WO2016116332A1 - Schadenszustandsermittlung bei einer linearbewegungsvorrichtung - Google Patents

Schadenszustandsermittlung bei einer linearbewegungsvorrichtung Download PDF

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WO2016116332A1
WO2016116332A1 PCT/EP2016/050521 EP2016050521W WO2016116332A1 WO 2016116332 A1 WO2016116332 A1 WO 2016116332A1 EP 2016050521 W EP2016050521 W EP 2016050521W WO 2016116332 A1 WO2016116332 A1 WO 2016116332A1
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WO
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analysis
signal
frequency range
spectral density
running channel
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PCT/EP2016/050521
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Inventor
Christoph Janssen
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
    • G01M13/045—Acoustic or vibration analysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/01—Monitoring wear or stress of gearing elements, e.g. for triggering maintenance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a damage state of a linear motion device according to the preamble of claim 1 and a linear motion device which is adapted to this method
  • the present invention is based on a linear motion device, which can be designed, for example, as a rolling element screw drive, as a ball bushing guide or as a ball or as a roller rail guide.
  • a linear motion device which can be designed, for example, as a rolling element screw drive, as a ball bushing guide or as a ball or as a roller rail guide.
  • Linea rbew egu n gs vo ri ch t u n gen each have at least one running channel, in which a number of rolling elements is added.
  • the running channel has a
  • Carrying section and a load-free section The rolling elements in the support section transmit forces between a first and a second part of the
  • Linear motion device which are movable relative to each other with respect to a longitudinal axis.
  • the load-free section is, for example, a return channel, which connects the two ends of the support section with each other, so that the rolling elements can rotate endlessly.
  • Vibration sensor measured or recorded.
  • at least one signal feature is determined, which may be, for example, an index.
  • the linear motion device is assigned to a predetermined damage category.
  • the damage categories "damage” and “no damage” are distinguished. But it is also conceivable to differentiate more precisely according to the type of damage.
  • the analysis comprises a spectral analysis of the signal in which a plurality of spectral density distributions of the signal are determined with respect to a predetermined analysis frequency range, which are present at several different analysis times, wherein a first signal characteristic of a plurality of said spectral Density distributions in
  • Analysis frequency range is dependent. By considering information from several different analysis times, random or
  • noise-related signal components are attenuated, similar to averaging, so that the signal changes caused by damage become more pronounced. This makes the determination of the damage condition more reliable.
  • the recording of the signal is preferably carried out by means of a vibration sensor, which is most preferably designed as an accelerometer or as a structure-borne sound transducer.
  • An acceleration sensor can be used, for example, as
  • Micromechanical system may be formed.
  • a structure-borne sound transducer may comprise, for example, a piezoceramic.
  • Vibration sensor is preferably supplied to an analog-to-digital converter, so that the inventive method can be carried out with the aid of a, preferably programmable digital computer.
  • the running channel of the linear motion device is preferably designed to be endless, so that the associated rolling elements can rotate endlessly.
  • the spectral analysis is preferably carried out by means of a Discrete Fourier Transform, and most preferably calculated by the Fast Fourier Transform (FFT) method.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the spectral density distributions are determined at regular time intervals, the first signal feature being dependent on a plurality of said spectral density distributions which are present in immediately successive analysis times.
  • the corresponding method is particularly simple to carry out, in particular if the first signal feature is determined as preferred on the basis of very many spectral density distributions.
  • the said regular time intervals are preferably constant.
  • the number of analysis times is preferably predetermined. The mentioned number of
  • Analysis times are preferably at least 10, and most preferably at least 100.
  • Receiving the signal is moved at a constant speed, such that the rolling elements with a predetermined inflow frequency of the support section in the load-free section of the running channel and vice versa.
  • the run-in frequency is within the analysis frequency range.
  • the analysis frequency range extends between 9 times and 15 times the run-in frequency. This has the advantage that the ball inlet has no influence on the damage detection, with damage to the linear motion device are detected at the same time particularly reliable.
  • Density distributions are each based on a predetermined analysis period of the signal, wherein the analysis period is greater than the reciprocal of the inlet frequency.
  • the smallest frequency that can be evaluated in a spectral analysis is depending on the reciprocal of the analysis period.
  • the spectral analysis evaluates precisely the frequency range in which damage to the linear motion device is particularly evident.
  • the above-mentioned regular interval is preferably equal to the analysis period. However, it is also conceivable to choose the analysis time duration slightly greater than the above regular or constant time interval.
  • the analysis period is preferably understood to be the period which is included in the calculation of the above-mentioned discrete Fourier transformation.
  • the first signal feature is dependent on the respective integral of the different spectral density distribution or one of them derived by means of a predetermined evaluation function or a filter auxiliary value over the analysis frequency range.
  • the spectral density distribution can be reduced in a particularly simple manner to a single characteristic which contains information about the spectral density distribution in the entire analysis frequency range.
  • the said integral is preferably calculated numerically.
  • the evaluation function can be a threshold value whose function value is 0 or 1 depending on a predetermined threshold value. With this threshold function damage is displayed very reliably.
  • the calculation of said integral is considerably simplified. For this only the number of samples of the spectral density distribution has to be determined, for which the evaluation function gives the value 1.
  • the output value of a filter depends not only on an input value at a certain point in time, but on several, in extreme cases infinitely many, time-delayed input values.
  • a low-pass filter or a band-pass filter can be used as the evaluation filter.
  • the first signal feature is dependent on the sum of said integrals over the several different analysis times.
  • the first signal feature is equal to the sum of the above Integrals.
  • a plurality of spectral density distributions can be reduced in a particularly simple manner to a single characteristic number, which contains information about all the spectral density distributions, in each case in the entire analysis frequency range.
  • Receiving the signal is free of external loads.
  • the load on the inertia device is particularly low.
  • damage to the magnetic field in the recorded signal is particularly pronounced.
  • internal loads in particular caused by the prestressing of the rolling bodies, can also act. These can also act during the implementation of the method according to the invention.
  • the spectral analysis is based on a calculation frequency range which is at least 5 times as large as the analysis frequency range, the first signal feature being dependent exclusively on the part of the spectral density distribution which is present in the analysis frequency range ,
  • the size of the calculation frequency range depends on the sampling frequency in the analog-to-digital conversion.
  • the maximum possible upper limit frequency is the reciprocal of the half sampling frequency according to the Nyquist-Shannon sampling theorem.
  • this upper limit frequency in the implementation of the
  • a second signal feature is determined, which differs from the first signal feature only with regard to the analysis frequency range
  • the linear movement device is a rolling element screw drive.
  • the linear motion device is a ball screw. In such Linearb ewegungsvorraumen method of the invention operates particularly reliable.
  • Section of the running channel an inlet slope is present. The one by the
  • a linear motion device having a first part extending along a longitudinal axis and a second part, the second part being movably supported along the longitudinal axis on the first part, at least one row of rolling elements being arranged between the first and second parts which is accommodated in a running channel, wherein the running channel has a support portion and a load-free portion, wherein on the second part at least one vibration sensor is arranged, wherein the at least one vibration sensor is connected to an analog-to-digital converter, wherein the analog-digital - Converter is connected to a digital computer, the
  • Digital computer is adapted to carry out a method according to the invention.
  • the digital computer is programmable, wherein the inventive method is implemented in the form of a computer program.
  • Fig. 1 is a rough schematic representation of a linear motion device for
  • FIG. 2 shows a roughly schematic partial section of the linear movement device according to FIG. 1 in the region of the inlet bevel
  • Fig. 1 shows a rough schematic representation of a linear motion device 10 for carrying out the method according to the invention.
  • Linear motion device 10 comprises a first part 12 which extends along a longitudinal axis 11.
  • the first part 12 is for example in the form of a
  • Threaded spindle wherein it has at least one with respect to the longitudinal axis 11 helically extending first raceway 13.
  • the first part 12 is rotatably supported by means of a fixed bearing 14 and a movable bearing 15 with respect to the longitudinal axis 11.
  • the fixed and the floating bearing 14; 15 are preferably formed as radial rolling bearings, wherein they are arranged at opposite ends of the first part 12.
  • the first part 12 is set in rotary motion by an electric motor 16.
  • the shaft of the electric motor 16 is presently formed integrally with the first part 12, wherein it is just as possible to carry out the shaft of the electric motor 16 as a separate component, which is connected via a coupling with the first part 12.
  • the second part 20 is movably mounted on the first part 12 along the longitudinal axis 11.
  • the second part 20 is presently designed in the form of a threaded nut, which surrounds the first part 12 like a ring.
  • At least one second raceway 21, which is helical, is arranged on the inner peripheral surface of the second part 20 is formed with respect to the longitudinal axis 11, wherein it is parallel to an associated first raceway 13.
  • the first and second tracks 13; 21 also delimits the support section 24 of a running channel 23.
  • the running channel 23 also comprises a load-free section 25 which is schematically illustrated as a dotted line and runs in the second part 20, connecting the two ends of the support section 24 so that the rolling elements 22 can rotate endlessly.
  • the present linear motion device 10 may in particular support an outer load 27, which is aligned parallel to the longitudinal axis 11, wherein it acts on the second part 20.
  • a vibration sensor 28 is arranged outside on the second part 20.
  • Vibration sensor 28 may be formed as an acceleration sensor, wherein it is preferably in the form of a micromechanical system (MEMS) is formed. But it is also conceivable to form the vibration sensor 28 as a structure-borne sound converter, which preferably comprises a piezoceramic.
  • the vibration sensor 28 is connected to an analog-to-digital converter 29, which in turn is connected to a digital computer 30.
  • Digital computer 30 may be part of a microcontroller. In order to display the determined damage state, the digital computer 30 is connected to a screen 31.
  • FIG. 2 shows a roughly schematic partial section of the linear movement device 10 according to FIG. 1 in the region of the inlet bevel 26.
  • the inlet bevel 26 is arranged on the second part 20, wherein it continues the second track 21 without heels.
  • the inlet slope 26 is inclined so that the load on the rolling elements 22, which run into the support portion 24, gently rises. This is in the damage-free
  • Linear movement device is caused by the inventive method particularly reliable recognizable.
  • the inlet slope forms the boundary between the support portion 24 and the load-free portion 25 of the running channel 23rd
  • FIG. 3 shows a flowchart of the method according to the invention.
  • the signal y of the vibration sensor is plotted over the time t.
  • the signal y is in digital form and is evaluated digitally.
  • the signal y is in several
  • Time windows are divided, each beginning at an analysis time 62, each extending over an analysis period 63.
  • Spectral analysis 50 is preferably a discrete Fourier transform, which is most preferably calculated using the Fast Fourier Transform (FFT) method.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the mentioned time windows do not overlap in the present case, whereby they adjoin each other without gaps. However, it is also conceivable to use overlapping or spaced-apart time windows.
  • the analysis times 62 have a constant time interval ⁇ t.
  • a single spectral analysis 50 thus returns a spectral density distribution 65, ie a spectral density d, which depends on a frequency f.
  • the spectral density distributions 65 can now one
  • Evaluation function 51 or a weighting filter. However, it is also conceivable to execute the integration 52 immediately.
  • the evaluation function 51 is, for example, a threshold value function. It becomes the
  • the auxiliary value 40 is integrated over the analysis frequency range (# 60 in Fig. 4). For this purpose, in the above example only number of
  • Auxiliary values 40 can be determined with the value 1 in the analysis frequency range.
  • the above calculations are performed identically for each time window to determine the respective integral 41.
  • the integrals 41 which are assigned to the analyzed analysis times 62, are summed 53 to determine the first signal characteristic 42. Contrary to the illustration in Fig. 3, preferably at least ten and most preferably at least one hundred
  • the damage categorization 54 can be done in such a way that a threshold value for the first signal feature 42 is specified. If the first signal feature 42 is above this threshold, the damage category is "no damage”. As soon as the first signal characteristic 42 drops below the mentioned threshold value, the damage category "damage" is present. It is understood that the above calculation of the first signal characteristic with progressing time with the youngest
  • Analysis time points 62 is repeated, so that the first signal feature 42 is continuously recalculated.
  • the linear motion device is preferably operated under defined boundary conditions in order to increase the reliability of the
  • These defined boundary conditions preferably include a constant speed of movement of
  • Linear motion device operated normally, so for example as a drive of the table of a machine tool. Further, it may be thought to determine a second signal feature, which differs from the first signal feature solely in that another
  • Signal features are determined based on a different analysis of the signal y. Preferably, all signal characteristics are included in the damage categorization 54.
  • FIG. 4 shows a waterfall diagram with a plurality of spectral density distributions 65.
  • a spectral density distribution 65 in FIG. 4 in this case comprises a spectral density d, which is plotted over the frequency f.
  • the corresponding calculation frequency range 61 results primarily from the sampling frequency of the digital-to-analog converter (No. 29 in FIG. 1).
  • Computational frequency range 61 preferably equal to half the sampling frequency.
  • the time t is plotted in the depth direction, wherein the various analysis times 62 are marked.
  • the analysis times 62 have a constant time interval ⁇ t.
  • Each of these analysis times 62 is associated with a spectral density distribution 65, the course of which changes with the occurrence of damage to the linear motion device. It has been found that the most significant change in the analysis frequency range 60 occurs.
  • the analysis frequency range 60 is a
  • Frequency range containing the above-mentioned inlet frequency 64 of the rolling elements wherein its upper limit frequency, for example, 2 to 5 times as large as said inlet frequency.
  • the lower limit frequency of the analysis frequency range 60 is significantly smaller than the input frequency 64, where it may be zero.
  • Another advantageous analysis frequency range 60 is the range that extends between 9 times and 15 times the run-in frequency 64.
  • the inlet frequency 64 is thus clearly outside the analysis frequency range 60, so that the ball inlet has no influence on the signal evaluation. List of references t time

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Schadenszustands (43) einer Linearbewegungsvorrichtung mit wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern, welche in einem Laufkanal aufgenommen ist, wobei der Laufkanal einen Tragabschnitt und einen lastfreien Abschnitt aufweist, umfassend die Schritte: Aufnehmen eines Signals (y), das Körperschallschwingungen der Linearbewegungsvorrichtung repräsentiert, Analysieren des Signals (y) gemäß wenigstens einem vorgegebenen Signalmerkmal (42), Zuordnen des Signals (y) zu einer vorbestimmten Schadenszustandskategorie aufgrund des Analyseergebnisses. Erfindungsgemäß umfasst die Analyse eine Spektralanalyse (50) des Signals (y), bei welcher mehrere spektrale Dichteverteilungen (65) des Signals (y) bezüglich eines vorgegebenen Analyse-Frequenzbereichs ermittelt werden, die zu mehreren verschiedenen Analyse-Zeitpunkten (62) vorliegen, wobei ein erstes Signalmerkmal (42) von mehreren der genannten spektralen Dichteverteilungen (65) im Analyse- Frequenzbereich abhängig ist.

Description

Schadenszustandsermittlung bei einer Linearbewegungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Schadenszustands einer Linearbewegungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Linearbewegungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, dieses Verfahren
durchzuführen.
Aus der EP 1 598 569 Bl ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Weiter ist auf die DE 10 2005 015 465 B4 hinzuweisen, welche Wälzlager im Allgemeinen, insbesondere rotative Wälzlager, betrifft.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Linearbewegungsvorrichtung, welche beispielsweise als Wälzkörpergewindetrieb, als Kugelbüchsenführung oder als Kugelbzw, als Rollenschienenführung ausgebildet sein kann. Derartige
Linea rbew egu n gs vo ri ch t u n gen haben jeweils wenigstens einen Laufkanal, in dem eine Reihe von Wälzkörpern aufgenommen ist. Der Laufkanal weist einen
Tragabschnitt und einen lastfreien Abschnitt auf. Die Wälzkörper im Tragabschnitt übertragen Kräfte zwischen einem ersten und einem zweiten Teil der
Linearbewegungsvorrichtung, die bezüglich einer Längsachse relativ zueinander beweglich sind. Beim lastfreien Abschnitt handelt es sich beispielsweise um einen Rücklaufkanal, welcher die beiden Enden des Tragabschnitts miteinander verbindet, so dass die Wälzkörper endlos umlaufen können. Beim Übergang vom lastfreien
Abschnitt in den Tragabschnitt und umgekehrt sind die Wälzkörper erheblichen Belastungsänderungen ausgesetzt, welche Körperschallschwingungen in der
Linearbewegungsvorrichtung verursachen. Diese werden mit einem
Schwingungssensor gemessen bzw. aufgenommen. Durch Analyse des entsprechenden Signals wird wenigstens ein Signalmerkmal ermittelt, bei dem es sich beispielsweise um eine Kennzahl handeln kann. Abhängig von dem wenigstens einen Signalmerkmal und ggf. weiteren Kriterien wird die Linearbewegungsvorrichtung einer vorgegebenen Schadenskategorie zugeordnet. Im einfachsten Fall werden die Schadenskategorien "Schaden" und "kein Schaden" unterschieden. Es ist aber auch denkbar, genauer nach der Schadensart zu differenzieren.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Ermittlung des
Schadenszustands besonders zuverlässig ist.
Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass die Analyse eine Spektralanalyse des Signals umfasst, bei welcher mehrere spektrale Dichteverteilungen des Signals bezüglich eines vorgegebenen Analyse-Frequenzbereichs ermittelt werden, die zu mehreren verschiedenen Analyse-Zeitpunkten vorliegen, wobei ein erstes Signalmerkmal von mehreren der genannten spektralen Dichteverteilungen im
Analyse-Frequenzbereich abhängig ist. Durch die Berücksichtigung von Informationen aus mehreren verschiedenen Analysezeitpunkten, werden zufallsbedingte bzw.
rauschbedingte Signalanteile ähnlich wie bei einer Mittelwertbildung abgeschwächt, so dass die Signal Veränderungen, welche durch einen Schaden verursacht werden, deutlicher hervortreten. Dadurch wird die Ermittlung des Schadenszustands zuverlässiger.
Die Aufnahme des Signals erfolgt vorzugsweise mittels eines Schwingungssensors, der höchst vorzugsweise als Beschleunigungsaufnehmer oder als Körperschallwandler ausgebildet ist. Ein Beschleunigungssensor kann beispielsweise als
mikromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Ein Körperschallwandler kann beispielsweise eine Piezokeramik umfassen. Das analoge Signal des
Schwingungssensors wird vorzugsweise einem Analog-Digital- Wandler zugeführt, so dass das erfindungsgemäße Verfahren unter Zuhilfenahme eines, vorzugsweise programmierbaren Digitalrechners durchgeführt werden kann. Der Laufkanal der Linearbewegungsvorrichtung ist vorzugsweise endlos ausgebildet, so dass die zugeordneten Wälzkörper endlos umlaufen können. Die Spektralanalyse wird vorzugsweise mittels einer Diskreten Fourier Transformation durchgeführt und höchst vorzugsweise nach dem Verfahren der Fast Fourier Transform (FFT) berechnet. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
Es kann vorgesehen sein, dass die spektralen Dichteverteilungen in regelmäßigen Zeitabständen ermittelt werden, wobei das erste Signalmerkmal von mehreren der genannten spektralen Dichteverteilungen, die in unmittelbar aufeinander folgenden Analyse-Zeitpunkten vorliegen, abhängig ist. Das entsprechende Verfahren ist besonders einfach durchführbar, insbesondere, wenn das erste Signalmerkmal wie bevorzugt auf Grundlage sehr vieler spektraler Dichteverteilungen ermittelt wird. Die genannten regelmäßigen Zeitabstände sind vorzugsweise konstant. Die Anzahl der Analyse-Zeitpunkte ist vorzugsweise vorgegeben. Die genannte Anzahl der
Analysezeitpunkte beträgt vorzugsweise wenigstes 10 und höchst vorzugsweise wenigstens 100.
Es kann vorgesehen sein, dass die Linearbewegungsvorrichtung während des
Aufnehmens des Signals mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, derart, dass die Wälzkörper mit einer vorgegebenen Einlauffrequenz von dem Tragabschnitt in den lastfreien Abschnitt des Laufkanals übergehen und umgekehrt. Vorzugsweise liegt die Einlauffrequenz innerhalb des Analyse-Frequenzbereichs. Hierdurch können Schäden an der Linearbewegungsvorrichtung besonders zuverlässig erkannt werden.
Es kann vorgesehen sein, das sich der Analysefrequenzbereich zwischen dem 9-fachen und dem 15 -fachen der Einlauffrequenz erstreckt. Dies hat den Vorteil, dass der Kugeleinlauf keinerlei Einfluss mehr auf die Schadenserkennung hat, wobei Schäden an der Linearbewegungsvorrichtung gleichzeitig besonders zuverlässig erkannt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass für die Ermittlung der genannten spektralen
Dichteverteilungen jeweils eine vorgegebene Analyse-Zeitdauer des Signals zugrunde gelegt wird, wobei die Analyse-Zeitdauer größer als der Kehrwert der Einlauffrequenz ist. Die kleinste Frequenz, die bei einer Spektralanalyse ausgewertet werden kann, ist abhängig vom Kehrwert der Analyse-Zeitdauer. Der Kehrwert f einer Variablen x wird dabei nach der Formel f(x) = 1/x berechnet. Dementsprechend wird vorgeschlagen, dass die genannte kleinste Frequenz kleiner als die Einlauffrequenz ist. Hierdurch wird mit der Spektralanalyse gerade der Frequenzbereich ausgewertet, in dem Schäden an der Linearbewegungsvorrichtung besonders deutlich zu Tage treten. Der oben angesprochene regelmäßige bzw. konstante Zeitabstand ist vorzugsweise gleich der Analyse-Zeitdauer. Es ist aber auch denkbar, die Analyse-Zeitdauer etwas größer als den obigen regelmäßigen bzw. konstanten Zeitabstand zu wählen. Unter der Analyse- Zeitdauer wird vorzugsweise der Zeitraum verstanden, der in die Berechnung der oben angesprochenen Diskreten Fourier-Transformation einbezogen wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Signalmerkmal abhängig vom jeweiligen Integral der verschiedenen spektralen Dichteverteilung oder eines davon mittels einer vorgegebenen Bewertungsfunktion bzw. eines -filters abgeleiteten Hilfswerts über den Analyse-Frequenzbereich ist. Hierdurch kann die spektrale Dichteverteilung auf besonders einfache Weise auf eine einzige Kennzahl reduziert werden, welche Informationen über die spektrale Dichteverteilung im gesamten Analyse- Frequenzbereich enthält. Das genannte Integral wird vorzugsweise numerisch berechnet. Die Bewertungsfunktion kann eine Schwell wert fu n kt ion sein, deren Funktionswert abhängig von einem vorgegebenen Schwellwert 0 oder 1 beträgt. Mit dieser Schwellwertfunktion werden Schäden besonders zuverlässig angezeigt. Darüber hinaus wird die Berechnung des genannten Integrals erheblich vereinfacht. Hierfür muss lediglich die Anzahl der Samples der spektralen Dichteverteilung ermittelt werden, für welche die Bewertungsfunktion den Wert 1 ergibt. Im Gegensatz zu einer Funktion hängt der Ausgabewert eines Filters nicht nur von einem Eingangswert zu einem bestimmten Zeitpunkt ab, sondern von mehreren, im Extremfall unendlich vielen, zeitlich zurückliegenden Eingangswerten. Vorliegend kann beispielsweise ein Tiefpassfilter oder ein Bandpassfilter als Bewertungsfilter zum Einsatz kommen.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Signalmerkmal abhängig von der Summe der genannten Integrale über die mehreren, verschiedenen Analyse-Zeitpunkte ist.
Vorzugsweise ist das erste Signalmerkmal gleich der Summe aus den genannten Integralen. Hierdurch können mehrere spektrale Dichteverteilungen auf besonders einfache Weise auf eine einzige Kennzahl reduziert werden, welche Informationen über alle spektralen Dichteverteilungen jeweils im gesamten Analyse-Frequenzbereich enthält.
Es kann vorgesehen sein, dass die Linearb ewegungsvorrichtung während des
Aufnehmens des Signals frei von äußeren Lasten ist. Dabei ist die Last auf die Lmearbewegungsvomchtung besonders niedrig. In der Folge treten Schäden der Lmearbewegungsvomchtung im aufgenommenen Signal besonders deutlich hervor. Anzumerken ist, dass in einer Lmearbewegungsvomchtung auch innere Lasten wirken können, welche insbesondere von der Vorspannung der Wälzkörper verursacht werden. Diese können auch während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einwirken.
Es kann vorgesehen sein, dass der Spektralanalyse ein Berechnungs-Frequenzbereich zugrunde gelegt wird, der wenigstens 5 -mal so groß wie der Analyse-Frequenzbereich ist, wobei das erste Signalmerkmal ausschließlich von dem Teil der spektralen Dichteverteilung abhängig ist, der im Analyse-Frequenzbereich vorliegt. Die Größe des Berechnungs-Frequenzbereichs hängt von der Abtastfrequenz bei der Analog- Digital- Wandlung ab. Die maximal mögliche obere Grenzfrequenz ist entsprechend dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem der Kehrwert der halben Abtastfrequenz.
Vorzugsweise wird diese obere Grenzfrequenz bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens vollständig ausgenutzt, wobei die nicht benötigten Teile der so ermittelten spektralen Dichteverteilungen bei der Ermittlung des ersten Signalmerkmals unberücksichtigt bleiben.
Es kann vorgesehen sein, dass ein zweites Signalmerkmal ermittelt wird, welches sich vom ersten Signalmerkmal nur hinsichtlich des Analyse-Frequenzbereichs
unterscheidet. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit der Schadenserkennung weiter verbessert werden. Vorzugsweise unterscheiden sich die genannten Analyse- Frequenzbereiche ausschließlich hinsichtlich der oberen Grenzfrequenz. Es kann vorgesehen sein, dass die Linearbewegungsvorrichtung ein Wälzkörpergewindetrieb ist. Vorzugsweise ist die Linearbewegungsvorrichtung ein Kugelgewindetrieb. Bei derartigen Linearb ewegungsvorrichtungen arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren besonders zuverlässig.
Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Tragabschnitt und dem lastfreien
Abschnitt des Laufkanals eine Einlaufschräge vorhanden ist. Der durch die
Einlaufschräge verursachte sanfte Wälzkörpereinlauf bewirkt im schadensfreien Normalbetrieb eine Minimierung der hochfrequenten Anteile des aufgenommenen Signals und eine Maximierung der Signalanteile im Auswerte-Frequenzbereich. Durch einen Schaden wird gerade das Signal im Auswerte-Frequenzbereich zu Gunsten von hochfrequenten Signalanteilen abgeschwächt. Dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut erkannt werden.
Schutz wird außerdem für eine Linearbewegungsvorrichtung mit einem sich entlang einer Längsachse erstreckenden ersten Teil und einem zweiten Teil beansprucht, wobei das zweite Teil entlang der Längsachse beweglich am ersten Teil gelagert ist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Teil wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern angeordnet ist, welche in einem Laufkanal aufgenommen ist, wobei der Laufkanal einen Tragabschnitt und einen lastfreien Abschnitt aufweist, wobei an dem zweiten Teil wenigstens ein Schwingungssensor angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Schwingungssensor an einen Analog-Digital-Wandler angeschlossen ist, wobei der Analog-Digital- Wandler an einen Digitalrechner angeschlossen ist, wobei der
Digitalrechner dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorzugsweise ist der Digitalrechner programmierbar, wobei das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines Computerprogramms implementiert wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
Fig. 1 eine grobschematische Darstellung einer Linearbewegungsvorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 einen grobschematischen Teilschnitt der Linearbewegungsvorrichtung nach Fig. 1 im Bereich der Einlaufschräge;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 4 ein Wasserfalldiagramm mit mehreren spektralen Dichteverteilungen.
Fig. 1 zeigt eine grobschematische Darstellung einer Linearbewegungsvorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die
Linearbewegungsvorrichtung 10 umfasst ein erstes Teil 12, welches sich entlang einer Längsachse 11 erstreckt. Das erste Teil 12 ist beispielsweise in Form einer
Gewindespindel ausgebildet, wobei es wenigstens eine bezüglich der Längsachse 11 schraubenförmig verlaufende erste Laufbahn 13 aufweist. Das erste Teil 12 ist mittels eines Festlagers 14 und eines Loslagers 15 bezüglich der Längsachse 11 drehbar gelagert. Das Fest- und das Loslager 14; 15 sind vorzugsweise als Radialwälzlager ausgebildet, wobei sie an gegenüberliegenden Enden des ersten Teils 12 angeordnet sind. Das erste Teil 12 wird von einem Elektromotor 16 in Drehbewegung versetzt. Die Welle des Elektromotos 16 ist vorliegend einstückig mit dem ersten Teil 12 ausgebildet, wobei es genauso gut möglich ist, die Welle des Elektromotors 16 als gesondertes Bauteil auszuführen, welches über eine Kupplung mit dem ersten Teil 12 verbunden ist.
Das zweite Teil 20 ist an dem ersten Teil 12 entlang der Längsachse 11 beweglich gelagert. Das zweite Teil 20 ist vorliegend in Form einer Gewindemutter ausgebildet, welche das erste Teil 12 ringartig umgibt. An der Innenumfangsfläche des zweiten Teils 20 ist wenigstens eine zweite Laufbahn 21 angeordnet, die schraubenförmig bezüglich der Längsachse 11 ausgebildet ist, wobei sie einer zugeordneten ersten Laufbahn 13 parallel gegenüber steht.
Zwischen der wenigstens einen ersten und der zugeordneten zweiten Laufbahn 13; 21 ist jeweils eine Reihe von Wälzkörpern 22 angeordnet, wobei die Wälzkörper 22 vorliegend als Kugeln ausgebildet sind. Die erste und die zweite Laufbahn 13; 21 begrenzen den Tragabschnitt 24 eines Laufkanals 23. Der Laufkanal 23 umfasst außerdem einen grobschematisch als Strichlinie dargestellten lastfreien Abschnitt 25, der im zweiten Teil 20 verläuft, wobei er die beiden Enden des Tragabschnitts 24 miteinander verbindet, so dass die Wälzkörper 22 endlos umlaufen können.
Die vorliegende Linearbewegungsvorrichtung 10 kann insbesondere eine äußere Last 27 abstützen, welche parallel zur Längsachse 11 ausgerichtet ist, wobei sie am zweiten Teil 20 angreift.
Außen am zweiten Teil 20 ist ein Schwingungssensor 28 angeordnet. Der
Schwingungssensor 28 kann als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet sein, wobei er vorzugsweise in Form eines mikromechanischen Systems (MEMS) ausgebildet ist. Es ist aber ebenso denkbar, den Schwingungssensor 28 als Körperschallwandler auszubilden, der vorzugsweise eine Piezokeramik umfasst. Der Schwingungssensor 28 ist an einen Analog-Digital-Wandler 29 angeschlossen, der wiederum an einen Digitalrechner 30 angeschlossen ist. Der Analog-Digital-Wandler 29 und der
Digitalrechner 30 können Bestandteil eines MikroControllers sein. Zwecks Anzeige des ermittelten Schadenszustands ist der Digitalrechner 30 an einen Bildschirm 31 angeschlossen.
Fig. 2 zeigt einen grobschematischen Teilschnitt der Linearbewegungsvorrichtung 10 nach Fig. 1 im Bereich der Einlaufschräge 26. Die Einlaufschräge 26 ist dabei am zweiten Teil 20 angeordnet, wobei sie die zweite Laufbahn 21 absatzfrei fortsetzt. Die Einlaufschräge 26 ist derart geneigt, dass die Last auf die Wälzkörper 22, welche in den Tragabschnitt 24 einlaufen, sanft ansteigt. Damit wird im schadensfreien
Normalbetrieb die Anregung von Körperschall im zweiten Teil 20 minimiert. In der Folge ist der Körperschall, welcher durch Schäden an der
Linearbewegungsvorrichtung verursacht wird, durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders zuverlässig erkennbar. Die Einlaufschräge bildet die Grenze zwischen dem Tragabschnitt 24 und dem lastfreien Abschnitt 25 des Laufkanals 23.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 3 oben ist das Signal y des Schwingungssensors über die Zeit t aufgetragen. Das Signal y liegt in digitaler Form vor und wird digital ausgewertet. Das Signal y wird in mehrere
Zeitfenster unterteilt, welche jeweils an einem Analyse-Zeitpunkt 62 beginnen, wobei sie sich jeweils über eine Analyse-Zeitdauer 63 erstrecken. Für jedes dieser Zeitfenster wird eine gesonderte Spektralanalyse 50 durchgeführt. Bei der Spektralanalyse 50 handelt es sich vorzugsweise um eine Diskrete Fourier-Transformation, welche höchst vorzugsweise nach dem Verfahren der Fast Fourier Transform (FFT) berechnet wird. Die genannten Zeitfenster überlappen sich vorliegend nicht, wobei sie lückenlos aneinander angrenzen. Es ist aber auch denkbar, überlappende oder voneinander beabstandete Zeitfenster zu verwenden. Vorzugsweise weisen die Analyse-Zeitpunkte 62 einen konstanten Zeitabstand At auf. Die Analyse-Zeitdauern 63 sind vorzugsweise gleich gewählt, wobei für die entsprechende Sample-Anzahl n vorzugsweise n = 2k gilt, wobei k eine ganze Zahl ist. Es ist denkbar, die Samples innerhalb eines
Zeitfensters vor der Spektralanalyse 50 mittels einer Fensterfunktion (vgl.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fensterfunktion) zu gewichten.
Das Ergebnis aller Spektralanalysen 50 ist in Fig. 4 dargestellt, die weiter unten noch näher erläutert wird. Eine einzelne Spektralanalyse 50 liefert demnach eine spektrale Dichteverteilung 65 zurück, also eine spektrale Dichte d, welche von einer Frequenz f abhängig ist. Die spektrale Dichteverteilungen 65 können nun einer
Bewertungsfunktion 51 oder einem Bewertungsfilter unterworfen werden. Es ist aber ebenso denkbar, sofort die Integration 52 auszuführen. Bei der Bewertungsfunktion 51 handelt es sich beispielsweise um eine Schwellwertfunktion. Dabei wird zur
Ermittlung des Hilfswerts 40 allen spektralen Dichten d, welche unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegen, der Wert 0 zugewiesen, wobei allen übrigen spektralen Dichten d der Wert 1 zugewiesen wird. Im nächsten Schritt wird der Hilfswert 40 über den Analyse-Frequenzbereich (Nr. 60 in Fig. 4) integriert. Hierfür müssen im vorstehenden Beispiel nur Anzahl der
Hilfswerte 40 mit dem Wert 1 im Analyse-Frequenzbereich bestimmt werden.
Die vorstehenden Berechnungen werden für jedes Zeitfenster in identischer Weise durchgeführt, um das jeweilige Integral 41 zu ermitteln. Die Integrale 41, welche den benutzten Analyse-Zeitpunkten 62 zugeordnet sind, werden aufsummiert 53, um das erste Signalmerkmal 42 zu ermitteln. Entgegen der Darstellung in Fig. 3 werden vorzugsweise wenigstens zehn und höchst vorzugsweise wenigstens hundert
Analysezeitpunkte 62 verwendet, um das erste Signalmerkmal 42 zu ermitteln.
Die Schadenskategorisierung 54 kann in der Weise geschehen, dass ein Schwellwert für das erste Signalmerkmal 42 vorgegeben wird. Sofern das erste Signalmerkmal 42 über diesem Schwellwert liegt, liegt die Schadenskategorie "kein Schaden" vor. Sobald das erste Signalmerkmal 42 unter den genannten Schwellwert absinkt, liegt die Schadenskategorie "Schaden" vor. Dabei versteht sich, dass die obige Berechnung des ersten Signalmerkmals mit voranschreitender Zeit mit den jeweils jüngsten
Analysezeitpunkten 62 wiederholt wird, so dass das erste Signalmerkmal 42 laufend neu berechnet wird.
Während den Zeiträumen, die für die Berechnung des ersten Signalmerkmals 42 verwendet werden, wird die Linearbewegungsvorrichtung vorzugsweise unter definierten Randbedingungen betrieben, um die Zuverlässigkeit des
erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen. Diese definierten Randbedingungen beinhalten vorzugsweise eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit der
Linearbewegungsvorrichtung, so dass die Wälzkörper mit einer konstanten
Einlauffrequenz (Nr. 64 in Fig. 4) vom Tragbereich in den lastfreien Bereich des Laufkanals übergehen und umgekehrt. Weiter ist die äußere Last (Nr. 27 in Fig. 1) vorzugsweise gleich Null. Zwischen den vorgenannten Zeiträumen wird die
Linearbewegungsvorrichtung normal betrieben, also beispielsweise als Antrieb des Tisches einer Werkzeugmaschine. Weiter kann daran gedacht sein, ein zweites Signalmerkmal zu bestimmten, welches sich vom ersten Signalmerkmal allein dadurch unterscheidet, dass ein anderer
Analyse-Frequenzbereich verwendet wird. Darüber hinaus können andere
Signalmerkmale bestimmt werden, die auf einer anderen Analyse des Signals y beruhen. Vorzugsweise werden alle Signalmerkmale in die Schadenskategorisierung 54 mit einbezogen.
Fig. 4 zeigt ein Wasserfalldiagramm mit mehreren spektralen Dichteverteilungen 65. Eine spektrale Dichteverteilung 65 in Fig. 4 umfasst dabei eine spektrale Dichte d, welche über die Frequenz f aufgetragen ist. Der entsprechende Berechnungs- Frequenzbereich 61 ergibt sich in erster Linie aus der Abtastfrequenz des Digital- Analog-Wandlers (Nr. 29 in Fig. 1). Dabei ist die obere Grenzfrequenz des
Berechnungs-Frequenzbereichs 61 vorzugsweise gleich der halben Abtastfrequenz.
In Fig. 4 ist in Tiefenrichtung die Zeit t aufgetragen, wobei die verschiedenen Analyse- Zeitpunkte 62 markiert sind. Die Analyse-Zeitpunkte 62 haben einen konstanten Zeitabstand At.
Jedem dieser Analyse-Zeitpunkte 62 ist eine spektrale Dichteverteilung 65 zugeordnet, deren Verlauf sich mit Eintritt von Schänden an der Linearbewegungsvorrichtung ändert. Dabei hat sich gezeigt, dass die deutlichste Veränderung im Analyse- Frequenzbereich 60 eintritt. Der Analyse-Frequenzbereich 60 ist dabei ein
Frequenzbereich, der die oben angesprochene Einlauffrequenz 64 der Wälzkörper enthält, wobei seine obere Grenzfrequenz beispielsweise 2- bis 5 -mal so groß wie die genannte Einlauffrequenz ist. Die untere Grenzfrequenz des Analyse-Frequenzbereichs 60 ist deutlich kleiner als die Einlauffrequenz 64, wobei sie Null betragen kann.
Ein weiterer vorteilhafter Analyse-Frequenzbereich 60 ist der Bereich, der sich zwischen dem 9-fachen und dem 15 -fachen der Einlauffrequenz 64 erstreckt. Die Einlauffrequenz 64 liegt damit deutlich außerhalb des Analyse-Frequenzbereichs 60, so dass der Kugeleinlauf keinerlei Einfluss mehr auf die Signalauswertung hat. Bezugszeichenliste t Zeit
At konstanter Zeitabstand
f Frequenz
y Signal
d spektrale Dichte
10 Linearbewegungsvomchtung
11 Längsachse
12 erstes Teil
13 erste Laufbahn
14 Festlager
15 Loslager
16 Elektromotor
20 zweites Teil
21 zweite Laufbahn
22 Wälzkörper
23 Laufkanal
24 Tragabschnitt des Laufkanals
25 lastfreier Abschnitt des Laufkanals
26 Einlaufschräge
27 äußere Last
28 Schwingungssensor
29 Analog-Digital-Wandler
30 Digitalrechner
31 Bildschirm
40 Hilfswert
41 Integral
42 erstes Signalmerkmal Schadenszustand Spektralanalyse
Bewertungsfunktion
Integration über Analyse-Frequenzbereich Summierung
Schadenskategorisierung Analyse-Frequenzbereich
Berechnungs-Frequenzbereich
Analyse-Zeitpunkt
Analyse-Zeitdauer
Einlauffrequenz
spektrale Dichteverteilung

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Ermitteln eines Schadenszustands (43) einer
Linearbewegungsvorrichtung (10) mit wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern
(22) , welche in einem Laufkanal (23) aufgenommen ist, wobei der Laufkanal
(23) einen Tragabschnitt (24) und einen lastfreien Abschnitt (25) aufweist, umfassend die Schritte:
- Aufnehmen (28) eines Signals (y), das Körperschallschwingungen der
Linearbewegungsvorrichtung (10) repräsentiert,
- Analysieren des Signals (y) gemäß wenigstens einem vorgegebenen
Signalmerkmal (42),
- Zuordnen des Signals (y) zu einer vorbestimmten Schadenszustandskategorie aufgrund des Analyseergebnisses,
dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse eine Spektralanalyse (50) des Signals (y) umfasst, bei welcher mehrere spektrale Dichteverteilungen (65) des Signals (y) bezüglich eines vorgegebenen Analyse-Frequenzbereichs (60) ermittelt werden, die zu mehreren verschiedenen Analyse-Zeitpunkten (62) vorliegen, wobei ein erstes Signalmerkmal (42) von mehreren der genannten spektralen Dichteverteilungen (65) im Analyse-Frequenzbereich (60) abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei die spektralen Dichteverteilungen (65) in regelmäßigen
Zeitabständen (At) ermittelt werden, wobei das erste Signalmerkmal (42) von mehreren der genannten spektralen Dichteverteilungen (65), die in unmittelbar aufeinander folgenden Analyse-Zeitpunkten (62) vorliegen, abhängig ist. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Linearbewegungsvorrichtung (10) während des Aufnehmens des Signals (y) mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, derart, dass die Wälzkörper (22) mit einer vorgegebenen Einlauffrequenz (64) von dem
Tragabschnitt (24) in den lastfreien Abschnitt (25) des Laufkanals (23) übergehen und umgekehrt.
Verfahren nach Anspruch 3,
wobei die Einlauffrequenz (64) innerhalb des Analyse-Frequenzbereichs (60) liegt.
Verfahren nach Anspruch 3,
wobei sich der Analysefrequenzbereich (60) zwischen dem 9-fachen und dem 15 -fachen der Einlauffrequenz (64) erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
wobei für die Ermittlung der genannten spektralen Dichteverteilungen (65) jeweils eine vorgegebene Analyse-Zeitdauer (63) des Signals (y) zugrunde gelegt wird, wobei die Analyse-Zeitdauer (63) größer als der Kehrwert der
Einlauffrequenz (64) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das erste Signalmerkmal (42) abhängig vom jeweiligen Integral (52) der verschiedenen spektralen Dichteverteilung (65) oder eines davon mittels einer vorgegebenen Bewertungsfunktion (51) bzw. eines -filters abgeleiteten Hilfswerts (40) über den Analyse-Frequenzbereich (60) ist.
Verfahren nach Anspruch 7,
wobei das erste Signalmerkmal (42) abhängig von der Summe (53) der genannten Integrale (52) über die mehreren, verschiedenen Analyse-Zeitpunkte (62) ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehen Ansprüche,
wobei die Lmearbewegungsvomchtung (10) während des Aufnehmens des Signals (y) frei von äußeren Lasten (27) ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Spektralanalyse (50) ein Berechnungs-Frequenzbereich (61) zugrunde gelegt wird, der wenigstens 5 -mal so groß wie der Analyse- Frequenzbereich (60) ist, wobei das erste Signalmerkmal (42) ausschließlich von dem Teil der spektralen Dichteverteilung (65) abhängig ist, der im Analyse- Frequenzbereich (60) vorliegt.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei ein zweites Signalmerkmal ermittelt wird, welches sich vom ersten Signalmerkmal (42) nur hinsichtlich des Analyse-Frequenzbereichs (60) unterscheidet.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Lmearbewegungsvomchtung (10) ein Wälzkörpergewindetrieb ist.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei zwischen dem Tragabschnitt (24) und dem lastfreien Abschnitt (25) des Laufkanals (23) eine Einlaufschräge (26) vorhanden ist.
Linearbewegungsvorrichtung (10) mit einem sich entlang einer Längsachse (11) erstreckenden ersten Teil (12) und einem zweiten Teil (20), wobei das zweite Teil (20) entlang der Längsachse (11) beweglich am ersten Teil (12) gelagert ist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (12; 20) wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern (22) angeordnet ist, welche in einem Laufkanal (23) aufgenommen ist, wobei der Laufkanal (23) einen Tragabschnitt (24) und einen lastfreien Abschnitt (25) aufweist, wobei an dem zweiten Teil (20) wenigstens ein Schwingungssensor (28) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine
Schwingungssensor (28) an einen Analog-Digital- Wandler (29) angeschlossen ist, wobei der Analog-Digital- Wandler (29) an einen Digitalrechner (30) angeschlossen ist, wobei der Digitalrechner (30) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3117588A1 (fr) * 2020-12-14 2022-06-17 Safran Procede de surveillance d’une usure d’un actionneur

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6403743B2 (ja) * 2016-11-21 2018-10-10 Thk株式会社 転がり案内装置の状態診断システム
DE102018204648A1 (de) * 2018-03-27 2019-10-02 Robert Bosch Gmbh Führung, Sensoranordnung und Verfahren
DE102019203756A1 (de) * 2019-03-20 2020-09-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer auf ein Bewegungslager einwirkenden Kraft
DE102019219772A1 (de) * 2019-09-26 2021-04-01 Robert Bosch Gmbh Sensorsystem, Linearvorrichtung und Verfahren für ein Sensorsystem

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6694285B1 (en) * 1999-03-13 2004-02-17 Textron System Corporation Method and apparatus for monitoring rotating machinery
US20100250047A1 (en) * 2006-03-23 2010-09-30 Mitchell Gabriel Mircea Balasu Systems for announcing the health of aircraft control elements
EP1598569B1 (de) 2003-02-28 2011-08-31 Thk Co., Ltd. Zustandserfassungsvorrichtung, -verfahren und -programm sowie datenaufzeichnungsmedium
US8214160B2 (en) * 2006-02-28 2012-07-03 THK. Co., Ltd. State detection device, state detection method, state detection program, and information recording medium
DE102005015465B4 (de) 2005-04-04 2014-02-20 Dietrich Behr Verfahren und Gerät zum Kategorisieren von Wälzlagerschäden

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05281094A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Nkk Corp 循環式ころがり案内を備えた直動式ガイドの診断方法 およびその装置
JP2009257806A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Nsk Ltd 転がり直動装置の異常判定方法および異常判定装置
US20140229125A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 National Chung Cheng University Method of detecting preload of ball screw

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6694285B1 (en) * 1999-03-13 2004-02-17 Textron System Corporation Method and apparatus for monitoring rotating machinery
EP1598569B1 (de) 2003-02-28 2011-08-31 Thk Co., Ltd. Zustandserfassungsvorrichtung, -verfahren und -programm sowie datenaufzeichnungsmedium
DE102005015465B4 (de) 2005-04-04 2014-02-20 Dietrich Behr Verfahren und Gerät zum Kategorisieren von Wälzlagerschäden
US8214160B2 (en) * 2006-02-28 2012-07-03 THK. Co., Ltd. State detection device, state detection method, state detection program, and information recording medium
US20100250047A1 (en) * 2006-03-23 2010-09-30 Mitchell Gabriel Mircea Balasu Systems for announcing the health of aircraft control elements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3117588A1 (fr) * 2020-12-14 2022-06-17 Safran Procede de surveillance d’une usure d’un actionneur
WO2022129762A1 (fr) * 2020-12-14 2022-06-23 Safran Procede de surveillance d'une usure d'un actionneur

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Publication number Publication date
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