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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks, umfassend wenigstens eine Prozesseinrichtung zur Durchführung wenigstens eines Prozesses im Zusammenhang mit der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks.
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Entsprechende Vorrichtungen zur mechanischen Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks sind aus dem Stand der Technik in einer Vielzahl an unterschiedlichen Ausführungen dem Grunde nach bekannt.
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Entsprechende Vorrichtungen können beispielsweise als Schleifvorrichtungen zur mechanischen Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks, wie z. B. eines Bretts, einer Platte, etc., ausgebildet sein.
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Unabhängig von ihrer konkreten Ausführung besteht bei entsprechenden Vorrichtungen ein Bedarf nach einer praktikablen und zuverlässigen Lösung zur Erkennung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer jeweiligen Vorrichtung oder einer diesen zugehörige Prozesseinrichtung und/oder von vermittels einer jeweiligen Vorrichtung bearbeiteten Werkstücken korrelierbaren oder korrelierten Informationen. Gleichermaßen wäre eine Erkennung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb einer jeweiligen Vorrichtung korrelierbaren oder korrelierten Informationen wünschenswert. Über entsprechende Informationen könnten beispielsweise betriebsbedingt entstehende Verschleißerscheinungen entsprechender Vorrichtungen oder diesen zugehöriger Prozesseinrichtungen erkannt werden.
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Wenngleich aus dem Stand der Technik diverse Prinzipien zur Überwachung des Betriebs entsprechender Vorrichtungen - etwa über die Ermittlung der Temperatureines einen Bestandteil einer entsprechenden Prozesseinrichtung bildenden Bearbeitungswerkzeugs - bekannt sind, besteht, insbesondere im Hinblick auf Praktikabilität und Zuverlässigkeit, ein Weiterentwicklungs- bzw. Verbesserungsbedarf.
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Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen der Vorrichtung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen, d. h. insbesondere spanabhebenden bzw. spanenden, Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks. Die Vorrichtung ist sonach zur mechanischen, d. h. insbesondere spanabhebenden bzw. spanenden, Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks eingerichtet.
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Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Prozesseinrichtung zur Durchführung wenigstens eines Prozesses im Zusammenhang mit der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks. Die wenigstens eine Prozesseinrichtung kann wenigstens eine dieser zugeordnete Funktionseinrichtung umfassen.
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Eine entsprechende Prozesseinrichtung kann z. B. als eine Bearbeitungseinrichtung zur Durchführung wenigstens eines mechanischen Bearbeitungsprozesses der Oberfläche eines Werkstücks ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Einer entsprechenden Bearbeitungseinrichtung (als Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung) kann eine ein Bearbeitungswerkzeug umfassende Werkzeugeinrichtung (als weiteres Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung) zugeordnet sein. Ein konkretes Beispiel für eine entsprechende Bearbeitungseinrichtung ist eine Schleifeinrichtung, d. h. insbesondere eine Bandschleifeinrichtung, welche zur mechanischen Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks, wie z. B. eines Bretts, einer Platte, etc., durch Bürsten, Schleifen, oder Entgraten, d. h. im Allgemeinen durch Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks mit einer geometrisch unbestimmten Schneide, eingerichtet ist. Einer entsprechenden Bürsteinrichtung kann eine ein Bürstwerkzeug, wie z. B. eine Bürste, umfassende Werkzeugeinrichtung zugeordnet sein. Einer entsprechenden Schleifeinrichtung kann eine ein Schleifwerkzeug, wie z. B. ein Schleifband, eine Schleifscheibe, etc., umfassende Werkzeugeinrichtung zugeordnet sein. Selbstverständlich können entsprechende Bearbeitungseinrichtungen und/oder Werkzeugeinrichtungen motorische Antriebe umfassen, über welche sich für deren jeweiligen Betrieb erforderliche Antriebskräfte und/oder -momente erzeugen lassen.
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Alternativ oder ergänzend kann eine entsprechende Prozesseinrichtung z. B. als eine Fördereinrichtung zur Durchführung wenigstens eines Förderprozesses wenigstens eines mechanisch zu bearbeitenden oder in Bearbeitung befindlichen oder bearbeiteten Werkstücks, insbesondere relativ zu einer anderen Prozesseinrichtung, wie z. B. einer entsprechenden Bearbeitungseinrichtung, ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Eine entsprechende Fördereinrichtung (als weiteres Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung) bildet typischerweise ein oder mehrere Förderstrecken aus, entlang welcher mechanisch zu bearbeitende oder in Bearbeitung befindliche oder bearbeitete Werkstücke förderbar sind. Ein konkretes Beispiel für eine entsprechende Fördereinrichtung ist eine Band- oder Kettenfördereinrichtung (als weiteres Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung), welche zur Förderung mechanisch zu bearbeitende oder in Bearbeitung befindliche oder bearbeitete Werkstücke entlang einer Förderstrecke eingerichtet ist. Selbstverständlich können entsprechende Fördereinrichtungen motorische Antriebe umfassen, über welche sich für deren jeweiligen Betrieb erforderliche Antriebskräfte und/oder -momente erzeugen lassen.
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Alternativ oder ergänzend kann eine entsprechende Prozesseinrichtung z. B. als eine Strömungserzeugungseinrichtung zur Durchführung wenigstens Abblas- oder Absaugprozesses von im Rahmen der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks entstehendem oder entstandenem, insbesondere spanartigem oder -förmigem, Abtragsmaterial ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Eine entsprechende Strömungserzeugungseinrichtung (als weiteres Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung) bildet typischerweise ein oder mehrere Fluidströmungen aus, vermittels welchen Abtragsmaterial von einer Oberfläche eines mechanisch zu bearbeitenden oder in Bearbeitung befindlichen oder bearbeiteten Werkstücks entfernbar ist. Ein konkretes Beispiel für eine entsprechende Strömungserzeugungseinrichtung ist eine Gebläseeinrichtung (als weiteres Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung), welche zur zum Abblasen oder Absaugen von Abtragsmaterial von einer Oberfläche eines mechanisch zu bearbeitenden oder in Bearbeitung befindlichen oder bearbeiteten Werkstücks eingerichtet ist. Selbstverständlich können entsprechende Gebläseeinrichtungen motorische Antriebe und/oder Pumpen umfassen, über welche sich für deren jeweiligen Betrieb erforderliche Antriebskräfte und/oder - momente respektive Strömungen erzeugen lassen.
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Funktionseinrichtungen entsprechender Prozesseinrichtungen können in allen Ausführungsformen z. B. auch Führungs- und/oder Lagereinrichtungen bzw. diesen zugehörige Führungs- bzw. Lagerelemente sein.
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Selbstverständlich kann die Vorrichtung mehrere Prozesseinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration umfassen. Mithin ist es denkbar, dass die Vorrichtung ein oder mehrere Bearbeitungseinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration und/oder ein oder mehrere Fördereinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration und/oder ein oder mehrere Strömungserzeugungseinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration umfasst.
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Unabhängig von ihrer konkreten Konfiguration umfasst die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung, welche zur Erfassung von im Betrieb der Vorrichtung, d. h. insbesondere im Betrieb einer oder mehrerer Prozesseinrichtungen der Vorrichtung, entstehenden Geräuschen und zur Erzeugung einer entsprechende erfasste Geräusche beschreibenden Geräuschinformation eingerichtet ist. Eine entsprechende Erfassungseinrichtung kann als eine akustische Erfassungseinrichtung ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Eine entsprechende akustische Erfassungseinrichtung kann eingerichtet sein, entsprechende Geräusche kontinuierlich, quasikontinuierlich oder diskontinuierlich zu erfassen.
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Eine entsprechende akustische Erfassungseinrichtung kann ein oder mehrere akustische Sensoren, wie z. B. gerichtete oder ungerichtete Mikrophone, umfassen. Entsprechende akustische Sensoren können einzelnen, mehreren oder sämtlichen Prozesseinrichtungen der Vorrichtung zugeordnet sein. Entsprechende akustische Sensoren sind typischerweise an oder im Bereich entsprechender Prozesseinrichtungen der Vorrichtung angeordnet oder ausgebildet, um an einer oder mehreren Stellen im Betrieb jeweiliger Prozesseinrichtungen entstehende Geräusche zu erfassen. Insbesondere kann jeder Prozesseinrichtung der Vorrichtung wenigstens ein akustischer Sensor zugeordnet sein, um im Hinblick auf den Betrieb unterschiedlicher Prozesseinrichtungen möglichst gut differenzierbare Geräusche erfassen zu können.
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Unabhängig von Anzahl und Anordnung können die von jeweiligen akustischen Sensoren erfassten Geräusche durch eine von der Erfassungseinrichtung erzeugten Geräuschinformation beschrieben werden. Eine entsprechende Geräuschinformation beschreibt sonach die von jeweiligen akustischen Sensoren erfassten bzw. gelieferten akustischen Informationen. Eine entsprechende Geräuschinformation kann Rohdaten und/oder über hardware- und/oder softwaremäßig implementierte akustische Vorverarbeitungsmethoden, wie z. B. Filtermethoden, vorverarbeitete akustische Information beinhalten. In allen Fällen handelt es sich bei einer entsprechenden Geräuschinformation um, insbesondere vermittels Prinzipien digitaler Signalverarbeitung, hardware- und/oder softwaremäßig verarbeitbare Informationen.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Auswerteeinrichtung, welche zur Auswertung der Geräuschinformation im Hinblick auf eine Ermittlung und somit zur Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder eines Werkstücks korrelierbaren oder korrelierten Informationen und/oder im Hinblick auf eine Ermittlung und somit zur Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbaren oder korrelierten Informationen und zur Erzeugung einer ermittelte Korrelationen zwischen erfassten Geräuschinformationen und einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung beschreibenden Korrelationsinformation eingerichtet ist.
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Die Auswerteeinrichtung ist sonach im Allgemeinen eingerichtet, entsprechende Geräuschinformationen zu verarbeiten, d. h. insbesondere im Hinblick auf bestimmte Kriterien - herbei kann es sich, wie sich im Weiteren ergibt, insbesondere um bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen in einer entsprechenden Geräuschinformation handeln - zu analysieren bzw. auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung kann hierfür mit Analyse- bzw. Auswertealgorithmen, d. h. im Allgemeinen mit künstlicher Intelligenz bzw. Prinzipien der künstlichen Intelligenz, wie z. B. einem oder mehreren künstlichen neuronalen Netzen, ausgestattet sein, welche eingerichtet sind, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte Kriterien, d. h. insbesondere bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, weiter insbesondere bestimmte bzw. markante akustische Muster, zu analysieren bzw. auszuwerten. Im Besonderen ist die Auswerteeinrichtung, d. h. insbesondere entsprechende Analyse- bzw. Auswertealgorithmen der Auswerteinrichtung, eingerichtet, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf eine Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks korrelierbaren oder korrelierten Informationen und/oder im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbaren oder korrelierten Informationen zu analysieren bzw. auszuwerten.
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Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte lokale oder globale akustische Merkmale oder Merkmalsgruppen, welche mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenig einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks korrelierbar oder korreliert sind, auszuwerten und/oder entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte akustische Merkmale oder Merkmalsgruppen, welche mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbar oder korreliert sind, auszuwerten. Entsprechende bestimmte bzw. markante Merkmale bzw. Merkmalsgruppen können, wie angedeutet, bestimmte bzw. markante Muster, d. h. z. B. bestimmte, insbesondere zeitliche, Amplituden- und/oder Frequenzverläufe, z. B. in Form von Spektrogrammen, oder daraus ableitbare Größen, Nullstellen entsprechender Amplituden- und/oder Frequenzverläufe oder daraus ableitbare Größen, positive und/oder negative Steigungen entsprechender Amplituden- und/oder Frequenzverläufe oder daraus ableitbare Größen, etc., in den durch eine entsprechende Geräuschinformation beschriebenen akustischen Informationen sein. Der Begriff „Muster“ kann sowohl regelmäßige als auch unregelmäßige Muster in einer entsprechenden Geräuschinformation umfassen.
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Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, in einer Geräuschinformation bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, wie z. B. bestimmte bzw. markante akustische Muster, z. B. eines Amplituden- und/oder Frequenzverlaufs, eines durch eine entsprechende Geräuschinformation beschriebenen Geräuschs, zu ermitteln, d. h. insbesondere zu erkennen, und mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder eines Werkstücks und/oder mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung, d. h. insbesondere einer Prozesseinrichtung, zu korrelieren bzw. zu verknüpfen. Eine entsprechende Korrelation bzw. Verknüpfung kann daher als Zuordnung von bestimmten akustischen Merkmalen bzw. Merkmalsgruppen in einer entsprechenden Geräuschinformation zu entsprechenden Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder zu entsprechenden Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten kann die Auswerteeinrichtung eingerichtet sein, bestimmte Zusammenhänge zwischen ein oder mehreren akustischen Merkmalen bzw. Merkmalsgruppen in einer Geräuschinformation und einem oder mehreren aktuellen oder künftigen Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder eines Werkstücks und/oder mit einem oder mehreren aktuellen oder künftigen Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung zu erkennen bzw. herzustellen bzw. auf solche zurückzugreifen. Derart können beispielsweise Anomalien - diese können z. B. auf Verschleiß und/oder Schäden zurückzuführen sein - im Betrieb der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben erkannt.
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Auf Grundlage entsprechender ermittelter Korrelationen bzw. Verknüpfungen, d. h. insbesondere entsprechender korrelierbarer bzw. korrelierter Informationen, kann die Auswerteeinrichtung eine Korrelationsinformation erzeugen, welche ermittelte Korrelationen bzw. Verknüpfungen zwischen erfassten Geräuschinformationen und einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des Werkstücks und/oder einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung beschreibt.
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Die Vorrichtung ist über das Zusammenwirken der Erfassungseinrichtung und der Auswerteeinrichtung sonach eingerichtet, die im Betrieb einer oder mehrerer Prozesseinrichtungen oder Funktionseinrichtung derselben entstehenden Geräusche zu erfassen und im Hinblick auf einen aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder eines Werkstücks und/oder im Hinblick auf ein aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung auszuwerten bzw. zu analysieren.
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Derart lässt sich in praktikabler wie auch zuverlässiger Weise eine, gegebenenfalls sogar vorausschauende, Überwachung des Betriebs der Vorrichtung bzw. entsprechender Prozesseinrichtungen nebst Funktionseinrichtungen derselben realisieren, sodass eine verbesserte Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks vorliegt.
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Es wurde angedeutet, dass die Auswerteeinrichtung über künstliche Intelligenz, d. h. insbesondere ein oder mehrere trainierbare und/oder trainierte künstliche neuronale Netze, wie z. B. so genannten Convolutional Neural Networks, kurz CNN, verfügen kann, vermittels welchen eine Verarbeitung entsprechender Geräuschinformationen im Hinblick auf wenigstens einen bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder im Hinblick auf wenigstens ein bestimmtes aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung möglich ist. Entsprechende künstliche neuronale Netze können eingerichtet sein, ihnen, insbesondere in einer Eingabeschicht, zugeführte Geräuschinformation durch entsprechende Datenverarbeitung, insbesondere in einer oder mehreren Neuronenschichten, insbesondere in einer Ausgabeschicht, bestimmten Klassen zuzuordnen. Entsprechende Klassen können wiederum mit wenigstens einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder im Hinblick auf wenigstens ein bestimmtes aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbar bzw. korreliert sein.
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Die Auswerteeinrichtung kann sonach z. B. auf Grundlage eines im Rahmen eines maschinellen Lernens bzw. Trainings erzeugten Datensatzes zur Auswertung entsprechender Geräuschinformationen im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbaren oder korrelierten Informationen eingerichtet sein. Ein entsprechender Datensatz kann z. B. eine bestimmte Konfiguration eines künstlichen neuronalen Netzes, d. h. z. B. eine bestimmte Architektur bzw. ein Modell eines künstlichen neuronalen Netzes, welches sich z. B. durch Anzahl und Anordnung jeweiliger Neuronenschichten definiert, beinhalten. Die Auswerteeinrichtung kann mithin in einem Lernbetrieb betrieben werden bzw. betrieben worden sein, im Rahmen welches, insbesondere unter Einsatz von künstlicher Intelligenz, d. h. insbesondere einem oder mehreren künstlichen neuronalen Netzwerken, ein maschinelles Lernen, d. h. insbesondere ein überwachtes Lernen, durchgeführt wird bzw. wurde. Im Rahmen eines entsprechenden Lernbetriebs können der Auswerteeinrichtung vordefinierbare bzw. vordefinierte Geräuschinformationen, d. h. im Allgemeinen akustische Informationen, welche mit wenigstens einem bestimmten Zustand einer Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder mit einem bestimmten Ereignis der Vorrichtung korrelierbar oder korreliert sind, zugeführt werden bzw. worden sein. Die Auswerteeinrichtung kann eingerichtet sein, auf Grundlage entsprechender Lern- bzw. Trainingsdaten ein statistisches Modell zu erzeugen, das im Weiteren zur Analyse bzw. Auswertung entsprechender Geräuschinformationen verwendet wird. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass in einem entsprechenden Lernbetrieb ein künstliches neuronales Netz bzw. eine Architektur bzw. ein Modell eines solchen, z. B. durch Definition einer bestimmten Anzahl und/oder Anordnung von Neuronenschichten und/oder Neuronen, konfiguriert wird bzw. wurde, welches im Weiteren zur Auswertung bzw. Analyse entsprechender Geräuschinformationen verwendet wird.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Zustände der bzw. einer Prozesseinrichtung gegeben. Grundsätzlich kommt jedweder Zustandsparameter der bzw. einer Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben in Betracht, welcher sich mit akustischen Sensoren akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechender Zustand kann z. B. ein chemischer und/oder physikalischer Parameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben sein. Ein entsprechender chemischer Parameter kann sich auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche, chemische Zusammensetzung der Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen. Ein entsprechender physikalischer Parameter kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Temperatur, Rauheit, Härte, etc. der Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein geometrischer Parameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben sein. Ein entsprechender geometrischer Paramater kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderlichen Abmessungen, wie z. B. die Länge, Breite, Höhe, Dicke, einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen als Beispiel für eine Prozess- bzw. Funktionseinrichtung und/oder die sich betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Form einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen als Beispiel für eine Prozess- bzw. Funktionseinrichtung beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein Betriebsparameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben sein. Ein entsprechender Betriebsparameter kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Drehzahl, Energie- bzw. Leistungsaufnahme, Geschwindigkeit, etc., der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen.
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Für alle Varianten gilt, dass Änderungen entsprechender Parameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, ebenso ermittelt werden können. Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, Änderungen entsprechender Parameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, zu ermitteln.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Zustände des bzw. eines Werkstücks gegeben. Grundsätzlich kommt jedweder Zustandsparameter des bzw. eines Werkstücks in Betracht, welcher sich mit akustischen Sensoren akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechender Zustand kann z. B. ein chemischer und/oder physikalischer Parameter des bzw. eines Werkstücks sein. Ein entsprechender chemischer Parameter kann sich auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche, chemische Zusammensetzung des bzw. eines Werkstücks beziehen. Ein entsprechender physikalischer Parameter kann sich z. B. auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche Temperatur, Rauheit, Härte, etc. des bzw. eines Werkstücks beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein geometrischer Parameter des bzw. eines Werkstücks sein. Ein entsprechender geometrischer Paramater kann sich z. B. auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderlichen Abmessungen, wie z. B. die Länge, Breite, Höhe, Dicke, des bzw. eines Werkstücks und/oder die sich bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche Form des bzw. eines Werkstücks beziehen.
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Für alle Varianten gilt, dass Änderungen entsprechender Parameter des bzw. eines Werkstücks, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, ebenso ermittelt werden können. Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, Änderungen entsprechender Parameter des bzw. eines Werkstücks, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, zu ermitteln.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Ereignisse der Vorrichtung, d. h. insbesondere der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, gegeben. Grundsätzlich kommt jedwedes Ereignis der Vorrichtung, d. h. insbesondere der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, in Betracht, welches sich mit akustischen Sensoren akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechendes Ereignis kann z. B. ein Verschleißereignis Vorrichtung, d. h. insbesondere der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, sein. Ein entsprechendes Verschleißereignis kann sich beispielsweise auf den Verschleiß einer Bearbeitungseinrichtung bzw. einer Werkzeugeinrichtung beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechendes Ereignis z. B. ein Fertigstellungsereignis im Zusammenhang mit der Fertigstellung wenigstens eines Prozessschritts im Rahmen der mechanischen Bearbeitung des bzw. eines Werkstücks sein. Ein entsprechender Prozessschritt kann sich z. B. auf einen Bearbeitungsschritt, einen Förderschritt und/oder einen Abblas- und/oder Absaugschritt beziehen.
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Die Vorrichtung kann eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenspeichereinrichtung umfassen, in welcher mit bestimmten Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder mit bestimmten Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung korrelierte Geräuschinformationen hinterlegt sind. Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, im Rahmen der Auswertung der Geräuschinformationen auf entsprechende in der Datenspeichereinrichtung hinterlegte Geräuschinformationen zuzugreifen. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung eingerichtet sein, erfasste Geräuschinformationen mit entsprechenden in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Geräuschinformationen bzw. Referenzinformationen, z. B. durch Abgleich akustischer Merkmale bzw. Merkmalsgruppen oder daraus abgeleiteter Größen, zu vergleichen. Der Rechenaufwand zur Korrelation von durch eine entsprechende Geräuschinformationen beschriebenen Geräuschen mit entsprechenden Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder mit Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung kann derart reduziert werden, als ein vergleichsweise wenig rechenintensiver Abgleich einer entsprechenden Geräuschinformation bzw. darin erkannter akustischer Merkmale bzw. Merkmalsgruppen mit in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Geräuschinformationen bzw. Referenzinformationen möglich ist.
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Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenspeichereinrichtung umfassen, in welcher von der Auswerteeinrichtung mit bestimmten Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder mit bestimmten Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung korrelierte Geräuschinformationen hinterlegbar sind. Die Auswerteeinrichtung kann sonach eingerichtet sein, im Rahmen der Auswertung der Geräuschinformationen, gegebenenfalls sogar neue, Korrelationen zwischen erfassten Geräuschen und bestimmten Zuständen der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks in der Datenspeichereinrichtung zu hinterlegen. Derart kann, gegebenenfalls auch im Betrieb der Vorrichtung, ein weiteres Anlernen bzw. Trainieren der Auswerteeinrichtung erfolgen. Dies gilt insbesondere für Auswerteeinrichtungen, welche als künstliches neuronales Netz ausgebildet sind oder wenigstens ein solches umfassen. Auf Grundlage neuer Korrelationen können beispielsweise neue Konfigurationen künstlicher neuronaler Netze erzeugt bzw. bestehende Konfigurationen künstlicher neuronaler Netze, z. B. durch Änderung der Anzahl und/oder Anordnung von Neuronen, Neuronenschichten, etc., und/oder die Erzeugung neuer Klassen, modifiziert werden.
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Die Vorrichtung kann ferner eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung umfassen, welche auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, insbesondere der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, eingerichtet ist. Eine entsprechende Steuerung kann insbesondere die Änderung wenigstens eines Betriebsparameters, wie z. B. die Energie- bzw. Leistungsaufnahme, der Vorrichtung bzw. der wenigstens einen Prozesseinrichtung beinhalten. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung genutzt werden. Derart ist es z. B. möglich, definierte mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierte Betriebsparameter einer Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben innerhalb eines freigegebenen Bereichs zu variieren, z. B. um Bearbeitungsergebnisse zu verbessern. Alternativ oder ergänzend ist derart z. B. möglich, das Erreichen, Einhalten oder Verlassen eines bestimmten mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten Betriebspunkts oder -bereichs der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben zu steuern. Alternativ oder ergänzend ist es derart z. B. möglich, einen mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten bevorstehenden verschleißbedingten Ausfall der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben hinauszuzögern, als durch entsprechende Analyse bzw. Auswertung von Geräuschinformation ein Hinweis auf den Verschleiß oder einen damit zusammenhängenden Betriebsparameter der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben erhalten werden kann.
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In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass über eine entsprechende Steuerung des Betriebs der Vorrichtung ein sich selbst optimierender Betriebsmodus der Vorrichtung bzw. der wenigstens einen Prozesseinrichtung realisierbar ist. Die Steuereinrichtung kann mithin eingerichtet sein, die Betriebsparameter der Vorrichtung bzw. der wenigstens einen Prozesseinrichtung eigenständig anzupassen, z. B. bis sich das Bearbeitungsergebnis „bestmöglich anhört“. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Auswerteeinrichtung „weiß“, welche Geräuschinformationen, d. h. insbesondere welche akustischen Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, bei einer bestimmten Bearbeitung vorliegen. Die Steuereinrichtung kann sonach eingerichtet sein, die Betriebsparameter der Vorrichtung bzw. der wenigstens einen Prozesseinrichtung so lange anzupassen, bis ein Zielwert erreicht bzw. eine Abweichung von einem solchen einen vordefinierbaren oder vordefinierten Grenzwert unterschreitet. Die Auswerteeinrichtung und/oder die Steuereinrichtung kann hierfür z. B. mit einem Lern-Algorithmus, z. B. aus dem Bereich des so genannten „Reinforcement Learning“ ausgestattet sein.
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Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung umfassen, welche auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Erzeugung von über eine akustische, optische, und/oder haptische Ausgabeeinrichtung, wie z. B. einen Lautsprecher, ein Display, oder eine Vibrationseinrichtung, ausgebbaren Hinweis- oder Warninformationen an einen Nutzer, insbesondere im Zusammenhang mit einem aktuellen oder künftigen Verschleiß der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, eingerichtet ist. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch dazu genutzt werden, um akustische, optische, und/oder haptische Hinweis- oder Warninformationen an einen Nutzer, insbesondere im Zusammenhang einem aktuellen oder künftigen Verschleiß der wenigstens einen Prozesseinrichtung oder einer Funktionseinrichtung derselben, zu geben. Derart kann z. B. auf das aktuelle oder künftige Verlassen eines mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten Betriebspunkts oder -bereichs der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben hingewiesen werden. Alternativ oder ergänzend kann derart auf aktuelle oder künftige mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierte Verschleiß bedingte Ereignisse, wie z. B. ein Totalausfall der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, hingewiesen werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung umfassen, welche auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Initiierung eines Folgeprozesses, insbesondere im Zusammenhang der Durchführung eines Service- und/oder Wartungsprozesses der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben und/oder der Beschaffung von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten, wie z. B. Werkzeugeinrichtungen bzw. Wirkabschnitte selbiger, wie z. B. eines Schleifbands, der wenigstens einen Prozesseinrichtung bzw. einer Funktionseinrichtung derselben, eingerichtet ist. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch dazu genutzt werden, um Folgeprozesse, insbesondere im Zusammenhang der Durchführung eines Service- und/oder Wartungsprozesses der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder der Beschaffung von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten der wenigstens einen Prozesseinrichtung zu initiieren. Konkret können entsprechende seitens der Auswerteeinrichtung erzeugte Korrelationsinformationen beispielsweise über entsprechende Datenverarbeitung von einem computer-implementierten Materialbeschaffungssystem etwa bei Planungen von Service- und/oder Wartungsprozessen und/oder bei Bestellungen von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten für die Vorrichtung bzw. die wenigstens eine Prozesseinrichtung berücksichtigt werden.
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Die Vorrichtung kann eine der Auswerteeinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Plausibilisierungseinrichtung umfassen, welche auf Grundlage wenigstens einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Plausibilisierung bzw. Verifizierung wenigstens eines bestimmten Zustands der wenigstens einen Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder wenigstens eines bestimmten Ereignisses im Betrieb der Vorrichtung bzw. einer Prozesseinrichtung derselben eingerichtet ist. Eine entsprechende Plausibilisierungseinrichtung ermöglicht nicht allein die Plausibilisierung bzw. Verifizierung von Korrelationsinformationen, welche auf Grundlage unterschiedlicher Geräuschinformationen, d. h. z. B. Geräuschinformationen, welche auf Grundlage von von unterschiedlichen akustischen Sensoren erfassten Geräuschen erzeugt wurde, erzeugt wurden, sondern auch die Plausibilisierung bzw. Verifizierung von Korrelationsinformationen mit von anderen vorrichtungsseitigen bzw. prozesseinrichtungsseitigen Erfassungselementen, wie z. B. konventionellen Überwachungssensoren, gelieferten Sensorinformationen, sodass eine umfassende und zuverlässige Überwachung des Betriebs der Vorrichtung realisierbar ist.
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Die Vorrichtung kann eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung zur Abschwächung bzw. Unterdrückung von Geräuschen, d. h. insbesondere Störgeräuschen, z. B. ausgehend von anderen Aggregaten außerhalb oder innerhalb der Vorrichtung, bestimmter akustischer Eigenschaften, d. h. insbesondere bestimmter Amplitude und/oder Frequenz, umfassen. Eine entsprechende Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung kann insbesondere zur aktiven Abschwächung bzw. Unterdrückung von Geräuschen, d. h. insbesondere Störgeräuschen, bestimmter akustischer Eigenschaften, d. h. insbesondere bestimmter Amplitude und/oder Frequenz, über die Erzeugung und Ausgabe akustischer Abschwächungs- bzw. Auslöschungssignale eingerichtet sein, welche zu entsprechenden Störgeräuschen gegengleiche akustische Eigenschaften, d. h. insbesondere eine gegengleiche Phase, aufweisen. Eine entsprechende Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung kann sonach z. B. als eine Active-Noise-Cancellation-Einrichtung ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Die einer entsprechenden Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung gegebenenfalls zugeordneten akustischen Sensoren können die akustischen Sensoren der Erfassungseinrichtung oder eigene, z. B. an einer Gehäusestruktur der Vorrichtung angeordnete oder ausgebildete akustische Sensoren sein. Mithin können Geräuschinformationen ausgewertet werden, deren Inhalt sich auf die zur Erzeugung entsprechender Korrelationsinformationen tatsächlich relevanten Geräusche konzentriert. Ähnliches kann mit der weiter oben erwähnten, z. B. durch Filterung erfasster Geräusche realisierbaren, Vorverarbeitung erfasster Geräusche realisiert werden. Mithin kann eine Vorverarbeitung erfasster Geräusche auch vermittels einer entsprechenden Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung realisiert sein.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Auswerteeinrichtung für eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks, d. h. insbesondere für eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Auswerteeinrichtung ist eingerichtet, in von einer Erfassungseinrichtung, welche zur Erfassung von im Betrieb der Vorrichtung entstehenden Geräuschen und zur Erzeugung einer entsprechende erfasste Geräusche beschreibenden Geräuschinformation eingerichtet ist, gelieferten Geräuschinformationen bestimmte akustische Merkmale oder Merkmalsgruppen, welche mit bestimmten aktuellen oder künftigen Zuständen der Prozesseinrichtung und/oder des bzw. eines Werkstücks und/oder mit bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignissen im Betrieb einer entsprechenden Vorrichtung korrelierbar sind, zu ermitteln.
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Die Auswerteeinrichtung kann als künstliches neuronales Netz ausgebildet sein oder wenigstens ein solches umfassen, welche(s) auf Grundlage eines im Rahmen eines maschinellen Lernens erzeugten Datensatzes zur Auswertung entsprechender Geräuschinformationen im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand der Prozesseinrichtung und/oder des Werkstücks und/oder einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung korrelierbaren oder korrelierten Informationen eingerichtet ist bzw. sind. Ein entsprechender Datensatz kann insbesondere die bzw. eine Konfiguration, d. h. insbesondere eine Architektur bzw. ein Modell, eines entsprechenden künstlichen neuronalen Netzes beinhalten.
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Die Auswerteeinrichtung kann eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Benutzerschnittstelle umfassen, welche zur Verarbeitung nutzerseitiger Eingaben zur Korrelation von von der Auswerteeinrichtung erkannter akustischer Merkmale oder Merkmalsgruppen mit bestimmten aktuellen oder künftigen Zuständen der Prozesseinrichtung und/oder des Werkstücks und/oder mit bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignissen im Betrieb einer entsprechenden Vorrichtung eingerichtet ist. Derart kann ein (weiteres) Anlernen der Auswerteeinrichtung erfolgen.
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Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelten analog für die Auswerteeinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen nochmals erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung eines Werkstücks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 2 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung eines Werkstücks gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 zur mechanischen Bearbeitung eines Werkstücks 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die Vorrichtung 1 ist zur mechanischen, d. h. insbesondere spanabhebenden bzw. spanenden, Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks 2 eingerichtet. Die Vorrichtung 1 kann konkret z. B. als Schleifvorrichtung zur spanabhebenden bzw. spanenden, Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche eines Werkstücks 2 vermittels Schleifens ausgebildet sein.
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Die Vorrichtung 1 umfasst wenigstens eine Prozesseinrichtung 3, 4 zur Durchführung wenigstens eines Prozesses im Zusammenhang mit der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche des bzw. eines Werkstücks 2. Die wenigstens eine Prozesseinrichtung 3, 4 kann wenigstens eine dieser zugeordnete Funktionseinrichtung 3.1, 4.1 umfassen.
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In den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen ist rein beispielhaft eine erste Prozesseinrichtung 3, welche als eine Bearbeitungseinrichtung zur Durchführung wenigstens eines mechanischen Bearbeitungsprozesses der Oberfläche eines Werkstücks ausgebildet ist, und eine zweite Prozesseinrichtung 4, welche als eine Fördereinrichtung zur Durchführung wenigstens eines Förderprozesses wenigstens eines mechanisch zu bearbeitenden oder in Bearbeitung befindlichen oder bearbeiteten Werkstücks 2, insbesondere relativ zu einer anderen Prozesseinrichtung, wie z. B. einer entsprechenden Bearbeitungseinrichtung, ausgebildet ist, gezeigt.
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Der Bearbeitungseinrichtung ist als Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung 3.1 eine ein Bearbeitungswerkzeug umfassende Werkzeugeinrichtung zugeordnet. Wie erwähnt, kann die Vorrichtung 1 als Schleifvorrichtung ausgebildet sein; ein konkretes Beispiel für eine entsprechende Bearbeitungseinrichtung ist sonach eine Schleifeinrichtung, welche zur mechanischen Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche des bzw. eines Werkstücks 2, wie z. B. eines Bretts, einer Platte, etc., durch Schleifen, d. h. im Allgemeinen durch Bearbeitung der bzw. einer Oberfläche des bzw. eines Werkstücks 2 mit einer geometrisch unbestimmten Schneide, eingerichtet ist. Der Schleifeinrichtung kann entsprechend eine ein Schleifwerkzeug, wie z. B. ein Schleifband, eine Schleifscheibe, etc., umfassende Werkzeugeinrichtung zugeordnet sein. Selbstverständlich kann die Bearbeitungseinrichtung und/oder die Werkzeugeinrichtung motorische Antriebe (nicht gezeigt) umfassen, über welche sich für deren jeweiligen Betrieb erforderliche Antriebskräfte und/oder -momente erzeugen lassen.
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Der Fördereinrichtung ist als Beispiel für eine entsprechende Funktionseinrichtung 4.1 eine eine Förderstrecke ausbildende Band- oder Kettenfördereinrichtung zugeordnet. Selbstverständlich kann die Fördereinrichtung motorische Antriebe umfassen, über welche sich für deren jeweiligen Betrieb erforderliche Antriebskräfte und/oder -momente erzeugen lassen.
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Selbstverständlich könnte die Vorrichtung 1 andere oder weitere Prozesseinrichtungen nebst zugeordneten Funktionseinrichtungen umfassen. Lediglich beispielhaft sei hierzu eine Prozesseinrichtung in Form einer Strömungserzeugungseinrichtung zur Durchführung wenigstens Abblas- oder Absaugprozesses von im Rahmen der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche des bzw. eines Werkstücks 2 entstehendem oder entstandenem, insbesondere spanartigem oder -förmigem, Abtragsmaterial genannt. Eine entsprechende Strömungserzeugungseinrichtung kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Fluidströmungen auszubilden, vermittels welchen Abtragsmaterial von einer Oberfläche des bzw. eines mechanisch zu bearbeitenden oder in Bearbeitung befindlichen oder bearbeiteten Werkstücks 2 entfernbar ist.
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Funktionseinrichtungen 3.2, 4.2 entsprechender Prozesseinrichtungen 3, 4 können in allen z. B. auch Führungs- und/oder Lagereinrichtungen bzw. diesen zugehörige Führungs- bzw. Lagerelemente sein.
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Selbstverständlich kann die Vorrichtung 1 mehrere Prozesseinrichtungen 3, 4 gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration umfassen. Mithin ist es denkbar, dass die Vorrichtung 1 - wie in 1 beispielhaft durch eine optionale weitere erste Prozesseinrichtung 3 angedeutet - z. B. ein oder mehrere Bearbeitungseinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration und/oder ein oder mehrere Fördereinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration und/oder ein oder mehrere Strömungserzeugungseinrichtungen gleicher, ähnlicher oder ungleicher Konfiguration umfasst.
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Unabhängig von ihrer konkreten Konfiguration umfasst die Vorrichtung 1 eine Erfassungseinrichtung 5, welche zur Erfassung von im Betrieb der Vorrichtung 1, d. h. insbesondere im Betrieb einer oder mehrerer Prozesseinrichtungen 3, 4 der Vorrichtung, entstehenden Geräuschen und zur Erzeugung einer entsprechende erfasste Geräusche beschreibenden Geräuschinformation eingerichtet ist.
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Die Erfassungseinrichtung 5 ist als eine akustische Erfassungseinrichtung ausgebildet und umfasst ein oder mehrere akustische Sensoren 5.1, wie z. B. gerichtete oder ungerichtete Mikrophone, welche, wie in 1 angedeutet, einzelnen, mehreren oder sämtlichen Prozesseinrichtungen 3, 4 der Vorrichtung 1 zugeordnet sein können. Die akustische Sensoren 5.1 sind typischerweise an oder im Bereich entsprechender Prozesseinrichtungen 3, 4 der Vorrichtung 1 angeordnet oder ausgebildet, um an einer oder mehreren Stellen im Betrieb jeweiliger Prozesseinrichtungen 3, 4 entstehende Geräusche zu erfassen. Insbesondere kann jeder Prozesseinrichtung 3, 4 der Vorrichtung 1 wenigstens ein akustischer Sensor 5.1 zugeordnet sein, um im Hinblick auf den Betrieb unterschiedlicher Prozesseinrichtungen 3, 4 möglichst gut differenzierbare Geräusche erfassen zu können.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind rein beispielhaft mehrere der ersten Prozesseinrichtung 3, d. h. insbesondere der Funktionseinrichtung 3.1 und den Lagereinrichtungen 3.2, zugeordnete, akustische Sensoren 5.1 sowie ein der zweiten Prozesseinrichtung 4, d. h. insbesondere der Funktionseinrichtung 4.1, zugeordneter weiterer akustischer Sensor 5.1 gezeigt.
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Unabhängig von Anzahl und Anordnung können die von jeweiligen akustischen Sensoren 5.1 erfassten Geräusche durch eine von der Erfassungseinrichtung erzeugten Geräuschinformation beschrieben werden. Eine entsprechende Geräuschinformation beschreibt sonach die von jeweiligen akustischen Sensoren 5.1 erfassten bzw. gelieferten akustischen Informationen. Eine entsprechende Geräuschinformation kann Rohdaten und/oder über hardware- und/oder softwaremäßig implementierte akustische Vorverarbeitungsmethoden, wie z. B. Filtermethoden, vorverarbeitete akustische Information beinhalten. In allen Fällen handelt es sich bei einer entsprechenden Geräuschinformation um, insbesondere vermittels Prinzipien digitaler Signalverarbeitung, hardware- und/oder softwaremäßig verarbeitbare Informationen.
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Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Auswerteeinrichtung 6, welche zur Auswertung der Geräuschinformation im Hinblick auf eine Ermittlung und somit zur Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand wenigstens einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 korrelierbaren oder korrelierten Informationen und/oder im Hinblick auf eine Ermittlung und somit zur Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierbaren oder korrelierten Informationen und zur Erzeugung einer ermittelte Korrelationen zwischen erfassten Geräuschinformationen und einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 beschreibenden Korrelationsinformation eingerichtet ist.
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Die Auswerteeinrichtung 6 ist sonach im Allgemeinen eingerichtet, entsprechende Geräuschinformationen zu verarbeiten, d. h. insbesondere im Hinblick auf bestimmte Kriterien - herbei kann es sich, wie sich im Weiteren ergibt, insbesondere um bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen in einer entsprechenden Geräuschinformation handeln - zu analysieren bzw. auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung 6 kann hierfür mit Analyse- bzw. Auswertealgorithmen, d. h. im Allgemeinen mit künstlicher Intelligenz bzw. Prinzipien der künstlichen Intelligenz, wie z. B. einem oder mehreren künstlichen neuronalen Netzen, ausgestattet sein, welche eingerichtet sind, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte Kriterien, d. h. insbesondere bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, weiter insbesondere bestimmte bzw. markante akustische Muster, zu analysieren bzw. auszuwerten. Im Besonderen ist die Auswerteeinrichtung 6, d. h. insbesondere entsprechende Analyse- bzw. Auswertealgorithmen der Auswerteinrichtung 6, eingerichtet, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf eine Ermittlung von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 korrelierbaren oder korrelierten Informationen und/oder im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierbaren oder korrelierten Informationen zu analysieren bzw. auszuwerten.
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Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte lokale oder globale akustische Merkmale oder Merkmalsgruppen, welche mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 korrelierbar oder korreliert sind, auszuwerten und/oder entsprechende Geräuschinformationen im Hinblick auf bestimmte akustische Merkmale oder Merkmalsgruppen, welche mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierbar oder korreliert sind, auszuwerten. Bestimmte bzw. markante Merkmale bzw. Merkmalsgruppen können, wie angedeutet, bestimmte bzw. markante Muster, d. h. z. B. bestimmte, insbesondere zeitliche, Amplituden- und/oder Frequenzverläufe, z. B. in Form von Spektrogrammen, oder daraus ableitbare Größen, Nullstellen entsprechender Amplituden- und/oder Frequenzverläufe oder daraus ableitbare Größen, positive und/oder negative Steigungen entsprechender Amplituden- und/oder Frequenzverläufe oder daraus ableitbare Größen, etc., sein. Der Begriff „Muster“ kann sowohl regelmäßige als auch unregelmäßige Muster in einer entsprechenden Geräuschinformation umfassen.
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Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, in einer Geräuschinformation bestimmte bzw. markante akustische Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, wie z. B. bestimmte bzw. markante akustische Muster, z. B. eines Amplituden- und/oder Frequenzverlaufs, eines durch eine entsprechende Geräuschinformation beschriebenen Geräuschs, zu ermitteln, d. h. insbesondere zu erkennen, und mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1, d. h. insbesondere einer Prozesseinrichtung 3, 4, zu korrelieren bzw. zu verknüpfen. Eine entsprechende Korrelation bzw. Verknüpfung kann daher als Zuordnung von bestimmten akustischen Merkmalen bzw. Merkmalsgruppen in einer entsprechenden Geräuschinformation zu entsprechenden Zuständen der einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder zu entsprechenden Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung 1 verstanden werden. Mit anderen Worten kann die Auswerteeinrichtung 6 eingerichtet sein, bestimmte Zusammenhänge zwischen ein oder mehreren akustischen Merkmalen bzw. Merkmalsgruppen in einer Geräuschinformation und einem oder mehreren aktuellen oder künftigen Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit einem oder mehreren aktuellen oder künftigen Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung 1 zu erkennen bzw. herzustellen bzw. auf solche zurückzugreifen. Derart können beispielsweise Anomalien - diese können z. B. auf Verschleiß und/oder Schäden zurückzuführen sein - im Betrieb einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben erkannt.
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Auf Grundlage entsprechender ermittelter Korrelationen bzw. Verknüpfungen, d. h. insbesondere entsprechender korrelierbarer bzw. korrelierter Informationen, kann die Auswerteeinrichtung 6 eine Korrelationsinformation erzeugen, welche ermittelte Korrelationen bzw. Verknüpfungen zwischen erfassten Geräuschinformationen und einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 beschreibt.
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Die Vorrichtung 1 ist über das Zusammenwirken der Erfassungseinrichtung 5 und der Auswerteeinrichtung 6 sonach eingerichtet, die im Betrieb einer oder mehrerer Prozesseinrichtungen 3, 4 oder Funktionseinrichtung derselben entstehenden Geräusche zu erfassen und im Hinblick auf einen aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder im Hinblick auf ein aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 auszuwerten bzw. zu analysieren. Derart lässt sich in praktikabler wie auch zuverlässiger Weise eine, gegebenenfalls sogar vorausschauende, Überwachung des Betriebs der Vorrichtung 1 bzw. entsprechender Prozesseinrichtungen 3, 4 nebst Funktionseinrichtungen 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben realisieren.
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Es wurde angedeutet, dass die Auswerteeinrichtung 6 über künstliche Intelligenz, d. h. insbesondere ein oder mehrere trainierbare und/oder trainierte künstliche neuronale Netze, wie z. B. so genannten Convolutional Neural Networks, kurz CNN, verfügen kann, vermittels welchen eine Verarbeitung entsprechender Geräuschinformationen im Hinblick auf einen bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder ein bestimmtes aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 möglich ist. Entsprechende künstliche neuronale Netze können eingerichtet sein, ihnen, insbesondere in einer Eingabeschicht, zugeführte Geräuschinformation durch entsprechende Datenverarbeitung, insbesondere in einer oder mehreren Neuronenschichten, insbesondere in einer Ausgabeschicht, bestimmten Klassen zuzuordnen. Entsprechende Klassen können wiederum mit wenigstens einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder im Hinblick auf wenigstens ein bestimmtes aktuelles oder künftiges Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierbar bzw. korreliert sein.
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Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach z. B. auf Grundlage eines im Rahmen eines maschinellen Lernens bzw. Trainings erzeugten Datensatzes zur Auswertung entsprechender Geräuschinformationen im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder im Hinblick auf von mit einem bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignis im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierbaren oder korrelierten Informationen eingerichtet sein. Ein entsprechender Datensatz kann eine bestimmte Konfiguration eines künstlichen neuronalen Netzes, d. h. z. B. eine bestimmte Architektur bzw. ein Modell eines künstlichen neuronalen Netzes, welches sich z. B. durch Anzahl und Anordnung jeweiliger Neuronenschichten definiert, beinhalten. Die Auswerteeinrichtung 6 kann mithin in einem Lernbetrieb betrieben werden bzw. betrieben worden sein, im Rahmen welches, insbesondere unter Einsatz von künstlicher Intelligenz, d. h. insbesondere einem oder mehreren künstlichen neuronalen Netzwerken, ein maschinelles Lernen, d. h. insbesondere ein überwachtes Lernen, durchgeführt wird bzw. wurde. Im Rahmen eines entsprechenden Lernbetriebs können der Auswerteeinrichtung 6 gezielt vordefinierbare bzw. vordefinierte Geräuschinformationen, d. h. im Allgemeinen akustische Informationen, welche mit wenigstens einem bestimmten Zustand einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit einem bestimmten Ereignis der Vorrichtung 1 korrelierbar oder korreliert sind, zugeführt werden bzw. worden sein. Die Auswerteeinrichtung 6 kann eingerichtet sein, auf Grundlage entsprechender Lern- bzw. Trainingsdaten ein statistisches Modell zu erzeugen, das im Weiteren zur Analyse bzw. Auswertung entsprechender Geräuschinformationen verwendet wird. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass in einem entsprechenden Lernbetrieb ein künstliches neuronales Netz bzw. eine Architketur bzw. ein Modell eines solchen, z. B. durch Definition einer bestimmten Anzahl und/oder Anordnung von Neuronenschichten und/oder Neuronen, konfiguriert wird bzw. wurde, welches im Weiteren zur Auswertung bzw. Analyse entsprechender Geräuschinformationen verwendet wird.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Zustände einer Prozesseinrichtung 3, 4 gegeben. Grundsätzlich kommt jedweder Zustandsparameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben in Betracht, welcher sich mit akustischen Sensoren 5.1 akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechender Zustand kann z. B. ein chemischer und/oder physikalischer Parameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben sein. Ein entsprechender chemischer Parameter kann sich auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche, chemische Zusammensetzung der Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen. Ein entsprechender physikalischer Parameter kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Temperatur, Rauheit, Härte, etc. der Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein geometrischer Parameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben sein. Ein entsprechender geometrischer Paramater kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderlichen Abmessungen, wie z. B. die Länge, Breite, Höhe, Dicke, einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen als Beispiel für eine Prozess- bzw. Funktionseinrichtung 3, 4, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 und/oder die sich betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Form einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen als Beispiel für eine Prozess- bzw. Funktionseinrichtung 3, 4, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein Betriebsparameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben sein. Ein entsprechender Betriebsparameter kann sich z. B. auf die betriebsbedingt, z. B. durch Verschleiß, gegebenenfalls veränderliche Drehzahl, Energie- bzw. Leistungsaufnahme, Geschwindigkeit, etc., einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, wie z. B. einer Werkzeugeinrichtung bzw. eines Wirkabschnitts einer solchen, beziehen.
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Für alle Varianten gilt, dass Änderungen entsprechender Parameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, ermittelt werden können. Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, Änderungen entsprechender Parameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, zu ermitteln.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Zustände des bzw. eines Werkstücks 2 gegeben. Grundsätzlich kommt jedweder Zustandsparameter des bzw. eines Werkstücks 2 in Betracht, welcher sich mit akustischen Sensoren 5.1 akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechender Zustand kann z. B. ein chemischer und/oder physikalischer Parameter des bzw. eines Werkstücks 2 sein. Ein entsprechender chemischer Parameter kann sich auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche, chemische Zusammensetzung des bzw. eines Werkstücks 2 beziehen. Ein entsprechender physikalischer Parameter kann sich z. B. auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche Temperatur, Rauheit, Härte, etc. des bzw. eines Werkstücks 2 beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechender Zustand z. B. ein geometrischer Parameter des bzw. eines Werkstücks 2 sein. Ein entsprechender geometrischer Paramater kann sich z. B. auf die bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderlichen Abmessungen, wie z. B. die Länge, Breite, Höhe, Dicke, des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder die sich bearbeitungsbedingt, z. B. durch Materialabtrag, gegebenenfalls veränderliche Form des bzw. eines Werkstücks 2 beziehen.
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Für alle Varianten gilt, dass Änderungen entsprechender Parameter des bzw. eines Werkstücks, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, ermittelt werden können. Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, Änderungen entsprechender Parameter des bzw. eines Werkstücks 2, insbesondere örtlich und/oder zeitlich aufgelöst, zu ermitteln.
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Nachfolgend werden in nicht abschließender Weise Beispiele für entsprechende Ereignisse der Vorrichtung, d. h. insbesondere einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, derselben gegeben. Grundsätzlich kommt jedwedes Ereignis der wenigstens einen Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben in Betracht, welches sich mit akustischen Sensoren 5.1 akustisch erfassen bzw. wahrnehmen und sonach über eine entsprechende Geräuschinformation beschreiben lässt.
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Ein entsprechendes Ereignis kann z. B. ein Verschleißereignis der Vorrichtung 1, d. h. insbesondere einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, sein. Ein entsprechendes Verschleißereignis kann sich beispielsweise auf den Verschleiß einer Bearbeitungseinrichtung bzw. einer Werkzeugeinrichtung beziehen.
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Alternativ oder ergänzend kann ein entsprechendes Ereignis z. B. ein Fertigstellungsereignis im Zusammenhang mit der Fertigstellung wenigstens eines Prozessschritts im Rahmen der mechanischen Bearbeitung des bzw. eines Werkstücks 2 sein. Ein entsprechender Prozessschritt kann sich z. B. auf einen Bearbeitungsschritt, einen Förderschritt und/oder einen Abblas- und/oder Absaugschritt beziehen.
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Die Vorrichtung 1 kann eine der Auswerteeinrichtung 6 zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenspeichereinrichtung 7 umfassen, in welcher mit bestimmten Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit bestimmten Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierte Geräuschinformationen hinterlegt sind. Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, im Rahmen der Auswertung der Geräuschinformationen auf entsprechende in der Datenspeichereinrichtung 7 hinterlegte Geräuschinformationen zuzugreifen. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung 6 eingerichtet sein, erfasste Geräuschinformationen mit entsprechenden in der Datenspeichereinrichtung 7 hinterlegten Geräuschinformationen bzw. Referenzinformationen, z. B. durch Abgleich akustischer Merkmale bzw. Merkmalsgruppen oder daraus abgeleiteter Größen, zu vergleichen. Der Rechenaufwand zur Korrelation von durch eine entsprechende Geräuschinformationen beschriebenen Geräuschen mit entsprechenden Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung 1 kann derart reduziert werden, als ein vergleichsweise wenig rechenintensiver Abgleich einer entsprechenden Geräuschinformation bzw. darin erkannter akustischer Merkmale bzw. Merkmalsgruppen mit in der Datenspeichereinrichtung 7 hinterlegten Geräuschinformationen bzw. Referenzinformationen möglich ist.
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Alternativ oder ergänzend können in der bzw. einer entsprechenden Datenspeichereinrichtung 7 von der Auswerteeinrichtung 6 mit bestimmten Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit bestimmten Ereignissen im Betrieb der Vorrichtung 1 korrelierte Geräuschinformationen hinterlegbar sind. Die Auswerteeinrichtung 6 kann sonach eingerichtet sein, im Rahmen der Auswertung der Geräuschinformationen, gegebenenfalls sogar neue, Korrelationen zwischen erfassten Geräuschen und bestimmten Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 in der Datenspeichereinrichtung 7 zu hinterlegen. Derart kann, gegebenenfalls auch im Betrieb der Vorrichtung 1, ein weiteres Anlernen bzw. Trainieren der Auswerteeinrichtung 6 erfolgen. Dies gilt insbesondere für Auswerteeinrichtungen 5, welche als künstliches neuronales Netz implementiert sind oder wenigstens ein solches umfassen. Auf Grundlage neuer Korrelationen können beispielsweise neue Konfigurationen künstlicher neuronaler Netze erzeugt bzw. bestehende Konfigurationen künstlicher neuronaler Netze, z. B. durch Änderung der Anzahl und/oder Anordnung von Neuronen, Neuronenschichten, etc., und/oder die Erzeugung neuer Klassen modifiziert werden.
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Die Vorrichtung 1 kann ferner eine der Auswerteeinrichtung 6 zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung 8 umfassen, welche auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung 1, insbesondere wenigstens einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, eingerichtet ist. Eine entsprechende Steuerung kann insbesondere die Änderung wenigstens eines Betriebsparameters, wie z. B. die Energie- bzw. Leistungsaufnahme, der Vorrichtung 1 bzw. der wenigstens einen Prozesseinrichtung 3, 4 beinhalten. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung 1 genutzt werden. Derart ist es z. B. möglich, definierte mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierte Betriebsparameter der Vorrichtung 1 bzw. einer Prozesseinrichtung 3, 4 derselben innerhalb eines freigegebenen Bereichs zu variieren, z. B. um Bearbeitungsergebnisse zu verbessern. Alternativ oder ergänzend ist derart z. B. möglich, das Erreichen, Einhalten oder Verlassen eines bestimmten mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten Betriebspunkts oder -bereichs einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben zu steuern. Alternativ oder ergänzend ist es derart z. B. möglich, einen mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten bevorstehenden verschleißbedingten Ausfall einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben hinauszuzögern, als durch entsprechende Analyse bzw. Auswertung von Geräuschinformation ein Hinweis auf den Verschleiß oder einen damit zusammenhängenden Betriebsparameter einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben erhalten werden kann.
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In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass über eine entsprechende Steuerung des Betriebs der Vorrichtung 1 ein sich selbst optimierender Betriebsmodus der Vorrichtung 1 respektive wenigstens einer Prozesseinrichtung 3, 4 derselben realisierbar ist. Die Steuereinrichtung 8 kann mithin eingerichtet sein, die Betriebsparameter der Vorrichtung 1 bzw. einer Prozesseinrichtung 3, 4 derselben eigenständig anzupassen, z. B. bis sich das Bearbeitungsergebnis „bestmöglich anhört“. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Auswerteeinrichtung 6 „weiß“, welche Geräuschinformationen, d. h. insbesondere welche akustischen Merkmale bzw. Merkmalsgruppen, bei einer bestimmten Bearbeitung des bzw. eines Werkstücks vorliegen. Die Steuereinrichtung 8 kann sonach eingerichtet sein, die Betriebsparameter der Vorrichtung 1 bzw. einer Prozesseinrichtung 3, 4 derselben so lange anzupassen, bis ein Zielwert erreicht bzw. eine Abweichung von einem solchen einen vordefinierbaren oder vordefinierten Grenzwert unterschreitet. Die Auswerteeinrichtung 6 und/oder die Steuereinrichtung 8 kann hierfür z. B. mit einem Lern-Algorithmus, z. B. aus dem Bereich des so genannten „Reinforcement Learning“ ausgestattet sein.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung 8 auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Erzeugung von über eine akustische, optische, und/oder haptische Ausgabeeinrichtung 9, wie z. B. einen Lautsprecher, ein Display, oder eine Vibrationseinrichtung, ausgebbaren Hinweis- oder Warninformationen an einen Nutzer, insbesondere im Zusammenhang mit einem aktuellen oder künftigen Verschleiß einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, eingerichtet ist. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch dazu genutzt werden, um akustische, optische, und/oder haptische Hinweis- oder Warninformationen an einen Nutzer, insbesondere im Zusammenhang einem aktuellen oder künftigen Verschleiß einer Prozesseinrichtung 3, 4 oder einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, zu geben. Derart kann z. B. auf das aktuelle oder künftige Verlassen eines mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierten Betriebspunkts oder -bereichs einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben hingewiesen werden. Alternativ oder ergänzend kann derart auf aktuelle oder künftige mit einer bestimmten Geräuschkulisse bzw. -situation korrelierte Verschleiß bedingte Ereignisse, wie z. B. ein Totalausfall der wenigstens einen Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, hingewiesen werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung 8 auf Grundlage einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Initiierung eines Folgeprozesses, insbesondere im Zusammenhang der Durchführung eines Service- und/oder Wartungsprozesses der wenigstens einen Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben und/oder der Beschaffung von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten, wie z. B. Werkzeugeinrichtungen bzw. Wirkabschnitte selbiger, wie z. B. eines Schleifbands, einer Prozesseinrichtung 3, 4 bzw. einer Funktionseinrichtung 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 derselben, eingerichtet ist. Mithin können entsprechende Korrelationsinformationen auch dazu genutzt werden, um Folgeprozesse, insbesondere im Zusammenhang der Durchführung eines Service- und/oder Wartungsprozesses einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder der Beschaffung von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten der einer Prozesseinrichtung zu initiieren. Konkret können entsprechende seitens der Auswerteeinrichtung 6 erzeugte Korrelationsinformationen beispielsweise über entsprechende Datenverarbeitung von einem computer-implementierten Materialbeschaffungssystem (nicht gezeigt) etwa bei Planungen von Service- und/oder Wartungsprozessen und/oder bei Bestellungen von Austausch- und/oder Ersatzkomponenten für die Vorrichtung 1 bzw. eine Prozesseinrichtung 3, 4 berücksichtigt werden.
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Die Vorrichtung 1 kann eine der Auswerteeinrichtung 6 zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Plausibilisierungseinrichtung 10 umfassen, welche auf Grundlage wenigstens einer entsprechenden Korrelationsinformation zur Plausibilisierung bzw. Verifizierung wenigstens eines bestimmten Zustands einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder wenigstens eines bestimmten Ereignisses im Betrieb der Vorrichtung 1 bzw. einer Prozesseinrichtung 3, 4 eingerichtet ist. Eine entsprechende Plausibilisierungseinrichtung ermöglicht nicht allein die Plausibilisierung bzw. Verifizierung von Korrelationsinformationen, welche auf Grundlage unterschiedlicher Geräuschinformationen, d. h. z. B. Geräuschinformationen, welche auf Grundlage von von unterschiedlichen akustischen Sensoren 5.1 erfassten Geräuschen erzeugt wurde, erzeugt wurden, sondern auch die Plausibilisierung bzw. Verifizierung von Korrelationsinformationen mit von anderen vorrichtungsseitigen bzw. prozesseinrichtungsseitigen Erfassungselementen 12, wie z. B. konventionellen Überwachungssensoren, z. B. als Bestandteil einer Maschinensteuerung, gelieferten Sensorinformationen, sodass eine umfassende und zuverlässige Überwachung des Betriebs der Vorrichtung 1 realisierbar ist.
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Die Vorrichtung 1 kann eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 zur Abschwächung bzw. Unterdrückung von Geräuschen, d. h. insbesondere Störgeräuschen, z. B. ausgehend von anderen Aggregaten außerhalb oder innerhalb der Vorrichtung 1, bestimmter akustischer Eigenschaften, d. h. insbesondere bestimmter Amplitude und/oder Frequenz, umfassen. Die Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 kann insbesondere zur aktiven Abschwächung bzw. Unterdrückung von Geräuschen, d. h. insbesondere Störgeräuschen, bestimmter akustischer Eigenschaften, d. h. insbesondere bestimmter Amplitude und/oder Frequenz, über die Erzeugung und Ausgabe akustischer Abschwächungs- bzw. Auslöschungssignale eingerichtet sein, welche zu entsprechenden Störgeräuschen gegengleiche akustische Eigenschaften, d. h. insbesondere eine gegengleiche Phase, aufweisen. Die Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 kann sonach z. B. als eine Active-Noise-Cancellation-Einrichtung ausgebildet sein. Die der Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 gegebenenfalls zugeordneten akustischen Sensoren 5.1 können die akustischen Sensoren der Erfassungseinrichtung 5 oder eigene, z. B. an einer strichliert angedeuteten Gehäusestruktur der Vorrichtung 1 angeordnete oder ausgebildete akustische Sensoren 5.1 sein. Die Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 kann auch zur Vorverarbeitung erfasster Geräusche eingerichtet sein, sodass der Auswerteeinrichtung 6 über die Geräuschabschwächungs- bzw. Geräuschunterdrückungseinrichtung 11 vorverarbeitete Geräuschinformationen zugeführt sein bzw. werden können.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 zur mechanischen Bearbeitung eines Werkstücks 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 Gezeigten dadurch, dass eine erste Prozesseinrichtung 3, d. h. z. B. eine Bearbeitungseinrichtung, z. B. zum Bürsten oder Entgraten einer Oberfläche eines Werkstücks 2, in wenigstens einem translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagert. Insbesondere sind translatorische Bewegungen der ersten Prozesseinrichtung 3 entlang wenigstens einer durch das beispielhaft dargstellte Koordinatensystem definierten Achsen und/oder rotatorische Bewegungen möglich um wenigstens eine durch das Koordinatensystem definierten Achsen möglich. In gleicher Weise können alternativ oder ergänzend andere Prozesseinrichtungen bewegbar gelagert sein.
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Für alle Ausführungsbeispiele gilt, dass die Auswerteeinrichtung 6 eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Benutzerschnittstelle (nicht gezeigt) umfassen kann, welche zur Verarbeitung nutzerseitiger Eingaben zur Korrelation von von der Auswerteeinrichtung 6 erkannter akustischer Merkmale oder Merkmalsgruppen mit bestimmten aktuellen oder künftigen Zuständen einer Prozesseinrichtung 3, 4 und/oder des bzw. eines Werkstücks 2 und/oder mit bestimmten aktuellen oder künftigen Ereignissen im Betrieb der entsprechenden Vorrichtung 1 eingerichtet ist.
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Einzelne, mehrere oder sämtliche im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Merkmale können mit einzelnen, mehreren oder sämtlichen im Zusammenhang mit dem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigten Merkmalen kombiniert werden.
