给条带造粒机的刀具辊装置提供诊断数据的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种给条带造粒机30的刀具辊装置12提供诊断数据的系统和方法。在该包含刀具辊装置12(该刀具辊装置具有刀具辊20和至少一个轴承26、28)的系统中，设置有至少一个传感器，用来测量辊20空转时至少一个轴承26、28的振动，该振动的形式是振动信号，因此处理装置16能够把振动信号转换成诊断数据并且将它存储在存储装置18中，因此在刀具辊装置12从塑料条带造粒机30中拆卸出来之后在保养刀具辊20时，这些诊断数据可供使用。
【专利说明】给条带造粒机的刀具辊装置提供诊断数据的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种给条带造粒机的刀具辊装置提供诊断数据的系统和方法。该系统包含刀具辊装置，该刀具辊装置具有刀具辊和至少一个刀具辊支架。
【背景技术】
[0002]由德语公开文献DE 42 36 451 Cl已知一种用于条带材料的造粒装置，它具有旋转的剪刀辊以及下方和上方的拉入辊。为了简化清洁、保养和维护工作，规定该剪刀辊和/或下方的拉入辊设计得可活动。因此能够使剪刀辊的跟保养有关的构造更简单地实现，例如定期地重磨剪刀。
[0003]通常将该刀具辊装置整体上(也就是说，包括刀具辊支架的支架外罩)从造粒机中拉出来。要么在需要重磨或维修的情况下为了保养刀具辊，要么在支架损坏的情况下为了更换有缺陷的支承，才实施上述动作。塑料条带造粒装置的保养通常在外部由该装置的制造商或由它授权的服务提供者来实施。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，优化塑料条带造粒机的保养。
[0005]此目的通过具有独立权利要求的特征的方法以及用来实施该方法的系统得以实现。在从属权利要求中说明了本发明的有利的构造方案和改进方案。
[0006]首先对于本发明的来说重要的是，设置至少一个传感器，来探测刀具辊装置的振动。探测到的振动表征了刀具辊装置的该至少一个刀具辊支架的磨损状态。然后，探测到的振动信号借助存储装置以诊断数据的形式进行存储，因此它们在刀具辊装置从塑料条带造粒机中拆卸出来之后在进行保养时使用。
[0007]与现有技术不同的是，不仅有待重磨的刀具辊装置(其具有刀具辊支架的未知的磨损状况)，而且还有存储的诊断数据供刀具辊装置的保养人员使用，该诊断数据间接地展示了轴承的磨损状况。
[0008]存储的诊断数据优选首先以这样的形式存在，即它基本上相当于探测到的振动信号的转化形式，目的是为以后的评估作好存储准备。那么，通过保养人员才能对诊断数据进行评估，该保养人员借助分析装置来处理诊断数据，以便确定轴承的磨损状况。
[0009]在现有技术中要么不能确定磨损状况，因此刀具辊装置存在着随后失灵的危险，要么在怀疑的情况下就拆卸或替换了还完整的轴承，但借助按本发明的系统能够在任何时候确定磨损状况并且能够在保养刀具辊时加以考虑，因此能够在需要时立即维修这个或这些轴承。
[0010]在本发明的优选实施例中，存储装置是刀具辊装置的一部分。就这方面而言，这是有利的，因为保养人员获得了存储的诊断数据，连同相关联的刀具辊装置一起。
[0011]在其它实施例中存储装置不是刀具辊装置的一部分，保养人员能够通过具有网络连接的机器接口或通过外部的数据存储器获得诊断数据的动用权，在该数据存储器上存储着诊断数据并且在保养之际递交。
[0012]在分析装置不是按本发明的系统的一部分的实施例中，已评估的诊断数据能够存储在存储装置中，因此通过存储装置的读取就能直接地确定轴承的磨损状况。
[0013]提供诊断数据所需的测量是在刀具辊空间时进行的，并优选在条带造粒机常规运行之前或之后(即尤其在刀具辊装置的接通过程或断开过程期间)进行。所述测量是在定义的条件下进行的，这尤其涉及测量持续时间、测量转速和/或该系统为此优选包含控制装置。该控制装置例如这样设置，即尤其在刀具辊空转时，在刀具辊的一个或多个定义的测量转速或测量转速范围，和/或在刀具辊装置的接通或断开过程期间，用来启动传感器对振动的探测。
[0014]为了调校分析装置，在相同定义的条件下获知了结构相同且功能完全正常的刀具辊支架的参照-诊断数据。分析装置借助该参照-诊断数据，能够通过比较当前应用刀具辊支架的诊断数据与参照-诊断数据来确定它们的区别，该区别展示了磨损状况。在调校期间，探测到刀具辊支架的多个诊断数据，其具有不同的、但已知的磨损状况，并且将该诊断数据与参照-诊断数据进行比较，并且将典型的区别归入各自的磨损状况。借助这些数据，分析装置能够借助该诊断数据来精确地展示磨损状况。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面借助附图示例性地阐述了本发明。其中:
[0016]图1示出了按本发明的优选实施例的系统；以及
[0017]图2在示意性的侧视图中示出了具有按本发明的系统的塑料条带造粒机。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了一种系统10，用来提供诊断数据给按优选实施例的条带造粒机30的刀具辊装置。该系统10包含:刀具辊装置12 ;用来探测振动的传感器14 ;控制装置11，该控制装置用来在刀具辊空转时启动传感器对振动的探测；处理装置16，它将由传感器14探测到的振动信号转换成诊断数据；以及存储装置18，它将由处理装置16转换的诊断数据存储起来。
[0019]刀具辊装置12包含设置在轴22上的刀具辊20。该轴22支承在刀具辊支架23的两个端部上。在一些实施例中，该轴22只支承在刀具辊支架23的一个端部上。刀具辊支架23包含带径向轴承26的轴承壳体24。在一些实施例中，刀具辊支架23还额外地包含轴向轴承28。在一些实施例中，有眼螺栓5设置在轴承壳体24上，刀具辊装置12能够在该有眼螺栓上从塑料条带造粒机30中拔出来。
[0020]该传感器14这样设置，即如果刀具辊20旋转，则该传感器能够探测相关的刀具辊支架23的振动。在一些实施例中，传感器14设置在相关的刀具辊支架23的附近。在一些实施例中，传感器14位于轴承壳体24的外部并因此不是刀具辊装置12的一部分。在其它实施例中，传感器14设置在轴承壳体24中并因此是刀具辊装置12的一部分。在一些实施例中，传感器14直接固定在相关的刀具辊支架23上。
[0021]在一些实施例中，刀具辊支架23的每个径向轴承或轴向轴承26、28都配备有自己的传感器14，该传感器记录了由各轴承产生的振动。在其它实施例中，只有径向轴承26或只有轴向轴承28配备有自己的传感器14，而另一轴承未直接通过相关的传感器监控。
[0022]在一些实施例中，通过共同的传感器14来测量刀具辊支架23的多个单个轴承26、28的振动信号，该传感器这样设置，即它能够同时探测多个单个轴承的振动。例如径向轴承26和轴向轴承28能够配备共同的传感器14，尽管测量是共同的，但由于振动特征不同，所以仍然能够孤立地观察不同的轴承26、28，其方式是:由共同的信号中过滤出相关于单个轴承的信号成份。
[0023]在一些实施例中，传感器14是振动传感器，它具有至少100°C的耐热性。该至少一个传感器14例如指麦克风、加速度传感器、LVDT或示振器。传感器14探测传感器表面上的振动，并且将该振动转换成振动信号，该振动信号优选以电子信号的形式存在。
[0024]传感器14与处理装置16相连，该处理装置对振动信号进行处理。在一些实施例中，传感器14的电子信号借助模拟-数字-转换器转换成数字信号，该数字信号作为诊断数据供后继处理用。处理装置16的功能因此包含准备传感信号，以便存储在存储装置18中。在一些实施例中，存储装置18如同所示的一样是刀具辊装置12的一部分。附加地或必要时只是备选地，处理装置16也可以是刀具辊装置12的一部分。因此，处理装置16和存储装置18能够作为CPU和EEPROM集成在微芯片中。
[0025]该系统10用来在刀具辊20空转时探测振动，以使测量不受运行干扰变量的影响。在一些实施例中，在定义的测量转速(例如每分钟500转)中进行探测。
[0026]在其它实施例中，代替该预先设定的测量转速的是，实施预先设定的测量转速范围，其中例如在每分钟400至600转的范围内探测振动。在其它实施例中，在不同的测量转速或测量转速范围内测量振动。在一些实施例中应用测量总则(Messprofile)，其中在特定的时刻在测量时应用预先设定的测量转速。
[0027]测量转速或测量转速范围优选低于刀具辊20的运行转速。为此，该测量能够有规律地在达到和/或离开该运行转速时进行。在一些实施例中，该测量转速能够是运行转速的预定的一部分(例如50%)。但在其它实施例中，该测量转速也可相当于运行转速。但也不排除测量转速高于运行转速的情况。根据预估的振动特征，这一点也是适宜的。在一些实施例中，运行转速是每分钟300至2500转，例如每分钟1000转。
[0028]在一些实施例中，在刀具辊装置12的接通过程中对振动进行测量，其中在达到一个或多个测量转速或测量转速范围时，当前的转速必要时还保持在各自的测量转速上和/或经历所述的测量转速范围，因此传感器14能够探测振动。在测量结束之后，刀具辊装置12将当前的转带从测量转速改为期望的运行转速。如果测量转速低于运行转速，因此该测量是在机器高负荷运转期间进行的，其中该高负荷运转基本上只通过该测量持续时间延长，则该构造方案是尤其有利的。
[0029]在其它实施例中，在刀具辊装置12的断开过程中测量振动。在此，将当前的转速从运行转速改为测量转速。为此，在达到一个或多个测量转速或测量转速范围时，当前的转速保持在各自的测量转速上和/或经历所述的测量转速范围，因此传感器14能够探测振动。在测量结束之后，刀具辊装置12随着转速的降低而继续运行。如果测量转速低于运行转速，因此该测量是在转速降低期间完成的，其中该低负荷运转基本上只通过该测量持续时间延长，则该构造方案是尤其有利的。
[0030]在另一实施例中，测量过程既在刀具辊装置12的接通过程中也在断开过程中进行。
[0031]在一些实施例中，这些诊断数据在分析装置19中进行分析。为此，该分析装置19将当前的诊断数据与相类的、运作良好的刀具辊装置12的诊断数据(其当作参照来用)进行比较。根据当前的诊断数据和参照-诊断数据之间的偏差的大小，该分析装置19能够说明相关轴承26、28的摩擦状态。在一些实施例中，分析装置19是系统10的一部分。
[0032]如果传感器14设置成用来同时探测多个单个轴承26、28的振动，则分析装置19在一些实施例中确定多个单个轴承26、28的整体的摩损状态，而不进行系统整理多个单个轴承26、28的磨损状况是怎么样的。在其它实施例中，由于单个轴承具有不同的振动特性，所以分析装置19在诊断数据的基础上评估单个轴承26、28的磨损状况。
[0033]在一些实施例中，分析装置19与处理装置16相连，在一些实施例中是刀具辊装置12的一部分。在其它实施例中，分析装置19是处理装置16的一部分。在其它实施例中，分析装置19是保养系统的一部分，它能够独立于刀具辊装置12、系统10和塑料条带造粒机30来评估这些诊断数据。
[0034]存储装置18与处理装置16在电流方面或无线地相连，并且存储由处理装置16提供的诊断数据，该诊断数据随后亦或很久之后(即例如在拆卸刀具辊装置之后)才传递至分析装置19。在一些实施例中，存储装置18还存储着由可能存在的分析装置19评估的诊断数据(见图1的箭头X2)。在其它实施例中，存储装置18存储着由分析装置19评估的诊断数据，而未单独地存储基础的诊断数据(见图1的箭头Xl和X2)。在诊断数据的存储期间，存储装置18在一些实施例中还能够存储测量的时刻和/或所用测量方法的标识，因此能够检索出诊断数据的历史。
[0035]在一些实施例中，存储装置18能够具有朝向外部数据存储器的机器接口，并因此在该机器接口上提供待存储的诊断数据。存储装置18的机器接口例如能够是USB-接口、网络接口(例如以太网)或数据存储器接口(例如串行ΑΤΑ)。存储装置18的机器接口能够代替存储装置18的内部数据存储器，因此在测量过程中数据存储器必须与存储装置18的机器接口相连。在另一个实施例中，存储装置18的机器接口补充了内部的数据存储器，因此诊断数据能够从内部数据存储器转换到外部的、连接到机器接口上的数据存储器上。
[0036]在一些实施例中，处理装置16和/或分析装置19具有机器接口，该机器接口用来配置这些装置，尤其用来磨合参照-诊断数据或用来确定测量总则，在该测量总则中定义了测量持线时间、测量转速和测量时刻。处理装置16和/或分析装置19的机器接口还用来磨合和读取这些装置的硬件。
[0037]在一些构造方案中该系统包含分析装置19，并且设置有显示装置，该显示装置向使用者通告磨损状态或轴承损坏。
[0038]图2示出了塑料条带造粒机30，其中应用于按本发明的具有刀具辊装置12的系统10。塑料条带40在下方拉入辊32和上方拉入辊34引导。这两个拉入辊32、34将条带40拉入塑料条带造粒机30中并且引入系统10中，该系统包含图1的、带旋转的刀具辊20的刀具辊装置12。刀具辊20与固定在载体38上的砧座刀具36共同工作，它们一起将条带粒化成颗粒42。
[0039]本发明还涉及一种提供有关条带造粒机30的刀具辊装置12的诊断数据的方法。该方法借助按上述实施例中任一项或其组合所述的系统10得以实施。
[0040]在一些实施例中，通过条带造粒机30的使用者操纵条带造粒机30的开关装置，来触发测量过程，以便按本发明提供诊断数据。该开关装置例如与控制装置11相连，该控制装置在操纵开关装置之后以上述方式启动传感器14对振动的探测。
[0041]在其它实施例中，在刀具辊装置12断开和/或接通过程中，测量过程是自动触发的，例如通过控制装置11启动。在一些实施例中，测量过程最早是在达到了预先设定的运行小时数之后触发的。该触发也可通过控制装置11来控制。因此只在刀具辊20空转时才进行测量，所以该测量优选在下次断开或接通过程时进行。
[0042]一旦测量过程已被触发，则探测由传感器14探测到的振动信号并且由处理单元16转换为诊断数据，该诊断数据存储在存储装置18中。因此，可推断出轴承26、28的状态的诊断数据可在存储装置18中使用。
[0043]在一些实施例中，只要该系统10具有分析装置19和显示装置，则会向条带造粒机30的使用者通告刀具辊装置12的轴承26、28的磨损状况。如果确定的磨损状况与预先设定的阈值有偏差，则表明出现了轴承损坏，并且相应地通知使用者。
[0044]在一些实施例中，使用者或保养人员具有存储装置18或处理装置16的机器接口的动用权，并且通过外部的分析装置19来评估诊断数据。该外部的分析装置19也构成为计算机上的程度，它存储在计算机可读的介质上或存储在信号中。
[0045]在各种情况下，为了实现保养目的，都将刀具辊装置12从塑料条带造粒机30中拆卸出来。这一点以有规律的间隔来进行，以便重磨或更换刀具。在刀具辊20的保养期间，对诊断数据进行评估。如果确定的磨损状况与预先设定的阈值有偏差，则表明在刀具辊支架23中出现了轴承损坏。在这种情况下，至少修理或替换相关的单个轴承26、28。
[0046]尤其通过上述实施例的单个特征的结合，本发明的其它备选的构造方案也是可行的。
【权利要求】
1.一种系统，其包含:条带造粒机(30)的刀具辊装置(12)，该刀具辊装置具有刀具辊(20)和至少一个刀具辊支架(23)； 至少一个传感器(14)，用来探测刀具辊(20)的至少一个刀具辊支架(23)的振动，该振动的形式是振动信号； 处理装置(16)，用来把振动信号转换成诊断数据并且将诊断数据存储在存储装置(18)中，因此在刀具辊装置从塑料条带造粒机(30)中拆卸出来之后在保养刀具辊(20)时，这些诊断数据可供使用， 其特征在于， 该系统(10)设置成在测量辊(20)空转时探测振动。
2.按权利要求1所述的系统，其中存储装置(18)是刀具辊装置(12)的一部分。
3.按权利要求1或2所述的系统，其中该系统(10)这样设计:在刀具辊(20)的一个或多个定义的测量转速或测量转速范围下探测振动，该测量转速或测量转速范围低于前述的或随后的运行转速。
4.按权利要求3所述的系统，其中该系统设计得用来在刀具辊装置(12)的接通或断开过程中探测振动。
5.按权利要求1至4中任一项所述的系统，其中该至少一个刀具辊支架(23)包含轴承壳体，该至少一个传感器(14)设置在该轴承壳体上。
6.按权利要求1至5中任一项所述的系统，其中该至少一个刀具辊支架(23)在共同的轴承壳体中包含多个不同的单个轴承，它们优选是径向轴承(26)和轴向轴承(28)，并且其中传感器(14)设置成用来探测不同的单个轴承(26、28)的振动。
7.按权利要求1至6中任一项所述的系统，其还包含分析装置(19)，它通过与参照-诊断数据的比较来评估诊断数据。
8.按权利要求6中所述的系统，其还包含分析装置(19)，它通过与参照-诊断数据的比较来评估诊断数据，其中该评估针对不同的单个轴承(26、28)来进行的。
9.一种用来给条带造粒机(30)的刀具辊装置(12)提供诊断数据的方法，以实现保养目的，其中刀具辊装置(12)包含刀具辊(20)和至少一个刀具辊支架(23)，并且该方法包含以下步骤: 探测刀具辊(20)的该至少一个刀具辊支架(23)的振动，该振动的形式是振动信号， 将振动信号转换为诊断数据，并且 这样存储该诊断数据，使得诊断数据在刀具辊装置(12)从塑料条带造粒机(30)中拆卸出来之后在保养刀具辊(20)时使用， 其特征在于，在刀具辊空转时探测振动。
10.按权利要求或9所述的方法，其中诊断数据存储在存储装置(18)中，该存储装置是是刀具辊装置(12)的一部分。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其包含下面的步骤:将存储的诊断数据与参照-诊断数据进行比较，以确定该至少一个刀具辊支架(23)的磨损状况。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其包含下面的步骤: 将刀具辊装置(12)从塑料条带造粒机(30)中拆卸出来，以便保养刀具辊(20)； 保养该刀具辊(20)； 通过存储的诊断数据与参照-诊断数据的比较，来确定该至少一个刀具辊支架(23)的磨损状况；以及 如果确定的磨损状况偏离了预先设定的阈值，则更换或修理该至少一个刀具辊支架(23)。
13.按权利要求9至12中任一项所述的方法，其中在刀具辊(20)的一个或多个定义的测量转速或测量转速范围下探测振动，该测量转速或测量转速范围低于前述的或随后的运行转速。
14.按权利要求13所述的方法，其中在刀具辊装置(12)的接通或断开过程中探测振动。
15.按权利要求9至14中任一项所述的方法，其中该至少一个刀具辊支架(23)在共同的轴承壳体中包含多个不同的单个轴承，它们优选是径向轴承(26)和轴向轴承(28)，并且 其中传感器(14)设置成用来探测不同的单个轴承(26、28)的振动。
【文档编号】G01M13/04GK104458255SQ201410496018
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】约亨·费舍尔, 路德维希·佐里驰, 乌尔里希·克罗伊茨 申请人:瑞达申工程股份有限公司