FR2596521A1 - Method and device for automatically checking rotating systems, in particular rolling bearings - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé et un dispo
sitif de contrôle automatique de la qualité de systèmes tournants tels que roulements, paliers, butées, etc...The invention relates to a method and an arrangement.
Automatic quality control system for rotating systems such as bearings, bearings, stops, etc.
Les systèmes tournants subissent de nombreux contrôles de fabrication et leur contrôle final de qualification est assuré par une mesure de vibration (appelée aussi mesure de bruit). Rotating systems undergo numerous manufacturing controls and their final qualification control is ensured by a vibration measurement (also called noise measurement).
A ce jour, plusieurs techniques utilisent un capteur d'accélération, de vitesse ou de déplacement. To date, several techniques use an acceleration, speed or displacement sensor.
Ces grandeurs sont liées par le temps et on peut toujours passer d'une unité à une autre par dérivation ou intégration.These quantities are linked by time and one can always pass from one unit to another by derivation or integration.
Dans un appareil de contrôle de roulement, celui-ci est monté sur une broche tournant à une vitesse de référence (30 t/s par exemple) et présentant des vibrations négligeables vis-à-vis de l'élément à tester. Cette broche permet d'entraîner en rotation la bague intérieure. In a rolling control device, this is mounted on a spindle rotating at a reference speed (30 t / s for example) and having negligible vibrations vis-à-vis the element to be tested. This pin allows the inner ring to be rotated.
Une force axiale est appliquée sur la bague extérieure qui est maintenue immobile.An axial force is applied to the outer ring which is kept stationary.
Une fois le roulement stabilisé à la vitesse de référence, le signal du capteur est analysé (amplification, filtrage, comparaison à des seuils définissant des niveaux de qualité). Once the bearing has stabilized at the reference speed, the sensor signal is analyzed (amplification, filtering, comparison with thresholds defining quality levels).
Il existe des appareils industriels exploitant une seule bande de fréquence (60 à 8 000 Hz environ), d'autres plus évolués exploitent trois bandes de fréquence (50 à 300 Hz, 300 à 1 800 Hz, 1 800 à 10 000 Hz pour une vitesse de rotation de 30 t/s). There are industrial devices operating a single frequency band (60 to 8,000 Hz approximately), others more advanced operate three frequency bands (50 to 300 Hz, 300 to 1,800 Hz, 1,800 to 10,000 Hz for a rotation speed of 30 t / s).
Toutefois, ces appareils ne permettent pas d'éliminer tous les roulements de mauvaise qualité, et notamment, de mettre en évidence ceux présentant certains défauts tels que le sifflement. However, these devices do not make it possible to eliminate all the poor quality bearings, and in particular, to highlight those having certain faults such as whistling.
En outre, la plupart des équipements existants ont des temps de réaction trop longs entre l'analyse et la décision de classement. In addition, most of the existing equipment has too long reaction times between the analysis and the classification decision.
L'invention vise à fournir un procédé et un dispositif perfectionnés qui permettent d'assurer un contrôle à 100 ó et plus fin de la qualité d'un système tournant tel qu'un roulement, notamment afin de détecter un sifflement, à la cadence d'une chaîne de production, ce qui impose un temps d'analyse et de décision inférieur à la seconde, et ceci à un coût raisonnable. The invention aims to provide an improved method and device which make it possible to ensure control at 100 ° and finer of the quality of a rotating system such as a bearing, in particular in order to detect a whistling sound, at the rate of 'a production line, which requires less analysis and decision time than a second, and this at a reasonable cost.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle automatique de la qualité d'un système tournant comprenant les étapes de
(a) mise en rotation du système tournant à une vitesse stabilisée,
(b) détection des vibrations du système tournant au moyen d'un capteur délivrant un signal,
(c) extraction du spectre de vibrations significatif du système tournant, et
(d) découpage dudit spectre en plusieurs bandes larges, caratérisé en ce qu'il comprend également les étapes de
(e) découpage de certaines au moins des bandes larges en plusieurs bandes étroites,
(f) comparaison, dans certaines au moins des bandes, du niveau du signal à un seuil prédéterminé,
(g) utilisation du résultat de ladite comparaison comme premier critère de qualité du système tournant,
(h) comparaison deux à deux des niveaux du signal dans les bandes étroites contiguës et,
(i) utilisation du résultat de cette seconde comparaison comme second critère de qualité du système tournant.To this end, the subject of the invention is an automatic quality control method for a rotating system comprising the steps of
(a) rotation of the system rotating at a stabilized speed,
(b) detection of the vibrations of the rotating system by means of a sensor delivering a signal,
(c) extraction of the significant vibration spectrum from the rotating system, and
(d) splitting of said spectrum into several wide bands, characterized in that it also includes the steps of
(e) cutting at least some of the wide strips into several narrow strips,
(f) comparison, in at least some of the bands, of the signal level at a predetermined threshold,
(g) use of the result of said comparison as the first quality criterion of the rotating system,
(h) two by two comparison of the signal levels in the adjacent narrow bands and,
(i) use of the result of this second comparison as a second quality criterion of the rotating system.
Ce procédé permet, d'une part, de contrôler que le niveau général du signal accélérométrique est, dans au moins certaines bandes, inférieur à un seuil prédéterminé et, d'autre part, de détecter les systèmes tournants qui présentent le défaut de siffler. En effet, un système tournant qui ne siffle pas présente un spectre "lisse", c'est-à-dire dépourvu de fréquences privilégiées de vibration. Au contraire, lorsqu'un tel défaut existe, il se traduit par un pic dans le spectre que l'étape (h) de comparaison deux à deux des niveaux du signal dans les bandes étroites contiguës permet de repérer. This method makes it possible, on the one hand, to check that the general level of the accelerometric signal is, in at least certain bands, below a predetermined threshold and, on the other hand, to detect the rotating systems which exhibit the whistling fault. Indeed, a rotating system which does not whistle presents a "smooth" spectrum, that is to say devoid of privileged frequencies of vibration. On the contrary, when such a defect exists, it results in a peak in the spectrum which step (h) of two by two comparison of the levels of the signal in the adjacent narrow bands makes it possible to identify.
Suivant une caractéristique, l'étape (f) consiste à comparer le niveau du signal dans certaines au moins des bandes larges à un seuil prédéterminé. According to one characteristic, step (f) consists in comparing the signal level in at least some of the wide bands with a predetermined threshold.
Suivant une autre caractéristique, l'étape (f) consiste à comparer le niveau du signal dans certaines au moins des bandes étroites à un seuil prédéterminé. According to another characteristic, step (f) consists in comparing the level of the signal in at least some of the narrow bands with a predetermined threshold.
Suivant une autre caractéristique, l'étape (h) consiste à comparer à un seuil prédéterminé la différence entre les niveaux du signal dans les bandes étroites con tiguës prises deux à deux. According to another characteristic, step (h) consists in comparing to a predetermined threshold the difference between the levels of the signal in the narrow contiguous bands taken two by two.
Suivant encore une autre caractéristique, l'étape (d) consiste à découper le spectre en trois bandes larges. According to yet another characteristic, step (d) consists in cutting the spectrum into three wide bands.
Les étapes (d) et (e) peuvent être obtenues par filtrage numérique ou par transformée de Fourier. Steps (d) and (e) can be obtained by digital filtering or by Fourier transform.
De manière préférentielle, les étapes (d) et (e) sont réalisées par échantillonnage et analyse en temps réel, pendant l'étape (b), du signal dans une première bande au moyen d'un premier jeu de filtres numériques, et par analyse en temps différé, à partir des échantillons prélevés en temps réel, du signal dans deux autres bandes au moyen de deux autres jeux de filtres numériques. Ce processus particulier est très bien adapté au contrôle de roulements produits en grande série à cadence élevée puisque seule une partie de l'analyse et du traitement du signal est effectuée pendant que le roulement est maintenu en rotation à vitesse stabilisée. Preferably, steps (d) and (e) are carried out by sampling and analysis in real time, during step (b), of the signal in a first band by means of a first set of digital filters, and by deferred time analysis, from samples taken in real time, of the signal in two other bands using two other sets of digital filters. This particular process is very well suited to the control of bearings produced in large series at high speed since only part of the analysis and processing of the signal is carried out while the bearing is kept rotating at stabilized speed.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, comprenant des moyens de mise en rotation du système tournant à une vitesse stabilisée, un accéléromètre et un circuit électronique de filtrage et de traitement du signal de sortie de l'accéléromètre, caractérisé en ce que le circuit électronique comprend un amplificateur à gain programmé, un filtre passe-bande analogique, des moyens d'échantillonnage et de conversion sous forme numérique du signal accélérométrique amplifié et filtré, un calculateur commandant le gain de l'amplificateur, assurant le traitement numérique et effectuant lesdites comparaisons, et une mémoire vive de stockage des valeurs numériques du signal accélérométrique échantillonné et filtré. The invention also relates to a device for implementing the method defined above, comprising means for rotating the system rotating at a stabilized speed, an accelerometer and an electronic circuit for filtering and processing the signal of accelerometer output, characterized in that the electronic circuit comprises a programmed gain amplifier, an analog bandpass filter, means for sampling and converting the amplified and filtered accelerometric signal into digital form, a computer controlling the gain of the amplifier, ensuring digital processing and carrying out said comparisons, and a random access memory for storing digital values of the sampled and filtered accelerometric signal.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de sa réalisation donné uniquement à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un banc de contrôle de roulements
la figure 2 est un schéma synoptique d'un dispositif de contrôle de roulements suivant l'invention;
la figure 3 est un schéma bloc du circuit d'acquisition de données du dispositif de la figure 2 ;
la figure 4 est un schéma bloc du circuit numérique de traitement des données issues du circuit de la figure 3 ;
la figure 5 est un schéma de nomenclature des filtres numériques mis en oeuvre dans le circuit numérique de la figure 4
la figure 6 est un graphique illustrant la fonction de transfert de l'un des filtres numériques du schéma de nomenclature de la figure 5 ; ;
la figure 7 est un organigramme illustrant le fonctionnement du calculateur ou processeur de traitement faisant partie du circuit numérique de la figure 4.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows of an embodiment given only by way of example and illustrated by the appended drawings in which:
Figure 1 is a schematic sectional view of a bearing control bench
Figure 2 is a block diagram of a bearing control device according to the invention;
Figure 3 is a block diagram of the data acquisition circuit of the device of Figure 2;
Figure 4 is a block diagram of the digital circuit for processing data from the circuit of Figure 3;
Figure 5 is a nomenclature diagram of digital filters implemented in the digital circuit of Figure 4
FIG. 6 is a graph illustrating the transfer function of one of the digital filters of the nomenclature diagram of FIG. 5; ;
FIG. 7 is a flow diagram illustrating the operation of the processing computer or processor forming part of the digital circuit of FIG. 4.
Le banc de contrôle de roulements représenté schématiquement à la figure 1 comprend une broche 1 adaptée pour être entraînée en rotation sans frottEment à une vitesse stabilisée de, par exemple, 30 tours/seconde, et destinée à recevoir à l'une de ses extrémités un roulement à contrôler 2. La broche 1 permet d'exercer sur la bague intérieure 2A du roulement 2 une force dirigée axialement dans le sens de la flèche F. Les roulements à contrôler sont manipulés par un automate 3 (figure 2) présentant une tête 3A qui, pendant la phase de contrôle à vitesse stabilisée, prend appui contre la bague extérieure 2B pour l'immobiliser et maintenir le roulement en position sur la broche 1.Pendant cette phase de contrôle, un accéléromètre 4 est mis en contact, par exemple par pression élastique, avec la bague extérieure 2B et son signal de sortie est traité par un dispositif électronique 5 qui sera décrit plus en détail ci-après. The bearing control bench shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a spindle 1 adapted to be driven in rotation without friction at a stabilized speed of, for example, 30 revolutions / second, and intended to receive at one of its ends a bearing to be checked 2. The spindle 1 makes it possible to exert on the inner ring 2A of the bearing 2 a force directed axially in the direction of the arrow F. The bearings to be checked are handled by an automaton 3 (FIG. 2) having a head 3A which, during the stabilized speed control phase, bears against the outer ring 2B to immobilize it and keep the bearing in position on the spindle 1. During this control phase, an accelerometer 4 is brought into contact, for example by elastic pressure, with the outer ring 2B and its output signal is processed by an electronic device 5 which will be described in more detail below.
Le dispositif de contrôle 5 comprend un module 6 de traitement du signal accélérométrique faisant l'objet de la présente invention et un module 7 regroupant un certain nombre de périphériques classiques qui ne seront pas décrits en détail. Le module 6 comprend un circuit 8 d'acquisition et de conversion sous forme numérique du signal analogique de sortie de l'accéléromètre 4 et un circuit 9 de traitement numérique du signal issu du circuit 8. Le circuit numérique 9 comporte une liaison série 10 avec un circuit de gestion 11 auquel sont associés un clavier 12, un écran de visualisation 13, un lecteur de disquettes 14 et une imprimante 15. The control device 5 comprises a module 6 for processing the accelerometric signal forming the subject of the present invention and a module 7 grouping together a certain number of conventional peripherals which will not be described in detail. The module 6 comprises a circuit 8 for acquisition and conversion in digital form of the analog output signal from the accelerometer 4 and a circuit 9 for digital processing of the signal from the circuit 8. The digital circuit 9 comprises a serial link 10 with a management circuit 11 with which there is associated a keyboard 12, a display screen 13, a floppy disk drive 14 and a printer 15.
Le circuit de gestion 11 présente également une sortie 16 par laquelle il commande l'automate 3 de manipulation des roulements. Le circuit de gestion 11, basé par exemple sur un microprocesseur, permet, par l'intermédiaire du clavier 12 et du dispositif de visualisation 13, d'introduire un gabarit, c'est-à-dire l'ensemble des grandeurs de références qui seront utilisées par le circuit numériques 9 pour contrôler les roulements. Le circuit de gestion 11 a également pour fonction de gérer et calculer des statistiques sur les résultats de contrôles effectués sur une population de roulements. Les résultats de ces calculs statistiques sont stockés sur disquette dans le lecteur 14 et peuvent être imprimés sur l'imprimante 15.Enfin, le circuit de gestion 11 commande l'automate 3 pour qu'il assure le chargement sur la broche 1 des roulements à contrôler et leur déchargement vers une zone sélectionnée en fonction des résultats du contrôle effectué.The management circuit 11 also has an output 16 by which it controls the automaton 3 for handling the bearings. The management circuit 11, based for example on a microprocessor, allows, via the keyboard 12 and the display device 13, to introduce a template, that is to say all of the reference quantities which will be used by digital circuit 9 to control the bearings. The management circuit 11 also has the function of managing and calculating statistics on the results of checks carried out on a population of bearings. The results of these statistical calculations are stored on diskette in the reader 14 and can be printed on the printer 15. Finally, the management circuit 11 controls the automaton 3 so that it ensures the loading on pin 1 of the bearings to control and their unloading towards a selected zone according to the results of the control carried out.
Comme le montre la figure 3, le circuit d'acquisition 8 comprend un amplificateur d'instrumentation 17 qui reçoit le signal de sortie SA de l'accéléromètre 4. Le gain variable de l'amplificateur 17 est fixé par un programmateur de gain 18 piloté par le circuit numérique 9 auquel il est relié par l'intermédiaire d'un connecteur 19. As shown in FIG. 3, the acquisition circuit 8 comprises an instrumentation amplifier 17 which receives the output signal SA from the accelerometer 4. The variable gain of the amplifier 17 is fixed by a gain programmer 18 controlled by the digital circuit 9 to which it is connected via a connector 19.
Le signal de sortie de l'amplificateur d'instrumentation 17 est filtré en 20 dans un filtre antirepliement analogique, par exemple d'ordre 8. Le programmateur de gain 18 est commandé de manière que le signal analogique présent à la sortie du filtre 20 soit adapté au calibre du convertisseur. Ce signal analogique calibré et filtré est converti sous forme numérique au moyen d'un échantillonneur bloqueur 21 et d'un convertisseur analogique/ numérique 22 pilotés tous deux par une horloge 23. La fréquence d'échantillonnage de l'horloge 23 est de par exemple 25 KHz et le convertisseur analogique/numérique 22 est par exemple du type AD376 qui donne une précision de + 0,003m/14bits avec un temps de conversion de 15/vs. The output signal of the instrumentation amplifier 17 is filtered at 20 in an analog anti-aliasing filter, for example of order 8. The gain programmer 18 is controlled so that the analog signal present at the output of the filter 20 is adapted to the rating of the converter. This calibrated and filtered analog signal is converted into digital form by means of a blocking sampler 21 and an analog / digital converter 22 both controlled by a clock 23. The sampling frequency of the clock 23 is for example 25 KHz and the analog / digital converter 22 is for example of the AD376 type which gives an accuracy of + 0.003m / 14bits with a conversion time of 15 / vs.
Le convertisseur 22 est relié au connecteur 19 par un bus de données et une liaison I de commande des interruptions.The converter 22 is connected to the connector 19 by a data bus and a link I for controlling the interruptions.
Le circuit numérique 9 comprend un processeur de traitement du signal 25 qui reçoit par l'intermédiaire du connecteur 19 les échantillons codés sur quatorze bits transmis sur le bus de données. Ce processeur est par exemple un circuit TMS 320 de la Société Texas Instruments particulièrement bien adapté au traitement du signal. The digital circuit 9 comprises a signal processing processor 25 which receives, via the connector 19, the samples coded on fourteen bits transmitted on the data bus. This processor is for example a TMS 320 circuit from the Texas Instruments Company which is particularly well suited to signal processing.
Il est piloté par une horloge 26 fonctionnant de préférence à 20 MHz. Le processeur 25 est relié par un bus d'adresses 27 avec une unité de mémoire morte (ROM) 28 et une unité de mémoire vive (RAM) 29. Le processeur 25 est également relié à ces deux unités de mémoire 28 et 29, ainsi qu'au connecteur 19 et à une interface de communication parallèle/ série 30 par un bus de données 31. L'interface de communication 30 est connectée par la liaison série 10 avec le circuit de gestion 11.It is controlled by a clock 26 preferably operating at 20 MHz. The processor 25 is connected by an address bus 27 with a read only memory (ROM) unit 28 and a random access memory (RAM) unit 29. The processor 25 is also connected to these two memory units 28 and 29, thus than to connector 19 and to a parallel / serial communication interface 30 by a data bus 31. The communication interface 30 is connected by the serial link 10 with the management circuit 11.
Lorsqu'un roulement est entraîné en rotation par la broche 1 à la vitesse stabilisée de 30 tours/s, ses vibrations sont captées par l'accéléromètre 4. Le signal de sortie SA de celui-ci, amplifié en 17, est filtré en 20 pour ne conserver de son spectre que la bande comprise entre 50 Hz environ et 7 KHz environ. Ce signal filtré et numérisé est ensuite filtré numériquement par le processeur 25 pour en extraire trois bandes larges BL1, BIL2- et BL3. De préférence, la bande BL1 est comprise entre 50 Hz et 315 Hz environ, la bande BL2 entre 315 et 1600 Hz environ, et la bande BL3 entre 1800 et 6500 Hz environ. Le processeur 25 effectue en outre un filtrage numérique supplémentaire qui a pour effet de découper chacune des bandes larges BL2, BL3 en bandes étroites par tiers d'octave. When a bearing is rotated by spindle 1 at a stabilized speed of 30 rpm, its vibrations are picked up by the accelerometer 4. The SA output signal thereof, amplified at 17, is filtered at 20 to keep only the band between about 50 Hz and about 7 KHz of its spectrum. This filtered and digitized signal is then digitally filtered by the processor 25 to extract three wide bands BL1, BIL2- and BL3. Preferably, the band BL1 is between approximately 50 Hz and 315 Hz, the band BL2 between approximately 315 and 1600 Hz, and the band BL3 between approximately 1800 and 6500 Hz. The processor 25 further performs additional digital filtering which has the effect of cutting each of the wide bands BL2, BL3 into narrow bands per third of an octave.
Pour mettre en oeuvre ce découpage en bandes larges et étroites, on réalise un filtrage numérique
Butterworth d'ordre 8 dont un exemple de fonction de transfert est donné à la figure 6 où le niveau de sortie du filtre exprimé en décibels est représenté en fonction de la fréquence d'entrée exprimée en Hertz. L'ensemble de ce filtrage est assuré par un jeu de dix-sept filtres numériques du type précité dont la répartition, en fonction de la fréquence centrale, a été représentée sur le schéma de nomenclature de la figure 5. Pour le traitement du signal, ces filtres sont répartis en trois bandes, à savoir:
- une bande A comprenant les filtres F1 à F5 et le filtre F6,
- une bande B comprenant les filtres F7 à F11 et le filtre F12 et
- une bande C comprenant les filtres F13 à F16 et le filtre F17.To implement this cutting into wide and narrow bands, digital filtering is carried out
Butterworth of order 8 of which an example of transfer function is given in figure 6 where the output level of the filter expressed in decibels is represented according to the input frequency expressed in Hertz. All of this filtering is provided by a set of seventeen digital filters of the aforementioned type, the distribution of which, as a function of the central frequency, has been shown in the nomenclature diagram in FIG. 5. For signal processing, these filters are divided into three bands, namely:
a band A comprising the filters F1 to F5 and the filter F6,
a band B comprising the filters F7 to F11 and the filter F12 and
- a band C comprising the filters F13 to F16 and the filter F17.
La bande A est analysée en temps réel pendant une durée d'environ 0,5 seconde. Pendant ce temps, tous les échantillons disponibles à la sortie du convertis seur analogique/numérique 22 sont filtrés par un filtre numérique anti-repliement, décimés avec un rapport de 1/3 et stockés séquentiellement dans la mémoire vive 29. Band A is analyzed in real time for a period of approximately 0.5 seconds. During this time, all the samples available at the output of the analog / digital converter 22 are filtered by a digital anti-aliasing filter, decimated with a ratio of 1/3 and stored sequentially in the RAM 29.
A la fin du temps réel, on dispose donc dans la mémoire vive 29 d'échantillons acquis pendant 0,5 seconde à la fréquence de 25/3 = 8,33 KHz.At the end of real time, there are therefore in the RAM 29 samples acquired for 0.5 seconds at a frequency of 25/3 = 8.33 KHz.
Les bandes B et C sont analysées en temps différé pendant une durée d'environ également 0,5 seconde. Bands C and C are analyzed in deferred time for a period of approximately 0.5 seconds.
Les échantillons disponibles dans la mémoire RAM externe 29 sont traités par les filtres de la bande B, puis ces échantillons sont à nouveau filtrés par un filtre numérique anti-repliement, décimés avec le même rapport de 1/3 et stockés séquentiellement dans la mémoire vive 29 où ils viennent écraser les échantillons précédents. A la fin de cette seconde décimation, on dispose dans la mémoire 29 d'échantillons acquis pendant 0,5 seconde à la fréquence de 25/9 = 2,78 KHz. Ces échantillons sont traités par les filtres numériques de la bande C.The samples available in the external RAM memory 29 are processed by the filters of band B, then these samples are again filtered by a digital anti-aliasing filter, decimated with the same ratio of 1/3 and stored sequentially in the RAM. 29 where they overwrite the previous samples. At the end of this second decimation, 29 samples acquired for 0.5 seconds are available in the memory at a frequency of 25/9 = 2.78 KHz. These samples are processed by digital filters in the C band.
Le nombre d'échantillons traités par filtre pourra être par exemple de 200 dans chaque bande et huit passes pourront être effectuées dans les six filtres des bandes A et B et quatre passes dans les cinq filtres de la bande C. Ceci conduit à 9600 échantillons disponibles dans la bande A qui donneront, après la première décimation, 3200 échantillons disponibles dans la bande B, lesquels donneront, après la seconde décimation, 1066 échantillons disponibles dans la bande C. The number of samples processed per filter could for example be 200 in each band and eight passes could be made in the six filters of bands A and B and four passes in the five filters of band C. This leads to 9600 samples available in band A which will give, after the first decimation, 3200 samples available in band B, which will give, after the second decimation, 1066 samples available in band C.
Le sortie de chaque filtre passe-bande est élevée au carré et lissée de manière à être comparée à un gabarit permettant de contrôler les roulements suivant deux critères de qualité. Ce gabarit est composé, d'une part, des valeurs limites admissibles en sortie de chacun des filtres large-bande et, d'autre part, du différentiel de niveau maximal entre deux filtres étroits consécutifs dans les bandes BL2 et BL3. The output of each bandpass filter is squared and smoothed so as to be compared to a template allowing the bearings to be checked according to two quality criteria. This template is composed, on the one hand, of the admissible limit values at the output of each of the broadband filters and, on the other hand, the maximum level differential between two consecutive narrow filters in the bands BL2 and BL3.
Si le niveau de sortie des filtres correspondant à chaque bande large BL1, BL2 et BL3 est supérieur au seuil prédéterminé fixé par le gabarit, le roulement est dit bruyant et est rejeté. Cette comparaison pourrait être faite aussi sur les bandes étroites. If the output level of the filters corresponding to each broad band BL1, BL2 and BL3 is greater than the predetermined threshold fixed by the template, the bearing is said to be noisy and is rejected. This comparison could also be made on narrow bands.
Toutefois, les roulements acceptés sur la base de ce premier critère de qualité peuvent présenter une cassure dans leur spectre caractéristique d'un roulement "siffleur". Les roulements présentant cette caractéristique sont éliminés au moyen du second critère de qualité qui consiste à comparer à un seuil maximal prédéterminé les différences de niveau entre deux filtres tiers d'octave contigus dans chacune des bandes larges BL2 et BL3. However, the bearings accepted on the basis of this first quality criterion may exhibit a break in their spectrum characteristic of a "whistling" bearing. The bearings having this characteristic are eliminated by means of the second quality criterion which consists in comparing to a predetermined maximum threshold the level differences between two contiguous third octave filters in each of the wide bands BL2 and BL3.
Après la décision de valider ou non un roulement, le circuit numérique 9 attend un ordre qui peut être soit un top de début de mesure sur un nouveau roulement, soit la commande d'envoyer au module 7 des statistiques sur les roulements contrôlés et approuvés depuis la dernière commande de reset. Ces statistiques portent sur les niveaux mesurés en décibels de tous les filtres (F1 à F17) et sont constituées de la moyenne M des niveaux mesurés et de l'écart type C entre ces niveaux. After the decision to validate or not a bearing, the digital circuit 9 awaits an order which can either be a start of measurement start on a new bearing, or the command to send to module 7 statistics on the bearings checked and approved since the last reset command. These statistics relate to the levels measured in decibels of all the filters (F1 to F17) and consist of the mean M of the levels measured and of the standard deviation C between these levels.
La figure 7 est un organigramme général de fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit. Figure 7 is a general flowchart of operation of the device which has just been described.
Après l'étape 41 d'initialisation, le processeur 25 reçoit du module 7 le gabarit de référence (étape 42). L'étape suivante-43 correspond au déroulement de la phase d'acquisition et de traitement en temps réel qui dure environ 0,5 seconde. Après cette étape 43, le roulement est déchargé par l'automate 3. A l'étape 44, le processeur 25 continue ses calculs en temps différé et effectue la comparaison avec le gabarit de référence. A l'issue de cette étape 44, le processeur 25 transmet au module 7 la décision d'acceptation ou de refus du roulement contrôlé. Si celuici n'est pas le dernier d'un lot, le test 45 ramène à l'étape 43 où le roulement suivant est contrôlé. Au contraire, si l'on est arrivé en fin de lot, on passe à l'étape 46 où le processeur 25 calcule des statistiques sur l'ensemble des roulements du lot contrôlé et les transmet au module 7.On passe ensuite à la fin 47 du programme.After the initialization step 41, the processor 25 receives from the module 7 the reference template (step 42). The next step-43 corresponds to the progress of the acquisition and processing phase in real time which lasts approximately 0.5 seconds. After this step 43, the bearing is unloaded by the automaton 3. In step 44, the processor 25 continues its calculations in deferred time and performs the comparison with the reference template. At the end of this step 44, the processor 25 transmits to the module 7 the decision to accept or refuse the controlled bearing. If this is not the last in a batch, test 45 takes you back to step 43 where the next bearing is checked. On the contrary, if we have reached the end of the batch, we go to step 46 where the processor 25 calculates statistics on all of the bearings in the batch checked and transmits them to the module 7. We then go on to the end 47 of the program.
Avec l'exemple décrit ci-dessus d'un traitement d'une durée totale de 1 seconde, dont 0,5 seconde en temps réel, le dispositif suivant l'invention permet de gérer une production de plus de mille roulements à l'heure. Ce dispositif autorise le contrôle de roulements de types différents puisqu'il suffit, pour ce faire, d'envoyer au circuit numérique le gabarit correspondant au type de roulements à contrôler. En outre, le dispositif permet d'assurer un auto-apprentissage pour un nouveau type de roulements car le calcul du gabarit peut être effectué à partir des résultats statistiques obtenus sur un lot de roulements de ce type nouveau. Ce dispositif permet donc de réaliser un nombre important de calculs sur un temps très court tout en étant d'une grande souplesse d'emploi et d'un faible coût grâce à la simplicité de son architecture. With the example described above of processing for a total duration of 1 second, including 0.5 seconds in real time, the device according to the invention makes it possible to manage a production of more than a thousand bearings per hour . This device allows the control of bearings of different types since it suffices, to do this, to send to the digital circuit the template corresponding to the type of bearings to be checked. In addition, the device makes it possible to ensure self-learning for a new type of bearings because the calculation of the gauge can be carried out from the statistical results obtained on a batch of bearings of this new type. This device therefore makes it possible to carry out a large number of calculations over a very short time while being very flexible in use and low cost thanks to the simplicity of its architecture.
Dans l'exemple de réalisation déerit ei- dessus le découpage du spectre en bandes larges et étroites est réalisé par filtrage numérique. Toutefois ce découpage peut être également obtenu par des algorithmes de transformée de Fourier et par reconstitution des bandes requises à partir des raies résultant de la transformée de Fourier. In the embodiment described above, the spectrum is divided into wide and narrow bands by digital filtering. However, this division can also be obtained by Fourier transform algorithms and by reconstitution of the required bands from the lines resulting from the Fourier transform.
Cette reconstitution n'est nécessaire que si la largeur des raies est plus fineque la largeur des bandes requises.This reconstruction is only necessary if the width of the lines is thinner than the width of the required strips.
Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. It goes without saying that the embodiment described is only an example and that it could be modified, in particular by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of the invention.
Claims (10)
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| FR8604235A FR2596521B1 (en) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF ROTATING SYSTEMS, PARTICULARLY BEARINGS |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8604235A FR2596521B1 (en) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF ROTATING SYSTEMS, PARTICULARLY BEARINGS |
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| FR2596521B1 FR2596521B1 (en) | 1988-06-10 |
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Family Applications (1)
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| FR8604235A Expired FR2596521B1 (en) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF ROTATING SYSTEMS, PARTICULARLY BEARINGS |
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-
1986
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2596521B1 (en) | 1988-06-10 |
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