DE4118989A1 - Determining state of encapsulated drive mechanisms, e.g. for periodic checking - detecting noise, digitising signal, storing as data pattern and comparing with reference pattern - Google Patents
Determining state of encapsulated drive mechanisms, e.g. for periodic checking - detecting noise, digitising signal, storing as data pattern and comparing with reference patternInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung des Zustandes von gekapselten Laufwerken mit Datenscheibe und Schreib-Lesekopf, z. B. Winchesterplatten bzw. -Laufwerken.The invention relates to a method and a device to determine the condition of encapsulated drives with data disc and read / write head, e.g. B. Winchester disks or drives.
Solche gekapselten Laufwerke sind im Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise unter dem Begriff "Winchesterplatten" bzw. "-Laufwerke" vertrieben. Bei diesen Laufwerken ist die Datenscheibe fest auf einer angetriebenen Spindel montiert, wobei der Schreib-Lesekopf (Pad) fliegend über dem Trägermaterial der Datenscheibe angeordnet und schwenkbeweglich mittels eines Stellmotors in dem Laufwerk angeordnet ist. Such encapsulated drives are known in the art known and are for example under the term "Winchester records" or "drives" distributed. With these drives, the data disk is firmly on one driven spindle mounted, the read / write head (Pad) flying over the carrier material of the data disk arranged and pivotable by means of a servomotor is arranged in the drive.
Es besteht bei solchen gekapselten Einheiten keine Möglichkeit eines visuellen oder mechanischen Eingriffes durch Wartungspersonal oder Bedienungspersonal, so daß Schäden an der gekapselten Einheit erst dann erkennbar werden, wenn bleibende Schäden insbesondere an der Datenscheibe erzeugt sind. Dies bedeutet dann nicht nur, daß die gekapselte Einheit ausgewechselt werden muß, sondern der Datenbestand der Datenscheibe ist nicht mehr zugreifbar. Zu solchen Zerstörungen des Dateninhaltes kommt es beispielsweise dann, wenn ein sogenannter Headcrash vorliegt. Bei einem Headcrash findet eine irreguläre Berührung zwischen dem Schreib-Lese-Kopf und der Datenscheibe statt, wodurch das Beschichtungsmaterial (Informationsträger) abgeschabt, mithin zerstört wird. Im weiteren Verlauf treten dann Riefen auf. Daraus resultieren Riefen auf der Datenscheibe, so daß die dort beinhalteten Informationen zerstört sind.There is no such encapsulated unit Possibility of a visual or mechanical intervention by maintenance personnel or operating personnel, so that Only then can damage to the encapsulated unit be recognized if there is permanent damage, in particular to the Data slice are generated. This means not only that the encapsulated unit must be replaced but the data stock of the data disc is no longer accessible. Such destruction of the data content it happens, for example, when a so-called Head crash is present. In a head crash one finds irregular contact between the read / write head and the data disc instead, causing the coating material Scraped (information carrier), thus destroyed becomes. Grooves then appear in the further course. This results in scoring on the data disc, so that the information contained there has been destroyed.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit der es durch turnusmäßige Überprüfung, beispielsweise im Wartungsdienst oder auch bei Schadensanalysen, ohne Öffnung der gekapselten Einheit es möglich ist, den Ist-Zustand der wesentlichen mechanischen Bestandteile des Systems zu ermitteln und auch im Schadensfall eine Schadensanalyse durchzuführen.The invention is based on this prior art the task underlying a method and an apparatus to implement the procedure with which it through regular checks, for example in the Maintenance service or also for damage analyzes, without Opening the encapsulated unit it is possible to Current state of the essential mechanical components of the system and also in the event of damage Perform damage analysis.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß das Laufgeräusch und/oder das Geräusch der Laufwerks- oder Kopf-Lager als analoges elektrisches Signal erfaßt wird, die so erhaltenen Analogsignale in digitale Signale umgewandelt und in einem elektronischen Speicher abgelegt werden und daß die im Speicher abgelegten Datenmuster einer aktuellen Messung mit einem Referenz-Datenmuster verglichen werden.To achieve this object, the invention proposes that the running noise and / or the noise of the drive or head-bearing detected as an analog electrical signal the analog signals thus obtained are converted into digital signals converted and stored in an electronic memory and that the data patterns stored in the memory a current measurement with a reference data pattern be compared.
Durch die Erfassung der unterschiedlichen Betriebsgeräusche der gekapselten Einheit und durch Umsetzung dieser ermittelten Meßgrößen in digitale Signale ist es möglich, die so ermittelten Datenmuster mit einem Referenz-Datenmuster zu vergleichen, welches bei ordnungs gemäßem Zustand der gekapselten Einheit aufgenommen worden ist. Ein Vergleich der Datenmuster und eine Analyse der Abweichungen erlaubt es dem Benutzer festzustellen, wie der Zustand der gekapselten Einheit ist oder auch welches Ereignis zu einem Schaden der gekapselten Einheit geführt hat, ohne daß dazu die gekapselte Einheit geöffnet werden müßte.By capturing the different Operating noise of the encapsulated unit and through Conversion of these measured variables into digital signals it is possible to use a To compare the reference data pattern, which with order according to the condition of the encapsulated unit is. A comparison of the data patterns and an analysis of the Deviations allow the user to determine how the state of the encapsulated unit is or also what event to damage the encapsulated unit has led without opening the encapsulated unit should be.
Das Öffnen der gekapselten Einheit ist deswegen nicht möglich, weil einerseits dann bestehende Garantieansprüche erlöschen und andererseits es möglich ist, daß Fremdkörper, beispielsweise Staub, in die gekapselte Einheit gelangen, die dann zu einer Zerstörung führen können. Dies gilt besonders für eine Öffnung "im Feld". Eine Öffnung unter "Clean-Bedingungen" (Labor) ist möglich.The opening of the encapsulated unit is therefore not possible because on the one hand existing warranty claims go out and on the other hand it is possible that Foreign bodies, such as dust, in the encapsulated Unity, which then lead to destruction can. This is especially true for an opening "in the field". There is an opening under "clean conditions" (laboratory) possible.
Mittels der Geräuschmessung können beispielsweise das Laufgeräusch des Plattenträgers, das Laufgeräusch des Schwenkarmantriebes, Lagergeräusche des Plattenträgers, Lagergeräusche des Schwenkarmes, Schabegeräusche des Kopfes auf der Datenscheibe und andere typische Geräusche erfaßt werden.Using noise measurement, for example Running noise of the plate carrier, the running noise of the Swivel arm drive, bearing noise of the plate carrier, Bearing noise of the swivel arm, scraping noise of the Head on the data disc and other typical noises be recorded.
Durch Auswertung der erhaltenen Signale ist es möglich, festzustellen, ob eines der relevanten Aggregate schadhaft ist oder aber auch, ob beispielsweise ein Headcrash vorliegt, also der Schreib- Lesekopf auf der Datenscheibe ständig oder zeitweilig anliegt. By evaluating the signals received, it is possible determine whether any of the relevant aggregates are defective is or also whether, for example, a head crash is present, i.e. the read / write head on the data disc constantly or temporarily.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß aus dem analogen elektrischen Signal störende Frequenzen ausgefiltert und für die Analyse wesentliche Frequenzen angehoben werden.It is preferably provided that from the analog filtered electrical signal interfering frequencies and raised essential frequencies for the analysis will.
Des weiteren ist bevorzugt, daß die analogen elektrischen Signale vor der Umwandlung in digitale Signale verstärkt werden.It is further preferred that the analog electrical Signals amplified before being converted to digital signals will.
Eine weitere Lösung der eingangs gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß Geschwindigkeitsänderungen des Lauf werkes und/oder aus Geschwindigkeitsänderungen resultierende Vibrationen als elektrisches Signal erfaßt, in digitale Signale gewandelt und in einem Speicher abgelegt werden, wobei die so erhaltenen Datenmuster mit Referenzmustern verglichen werden.Another solution to the problem set at the beginning is seen in that speed changes of the barrel works and / or from speed changes the resulting vibrations are recorded as an electrical signal, converted into digital signals and in a memory are stored, the data pattern thus obtained can be compared with reference samples.
Die Vibration resultiert z. B. aus Lagerunwuchten (Schädende) bzw. einem "Schaben" von Schreib-Leseköpfen auf Datenoberflächen.The vibration results e.g. B. from bearing imbalance (Harmful) or a "scraping" of read / write heads on data interfaces.
Ein "Schaben" bedingt einen Bremseffekt. A "scraping" causes a braking effect.
Diese Lösung ist sowohl allein als auch in Kombination mit der Lösung gemäß Anspruch 1 brauchbar. Durch diese Verfahrensmaßnahme ist es möglich, Geschwindigkeitsänderungen oder daraus resultierende Vibrationen als Anhaltspunkt für den Zustand der gekapselten Einheit zu erfassen und mit abgelegten Referenzmustern zu vergleichen. Hierdurch ist es wiederum möglich, den Ist-Zustand der gekapselten Einheit dahingehend zu analysieren, ob diese Einheit weiter ohne wesentliche Schadensereignisse betrieben werden kann oder aber es kann bei einer Schadensanalyse ohne Öffnung der gekapselten Einheit die Schadensursache ermittelt werden.This solution is both alone and in combination useful with the solution according to claim 1. This procedural measure makes it possible Speed changes or resulting Vibrations as an indication of the condition of the encapsulated unit to capture and with filed Compare reference patterns. This in turn makes it possible to determine the actual state of the encapsulated unit to analyze whether this Unit continues without significant damage events can be operated or at a Damage analysis without opening the encapsulated unit the cause of the damage can be determined.
Eine weitere Lösung der eingangs gestellten Aufgabe besteht darin, daß der Gleichlauf des Antriebsmotors des Laufwerkes und/oder des Antriebsmotors des den Schreib-Lesekopf halternden Schwenkarmes erfaßt wird, insbesondere durch Erfassung der Leistungsaufnahme des jeweiligen Motors und die so ermittelten Signale digitalisiert in einen Speicher eingelesen werden, wobei die so erhaltenen Datenmuster mit Referenzmustern verglichen werden. Another solution to the task at the beginning is that the synchronism of the drive motor the drive and / or the drive motor of the Read / write head holding swivel arm is detected, in particular by recording the power consumption of the respective motor and the signals determined in this way digitized can be read into a memory, whereby the data patterns thus obtained with reference patterns be compared.
Auch diese Lösung ist wieder für sich allein brauchbar, jedoch auch in Kombination mit der Lösung gemäß Anspruch 1 und/oder Anspruch 4.This solution can also be used on its own, however also in combination with the solution according to claim 1 and / or claim 4.
Auch aus diesen erfaßten Datenmustern kann eine Analyse des Ist-Zustandes bzw. eine Schadensanalyse der gekapselten Einheit erstellt werden.An analysis can also be made from these recorded data patterns the actual state or a damage analysis of the encapsulated unit can be created.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß die erfaßten Datenmuster gespreizt werden.It is preferably provided that the recorded data pattern be spread.
Durch eine Spreizung der Datenmuster ist eine genauere Analyse und ein einfacherer Vergleich möglich.Spreading the data pattern is more accurate Analysis and easier comparison possible.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß außen am Laufwerksgehäuse ein insbesondere hochohmiges Mikrophon als Geräusch erfassungselement angeordnet ist, und/oder daß außen am Laufwerksgehäuse ein Beschleunigungsaufnehmer in Form eines Piezo-Elementes angeordnet ist, mittels dessen Vibrationen erfaßbar sind und/oder daß an die Spannungseingänge der Antriebsmotoren des Laufwerkes und des Schwenkarmes Leistungsaufnehmer angeschaltet sind, mittels derer die aus einem Ungleichlauf der Motore resultierende Leistungsaufnahme erfaßbar ist, daß die vorgenannten Erfassungselemente über einen Analog-Digital- Wandler mit einem elektronischen Speicher gekoppelt sind.An apparatus for performing the method is characterized in that the outside of the drive housing a particularly high-impedance microphone as noise Detection element is arranged, and / or that outside an accelerometer in shape on the drive housing a piezo element is arranged, by means of which Vibrations are detectable and / or that to the Voltage inputs of the drive motors of the drive and the swivel arm power sensor is switched on by means of which the motors are out of synchronization resulting power consumption is detectable that the aforementioned detection elements via an analog-digital Converter coupled with an electronic memory are.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß zwischen das Mikrophon und den A/D-Wandler ein Impedanzwandler, ein Verstärker und/oder ein Equalizer geschaltet ist.It is preferably provided that between the microphone and the A / D converter is an impedance converter, an amplifier and / or an equalizer is switched.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß der elektronische Speicher Bestandteil eines elektronischen Rechners mit Bildschirm und/oder Drucker ist.Furthermore, it is preferably provided that the electronic Memory part of an electronic computer with Screen and / or printer.
Der Vergleich der erfaßten Datenmuster mit dem Referenzmuster kann optisch erfolgen, indem nämlich das Datenmuster neben dem Referenzmuster auf dem Bildschirm dargestellt wird oder aber über den Drucker abgedruckt wird, so daß ein Vergleich der Muster erfolgen kann. Für erfahrene Praktiker ist es auch möglich, die erfaßten Datenmuster mit einem Referenz-Datenmuster zu vergleichen, welches nicht in dem Rechner der Anlage abgelegt ist, sondern welches der Bearbeiter in seinem Kopf (Erfahrung logischer Schluß) gespeichert hat. Die Auswertung der Daten kann vorzugsweise über eine Fourier-Analyse erfolgen. The comparison of the recorded data pattern with the Reference patterns can be made optically, namely by the Data pattern next to the reference pattern on the screen is shown or printed on the printer is so that the patterns can be compared. For experienced practitioners, it is also possible to use the recorded ones Compare data patterns with a reference data pattern, which is not stored in the system computer, but what the processor in his head (experience logical conclusion). The evaluation of the Data can preferably be obtained using a Fourier analysis respectively.
Ein streng schematisiertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung gezeigt.A strictly schematic embodiment of a Device for performing the invention The procedure is shown in the drawing.
Die Vorrichtung dient zur Überprüfung des Zustandes eines gekapselten Laufwerkes 1 mit einer auf einer motorisch antreibbaren Spindel 2 montierten Datenscheibe 3 und einem Schreib-Lesekopf 4, der über einen Schwenkantrieb 5 verstellbar ist und fliegend oberhalb der Datenscheibe angeordnet ist. Der Zustand dieser gekapselten Einheit (1) wird durch nachstehend im einzelnen beschriebene Organe erfaßt.The device is used to check the state of an encapsulated drive 1 with a data disk 3 mounted on a motor-driven spindle 2 and a read / write head 4 which can be adjusted via a swivel drive 5 and is overhung above the data disk. The state of this encapsulated unit ( 1 ) is detected by organs described in detail below.
Außen am Laufwerksgehäuse (1) ist ein hochohmiges Mikrophon 6 als Geräuscherfassungselement angeordnet. Des weiteren ist am Laufwerksgehäuse (1) ein Beschleunigungsaufnehmer 7 in Form eines Piezoelementes angeordnet, mittels dessen Vibrationen erfaßbar sind. Weiter ist an die Spannungseingänge der Antriebsmotoren des Laufwerkes (2) und des Schwenkarmantriebes 5 jeweils ein Leistungsaufnehmer 8 angeschaltet, mittels derer die aus einem Ungleichlauf der Motore resultierende Leistungsaufnahme erfaßbar ist. Die Erfassungselemente (6 bis 8) sind über einen Analog-DigitalwandIer 9 mit einem elektronischen Speicher 10 gekoppelt. Der elektronische Speicher 10 ist Bestandteil eines elektronischen Rechners mit Bildschirm 11 und Drucker 12. Zwischen Mikrophon 6 und Analog-Digitalwandlern 9 ist noch ein Impedanzwandler 13, eine Equalizer 14 und ein Verstärker 15 geschaltet. Mittels dieser Elemente wird das vom Mikrophon aufgenommene Signal auf die wesentlichen Bereiche beschränkt und dieses Signal verstärkt. Das vom Verstärker 15 abgegebene Analogsignal wird im Analog- Digitalwandler 9 in ein digitales Signal umgewandelt, welches in den Speicher 10 eingelesen wird.A high-impedance microphone 6 is arranged on the outside of the drive housing ( 1 ) as a noise detection element. Furthermore, an accelerometer 7 in the form of a piezo element is arranged on the drive housing ( 1 ), by means of which vibrations can be detected. Furthermore, a power sensor 8 is connected to the voltage inputs of the drive motors of the drive ( 2 ) and of the swivel arm drive 5 , by means of which the power consumption resulting from the uneven running of the motors can be detected. The detection elements ( 6 to 8 ) are coupled to an electronic memory 10 via an analog-digital converter 9 . Electronic memory 10 is part of an electronic computer with screen 11 and printer 12 . An impedance converter 13 , an equalizer 14 and an amplifier 15 are also connected between the microphone 6 and the analog-digital converter 9 . By means of these elements, the signal picked up by the microphone is limited to the essential areas and this signal is amplified. The analog signal output by the amplifier 15 is converted in the analog-digital converter 9 into a digital signal, which is read into the memory 10 .
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not based on the embodiment limited, but often within the scope of the disclosure variable.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawing disclosed single and combination features are considered viewed essential to the invention.
Das Verfahren und die Vorrichtung dient vor allem zur Feststellung von Schädigungen an den Pads der Schreib- Leseköpfe und der Oberfläche der Datenscheiben, zur Fest stellung von Schäden an Lagern der Antriebsmotore und der Positioniereinrichtung des Schwenkarmes des Schreib- Lesekopfes sowie auch zur Erfassung von Schäden an Laufschienen und Laufrollen. Diese Feststellung der möglichen Fehler ermöglicht eine Analyse von Ausfallursachen an gekapselten Plattenspeichern. Des weiteren erlaubt die Analyse dieser Daten eine Bewertung des Betriebszustandes des Plattenspeichers und somit einer Abschätzung der zu erwartenden fehlerfreien Restlaufzeit des Gerätes.The method and the device are used primarily for Detection of damage to the pads of the writing Read heads and the surface of the data disks, for hard position of damage to the bearings of the drive motors and the positioning device of the swivel arm of the writing Read head as well as to record damage Running rails and rollers. This finding of possible errors allows an analysis of Failure causes on encapsulated disk storage. Furthermore, the analysis of this data allows one Evaluation of the operating status of the disk storage and thus an estimate of the expected error-free remaining life of the device.
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