungen zu bestimmen; und und ein Informationsmittel, das dazu eingerichtet ist, die auf einem Bestimmungsergebnis des Lebensdauer-Bestimmungsmittels basierende Lebensdauer mitzuteilen.
  2. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach Anspruch 1, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Temperaturerfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Temperatur als Umgebungsbedingung zu erfassen; ein kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamttemperatur-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamttemperatur über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen, wobei die Lebensdauererfassungsvorrichtung ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Temperaturwert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamttemperatur zu bestimmen, umfasst' und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und dem durchschnittlichen Temperaturwert zu bestimmen.
  3. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach Anspruch 2, wobei das Berechnungsmittel dazu eingerichtet ist, den durchschnittliche Temperaturwert TAVE berechnen, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, unter Verwendung des durchschnittlichen Temperaturwerts TAVE, einer ersten Konstante B und einer zweiten Konstante C über Gleichung (1) eine Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 zu berechnen, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 wird vom Lebensdauer-Bestimmungsmittel für die Bestimmung verwendet, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H1 und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu bestimmen. [Math. 1] H1 = e B / T A V E + C
    Figure DE102020200792A1_0003
  4. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: einen Feuchtigkeits-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Feuchtigkeit als Umgebungsbedingung zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamtfeuchtigkeits-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtfeuchtigkeit über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen, wobei die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Feuchtigkeitswert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamtfeuchtigkeit zu berechnen, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der kumulativen Gesamtbetriebszeit und dem durchschnittlichen Feuchtigkeitswert zu bestimmen.
  5. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach Anspruch 4, wobei das Berechnungsmittel dazu eingerichtet ist, den durchschnittlichen Feuchtigkeitswert RHAVE zu berechnen, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, unter Verwendung des durchschnittlichen Feuchtigkeitswerts RHAVE, einer ersten Konstante B und einer zweiten Konstante C über Gleichung (2) eine Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 zu berechnen, die Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 wird durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel zur Bestimmung verwendet, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Lebensdauer-Bestimmungszeit H2 und der kumulativen Gesamtbetriebszeit zu bestimmen. [Math. 2] H2 = e B / R H A V E + C
    Figure DE102020200792A1_0004
  6. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei Das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Stromstärken-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Änderung in der Stromstärke in der Komponente zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, die kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Gesamtstromstärken-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtstromstärke über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen, wobei die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen durchschnittlichen Stromstärkenwert unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und der kumulativen Gesamtstromstärke zu berechnen, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer der Komponente basierend auf einem Durchschnittswert zu bestimmen, der auf der durch das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen erfassten Umgebungsbedingung, dem durchschnittlichen Stromstärkenwert sowie der kumulativen Gesamtbetriebsdauer beruht.
  7. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach Anspruch 1, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Umgebungs-Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Temperatur, eine Feuchtigkeit, und eine Stromstärke als Umgebungsbedingung in Form eines Erfassungsergebnisses zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Endergebnis-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, ein kumulatives Gesamtergebnis des durch die Umgebungs-Erfassungseinheit erfassten Erfassungsergebnisses über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen, wobei die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und des kumulativen Gesamtergebnisses einen Durchschnittswert zu jeder der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu berechnen; und ein Speichermittel, in dem eine Mehrzahl von Ausfallratenfunktionen zur Berechnung einer Ausfallrate des Encoders gespeichert sind, wobei das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Durchschnittswert und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer aus der im Speichermittel gespeicherten Mehrzahl der Ausfallratenfunktionen eine optimale Ausfallratenfunktion zur Berechnung der Ausfallrate zu entnehmen; die Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu berechnen; und die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate zu bestimmen.
  8. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 7, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen umfasst: eine Umgebungs-Erfassungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Temperatur, eine Feuchtigkeit und eine Stromstärke als Umgebungsbedingung in Form eines Erfassungsergebnisses zu erfassen; eine kumulative Gesamtzeit-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine kumulative Gesamtbetriebsdauer des Encoders zu messen; und eine kumulative Endergebnis-Messeinheit, die dazu eingerichtet ist, ein kumulatives Gesamtergebnis des durch die Umgebungs-Erfassungseinheit erfassten Erfassungsergebnisses über der kumulativen Gesamtbetriebsdauer zu messen, wobei die Lebensdauererfassungsvorrichtung umfasst: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der kumulativen Gesamtbetriebsdauer und des kumulativen Gesamtergebnisses einen Durchschnittswert zu jeder der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu berechnen; und eine matrixbasierte Berechnungstabelle, welcher der Durchschnittswert als Eingangsgröße übergeben werden kann, und der Durchschnittswert dazu dient, eine optimale Ausfallratenfunktion zur Berechnung einer Ausfallrate des Encoders abzuleiten, wobei das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Ausfallrate basierend auf der optimalen Ausfallratenfunktion, die aus der matrixbasierten Berechnungstabelle und der kumulativen Gesamtbetriebsdauer abgleitet ist, zu berechnen; und die Lebensdauer der Komponente basierend auf der Ausfallrate zu bestimmen.
  9. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Encoder ein photoelektrischer Encoder ist, der eine Lichtquelle, einen Maßstab und ein Licht-Empfangsmittel umfasst, die Lichtquelle dazu eingerichtet ist, Licht auszustrahlen, der Maßstab eine Skaleneinteilung entlang einer Messrichtung aufweist, das Licht-Empfangsmittel dazu eingerichtet ist, das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht durch den Maßstab hindurch zum empfangen, und die Lichtquelle, die Skaleneinteilung des Maßstabs und das Licht-Empfangsmittel die Komponenten bilden.
  10. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei es sich bei dem Informationsmittel um irgendein beliebiges Mittel in Ausführung als Alarm, Lichtemittermittel und Anzeigemittel handelt, der Alarm dazu eingerichtet ist, die auf der durch das Lebensdauer-Bestimmungsmittel erfolgenden Bestimmung basierende Lebensdauer mitzuteilen, das Lichtemittermittel außerhalb des Encoders angeordnet ist, das Anzeigemittel dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer anzuzeigen.
  11. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen innerhalb des Kopfteils angeordnet ist.
  12. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen innerhalb des Maßstab-Gehäuses angeordnet ist.
  13. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Erfassungsmittel für Umgebungsbedingungen außerhalb des Encoders angeordnet ist.
  14. Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei Die Lebensdauererfassungsvorrichtung für den Encoder umfasst: ein Kommunikationsmittel, das eine Umgebungs-Erfassungseinheit und eine Empfangseinheit umfasst, die Umgebungs-Erfassungseinheit eine Übertragungsfunktion aufweist, die Übertragungsfunktion dazu eingerichtet ist, einen Zustand von zumindest einer der Größen Temperatur, Feuchtigkeit und Stromstärke zu erfassen und ein Erfassungsergebnis des Zustands zu übermitteln, die Empfangseinheit dazu eingerichtet ist, von der Umgebungs-Erfassungseinheit das Erfassungsergebnis zu empfangen, und das Lebensdauer-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Lebensdauer der den Encoder konstituierenden Komponente basierend auf dem Erfassungsergebnis über das Kommunikationsmittel zu bestimmen.
DE102020200792.6A 2019-01-28 2020-01-23 Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen encoder Pending DE102020200792A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019012113A JP7210103B2 (ja) 2019-01-28 2019-01-28 エンコーダの寿命検出装置
JP2019-012113 2019-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020200792A1 true DE102020200792A1 (de) 2020-07-30

Family

ID=71524737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020200792.6A Pending DE102020200792A1 (de) 2019-01-28 2020-01-23 Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen encoder

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11307059B2 (de)
JP (1) JP7210103B2 (de)
CN (1) CN111486887A (de)
DE (1) DE102020200792A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7449251B2 (ja) * 2021-02-24 2024-03-13 ヤンマーホールディングス株式会社 乾燥機管理方法、乾燥機管理装置、乾燥機管理システム、及び乾燥機管理プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000098052A (ja) 1998-09-25 2000-04-07 Hitachi Ltd 光電検出器の寿命チェック機能付位置決め制御回路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150118A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Mitsutoyo Mfg Corp 光学式変位検出装置
JP3245985B2 (ja) * 1992-08-20 2002-01-15 株式会社日立製作所 寿命診断機能を備えたインバータ装置
JP2002131089A (ja) 2000-10-20 2002-05-09 Mitsutoyo Corp 位置を検出するためのエンコーダ
DE10130938A1 (de) * 2001-06-27 2003-01-23 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Positionsmesseinrichtung
JP2005221258A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Fanuc Ltd エンコーダ
EP2113742B2 (de) * 2008-04-30 2019-01-02 Baumer Electric AG Messvorrichtung mit Zwei-Kanal-Abtastung
JP5305009B2 (ja) * 2009-02-16 2013-10-02 株式会社リコー 画像形成装置、エンコーダ寿命予測方法及びプログラム
JP5657292B2 (ja) * 2010-07-12 2015-01-21 Dmg森精機株式会社 変位検出装置
JP5891921B2 (ja) 2012-04-16 2016-03-23 富士通株式会社 変位計測装置、変位計測方法及び変位計測プログラム
CN202648690U (zh) * 2012-04-19 2013-01-02 无锡诚石轴承有限公司 编码器寿命试验装置
CN203241820U (zh) * 2013-05-20 2013-10-16 武汉诺尔曼科技有限公司 一种电子调速控制器寿命测试装置
CN104111439A (zh) * 2014-07-08 2014-10-22 深圳供电局有限公司 一种电子式电能表加速寿命测试装置
JP6274153B2 (ja) * 2015-05-22 2018-02-07 株式会社安川電機 エンコーダ、コントローラ、モータ制御システム、ロボット制御システム、ロボット、データ送信方法、及び情報処理方法
JP6787345B2 (ja) * 2016-01-18 2020-11-18 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP6893819B2 (ja) * 2017-04-06 2021-06-23 株式会社ミツトヨ エンコーダ
JP2018197675A (ja) 2017-05-23 2018-12-13 富士電機株式会社 機器管理装置、機器管理システム、機器管理方法、及びプログラム
KR101987466B1 (ko) * 2017-05-24 2019-06-11 한국산업기술시험원 엔코더의 수명시험장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000098052A (ja) 1998-09-25 2000-04-07 Hitachi Ltd 光電検出器の寿命チェック機能付位置決め制御回路

Also Published As

Publication number Publication date
US11307059B2 (en) 2022-04-19
JP7210103B2 (ja) 2023-01-23
JP2020118637A (ja) 2020-08-06
CN111486887A (zh) 2020-08-04
US20200240816A1 (en) 2020-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69119057T2 (de) Sonden zur messung der kapazitanz
DE10017572B4 (de) Wälzlager mit fernabfragbaren Erfassungseinheiten
EP0142534B1 (de) Verfahren zum uberwachen der neigung eines kraftfahrzeuges
EP1460398A1 (de) Dehnungsmessfühler mit resistiven und piezoelektrischen dehnungsempfindlichen Elementen
DE69922325T2 (de) Reinigungs-Abstreifblatt für Förderband mit Sensoren
DE102009002816A1 (de) Radiometrisches Messgerät
DE102015113035A1 (de) Flächenbearbeitungsgerät und Basisstation
DE69012227T2 (de) Vorrichtung zur Messung von Verschiebungen.
DE102020200792A1 (de) Lebensdauererfassungsvorrichtung für einen encoder
DE102007058102B4 (de) Zustandsüberwachungssystem für ein Luftfahrzeug
EP3657993A1 (de) Lagereinsatz für lagervorrichtung mit an unterseite anbringbarer sensorleiste zum optischen erfassen von an oberseite lagerbarem lagergut
DE3432511A1 (de) Messgeraet mit digitalanzeige und einem speicher fuer die messwerte
EP3699559A1 (de) Füllstandsmessvorrichtung
DE3146506A1 (de) Verfahren und pruefgeraet zum pruefen des fuellungsgrades von zigarettenenden
DE1773462B2 (de) Rechneranordnung zur Bestimmung von dehnungsabhängigen Werkstoffeigenschaften
DE102008050478A1 (de) Messvorrichtung zur Überwachung der Korrosion einer Stahlarmierung
DE202014007924U9 (de) Sensor mit Hintergrundausblendung
EP3085490B1 (de) Vorrichtung zur überwachung der lage eines werkzeugs oder werkzeugträgers an einer arbeitsspindel
EP3567397B1 (de) Verfahren und optoelektronischer sensor zum messen einer entfernung von objekten
DE102020132971B4 (de) Lichtdetektionssystem und verfahren dafür
DE102020121403A1 (de) Verfahren zur Ermittlung und Übermittlung einer Messgröße sowie Messgerät und Anordnung eines Messgerätes in einem Behälter
WO1984003774A1 (en) Photodetector system to determine, respectively measure the position of one or a plurality of light sources
DE102007022050A1 (de) Nähmaschine mit einem Schmiermittelstandsdetektor
DE102009007570A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätsprüfung
AT516894B1 (de) Messsystem zur Vibrationsmessung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed