本發(fā)明涉及一種借助于磨削機(jī)中的磨削刀具對(duì)工件的齒部或輪廓進(jìn)行磨削的方法，其中，磨削刀具接納在刀具主軸上并且借助于第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使該刀具主軸旋轉(zhuǎn)，從而形成刀具傳動(dòng)系，并且其中，工件接納在工件主軸上并且借助于第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使工件主軸旋轉(zhuǎn)，從而形成工件傳動(dòng)系，其中，至少一個(gè)角加速度傳感器布置在刀具傳動(dòng)系的區(qū)域中和/或布置在工件傳動(dòng)系的區(qū)域中，其中，將刀具主軸和/或工件主軸的由角加速度傳感器記錄的角加速度值傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，尤其是傳輸?shù)綑C(jī)器控制器，并且由該機(jī)器控制器進(jìn)行評(píng)估。

背景技術(shù)：

1、wo?2015/036519?a1中公開了一種通用類型的方法。該文獻(xiàn)提到，可將角加速度傳感器布置在機(jī)床中，其中，借助于第一天線線圈和第二天線線圈進(jìn)行信號(hào)傳輸，以實(shí)現(xiàn)在天線線圈之間進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸。

2、根據(jù)wo?2022/100972?a2可知另一種方法。在該文獻(xiàn)中，在對(duì)齒部進(jìn)行機(jī)加工期間，使用磨削蝸桿來(lái)監(jiān)測(cè)若干個(gè)機(jī)器參數(shù)，這些參數(shù)可以是馬達(dá)的功率或電流消耗量或結(jié)構(gòu)傳播型聲音信號(hào)。然后，在機(jī)器控制器系統(tǒng)中對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，以確定它們是否在允許的范圍內(nèi)。如果不在允許的范圍內(nèi)，則發(fā)出對(duì)應(yīng)的警告，表明磨削過程無(wú)法正確執(zhí)行。

3、wo?2022/207371?a1公開了在對(duì)工件進(jìn)行硬精機(jī)加工期間記錄信號(hào)，其中，如果測(cè)量得到的信號(hào)超出預(yù)先確定的容限，則在進(jìn)行機(jī)加之后用測(cè)量設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量。

4、已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在監(jiān)測(cè)已知變量時(shí)，期望達(dá)到更高的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步開發(fā)開頭提到的類型的方法并且提供具有適當(dāng)裝備的磨削機(jī)，使得可以改進(jìn)對(duì)磨削過程進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。

2、根據(jù)該方法，該目的的解決方案的特征在于，對(duì)測(cè)量得到的角加速度信號(hào)進(jìn)行頻率分析，其中，確定各個(gè)頻率分量的振幅，其中，為頻率分量的振幅預(yù)先確定相應(yīng)的限值，其中，當(dāng)超過至少一個(gè)限值時(shí)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)輸出信號(hào)，并且僅監(jiān)測(cè)頻率分量的振幅。

3、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也可以是連接到機(jī)器的工業(yè)pc。

4、角加速度傳感器的優(yōu)選位置是在第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與刀具之間和/或在第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與工件之間。然而，也可將傳感器設(shè)置在每種情況下提到的區(qū)域之外；它必須只能夠檢測(cè)主軸的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)加速度。為此，例如，也可將加速度傳感器放置在主軸反向軸承的區(qū)域中。

5、優(yōu)選地，在刀具與工件的齒部或輪廓發(fā)生接觸時(shí)，采集來(lái)自角加速度傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

6、優(yōu)選地，在刀具與工件的齒部或輪廓發(fā)生接觸時(shí)，(僅)采集來(lái)自角加速度傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

7、另選地，也可以在第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和/或第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行期間記錄和評(píng)估來(lái)自加速度傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，而無(wú)需刀具與工件的齒部或輪廓嚙合。因此，可以說，在“空閑”狀態(tài)下對(duì)來(lái)自角加速度傳感器的信號(hào)執(zhí)行評(píng)估，這使得可以得出關(guān)于機(jī)器部件狀況和即將發(fā)生故障的原因的結(jié)論。

8、如果定期重復(fù)對(duì)來(lái)自角加速度傳感器的信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，則可特別容易地得出這些結(jié)論。例如，可在已經(jīng)啟動(dòng)了機(jī)器之后執(zhí)行第一次評(píng)估，并且可定期進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估；然后信號(hào)發(fā)生變化使得得出關(guān)于機(jī)器發(fā)生變化的結(jié)論。

9、設(shè)計(jì)了一種在上述“空閑”運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的特定分析，以便在馬達(dá)啟動(dòng)期間(具體是在旋轉(zhuǎn)加速度恒定下)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并且經(jīng)由角加速度傳感器記錄動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)行為。也可從中得出關(guān)于機(jī)器狀況的結(jié)論。具體地，可以指定，應(yīng)在將主軸從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)到指定的最終旋轉(zhuǎn)速度期間采集角加速度傳感器的角加速度值的數(shù)據(jù)。

10、另一個(gè)另選方案涉及在借助于修整刀具期間對(duì)來(lái)自角加速度傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，在這種情況下，該角加速度傳感器位于刀具傳動(dòng)系的區(qū)域中。這使得可以得出關(guān)于修整系統(tǒng)的結(jié)論。就這點(diǎn)而言，本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例提出，角加速度傳感器也布置在用于驅(qū)動(dòng)修整刀具的傳動(dòng)系的區(qū)域內(nèi)，并且對(duì)由該傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。這可能非常有助于分析修整過程，具體是如果執(zhí)行下文描述的數(shù)據(jù)分析。

11、如果測(cè)量得到的加速度超過指定的容限，則數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可輸出信號(hào)。

12、可對(duì)測(cè)量得到的加速度值進(jìn)行時(shí)域評(píng)估-而不是根據(jù)本發(fā)明。

13、根據(jù)一種優(yōu)選的方法，將使用快速傅里葉變換(fft)執(zhí)行上述頻率分析。

14、然而，為此，也可使用另選的眾所周知的方法，具體地是離散傅里葉變換(dft)、均方根分析(確定rms頻譜)、確定振幅頻譜、倒頻譜分析、均衡正弦函數(shù)或確定自功率頻譜(psd分析)。所提到的信號(hào)分析方法是眾所周知的，因此這里不需要詳細(xì)討論。

15、優(yōu)選地，在利用磨削刀具對(duì)工件進(jìn)行磨削的同時(shí)，在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間采集角加速度傳感器的值。也可提出，在利用磨削刀具對(duì)工件進(jìn)行磨削的同時(shí)，在兩個(gè)限定位置之間采集角加速度傳感器的值，具體地跨越預(yù)先確定的進(jìn)給距離采集。因此，可記錄限定在時(shí)間上和空間兩者上的角加速度(即，例如跨越預(yù)先限定的位置之間的磨削行程的路線，也可跨域主軸的進(jìn)給移動(dòng)或移位移動(dòng)的區(qū)域)。這使得可以觀察磨削過程中的特別相關(guān)的節(jié)段并且與先前所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

16、優(yōu)選地，磨削是利用磨削蝸桿對(duì)齒輪進(jìn)行的展成磨削。

17、一種用于借助于磨削刀具對(duì)工件的齒部或輪廓進(jìn)行磨削的磨削機(jī)具有刀具主軸、第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、工件主軸、第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其中，該刀具主軸用于接納磨削刀具，該第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)刀具主軸，從而形成刀具傳動(dòng)系，該工件主軸用于接納工件，該第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)工件主軸，從而形成工件傳動(dòng)系，可以將這種磨削機(jī)設(shè)計(jì)成將角加速度傳感器布置在刀具傳動(dòng)系的區(qū)域中和/或布置在工件傳動(dòng)系的區(qū)域中，該傳感器連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體是連接到機(jī)器控制器。

18、因此，用于通過對(duì)在磨削過程期間在工件主軸處測(cè)量得到的角加速度進(jìn)行評(píng)估，以及在必要時(shí)同樣或另選地借助于角加速度傳感器對(duì)在刀具主軸處測(cè)量得到的角加速度進(jìn)行評(píng)估來(lái)實(shí)現(xiàn)所提出的對(duì)磨削過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，具體地對(duì)展成齒輪磨削過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估的概念。

19、已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具體是在進(jìn)行上述信號(hào)技術(shù)評(píng)估之后(即進(jìn)行頻率分析之后)，角加速度提供了有關(guān)磨削過程如何成形以及是否正常運(yùn)行的非常有用的信息。

20、這意味著可有效監(jiān)測(cè)磨削過程并且可及時(shí)檢測(cè)存在缺陷或突出的部件。具體地，可檢測(cè)工件的原始部分的缺陷、磨削齒輪側(cè)面上的波紋以及刀具缺陷。

21、優(yōu)選地，通過參考所存儲(chǔ)(在機(jī)器控制器中)的數(shù)據(jù)并且因此參考從先前的磨削過程中獲得的知識(shí)來(lái)進(jìn)行評(píng)估?？筛行У貦z測(cè)過程偏差(異常)，以便可警告機(jī)器操作者或可中止磨削過程。

22、除了所描述的角加速度測(cè)量之外，還可記錄和考慮另外的控制內(nèi)部信號(hào)(即存在于機(jī)器控制器中的信號(hào))以及(例如，經(jīng)由拾取可能源自機(jī)床或大廳地板的結(jié)構(gòu)傳播型聲音的傳感器測(cè)量的)控制外部信號(hào)。

23、此外，可將機(jī)器內(nèi)部數(shù)據(jù)(諸如設(shè)定校正、磨削蝸桿的直徑、工件和刀具相對(duì)彼此引導(dǎo)的所生成的路徑)用于對(duì)過程進(jìn)行評(píng)估，為此可自適應(yīng)地(例如，通過將整個(gè)磨削過程劃分為不同的行程，細(xì)分為工件和刀具的入口、出口和完全嚙合)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和分類。

24、取決于影響過程的因素，具體地對(duì)于所生成的路線(受到螺釘?shù)闹睆胶托Ｕ挠绊?，可計(jì)算出特征值并將其輸出。

25、借助統(tǒng)計(jì)學(xué)算法，具體是借助機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的算法，優(yōu)選地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估并且確定機(jī)加工過程的質(zhì)量。

26、已知的機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的算法包括監(jiān)督學(xué)習(xí)和無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、“深度學(xué)習(xí)”和“加強(qiáng)學(xué)習(xí)”。

27、這使得可以提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量并且因此使磨削過程穩(wěn)定?？梢愿行ёR(shí)別過程是否存在故障，也可以更準(zhǔn)確地識(shí)別故障類型。前提條件是存儲(chǔ)(在機(jī)器控制器系統(tǒng)中)的數(shù)據(jù)包括有關(guān)此故障或類似故障的信息。

28、除了識(shí)別錯(cuò)誤之外，這也使得可以更快進(jìn)行故障診斷?；谶@種了解，機(jī)器能夠自適應(yīng)地對(duì)過程進(jìn)行干預(yù)和優(yōu)化。

29、如所提及，可基于對(duì)磨削過程的了解將過程中的測(cè)量信號(hào)細(xì)分為對(duì)過程評(píng)估有意義的區(qū)域。因此，沒有必要對(duì)整個(gè)機(jī)加工過程進(jìn)行評(píng)估，而只需對(duì)相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行評(píng)估。