給條帶造粒機的刀具輥裝置提供診斷數據的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及一種給條帶造粒機30的刀具輥裝置12提供診斷數據的系統和方法。在該包含刀具輥裝置12(該刀具輥裝置具有刀具輥20和至少一個軸承26、28)的系統中，設置有至少一個傳感器，用來測量輥20空轉時至少一個軸承26、28的振動，該振動的形式是振動信號，因此處理裝置16能夠把振動信號轉換成診斷數據并且將它存儲在存儲裝置18中，因此在刀具輥裝置12從塑料條帶造粒機30中拆卸出來之后在保養刀具輥20時，這些診斷數據可供使用。
【專利說明】給條帶造粒機的刀具輥裝置提供診斷數據的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種給條帶造粒機的刀具輥裝置提供診斷數據的系統和方法。該系統包含刀具輥裝置，該刀具輥裝置具有刀具輥和至少一個刀具輥支架。
【背景技術】
[0002]由德語公開文獻DE 42 36 451 Cl已知一種用于條帶材料的造粒裝置，它具有旋轉的剪刀輥以及下方和上方的拉入輥。為了簡化清潔、保養和維護工作，規定該剪刀輥和/或下方的拉入輥設計得可活動。因此能夠使剪刀輥的跟保養有關的構造更簡單地實現，例如定期地重磨剪刀。
[0003]通常將該刀具輥裝置整體上(也就是說，包括刀具輥支架的支架外罩)從造粒機中拉出來。要么在需要重磨或維修的情況下為了保養刀具輥，要么在支架損壞的情況下為了更換有缺陷的支承，才實施上述動作。塑料條帶造粒裝置的保養通常在外部由該裝置的制造商或由它授權的服務提供者來實施。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是，優化塑料條帶造粒機的保養。
[0005]此目的通過具有獨立權利要求的特征的方法以及用來實施該方法的系統得以實現。在從屬權利要求中說明了本發明的有利的構造方案和改進方案。
[0006]首先對于本發明的來說重要的是，設置至少一個傳感器，來探測刀具輥裝置的振動。探測到的振動表征了刀具輥裝置的該至少一個刀具輥支架的磨損狀態。然后，探測到的振動信號借助存儲裝置以診斷數據的形式進行存儲，因此它們在刀具輥裝置從塑料條帶造粒機中拆卸出來之后在進行保養時使用。
[0007]與現有技術不同的是，不僅有待重磨的刀具輥裝置(其具有刀具輥支架的未知的磨損狀況)，而且還有存儲的診斷數據供刀具輥裝置的保養人員使用，該診斷數據間接地展示了軸承的磨損狀況。
[0008]存儲的診斷數據優選首先以這樣的形式存在，即它基本上相當于探測到的振動信號的轉化形式，目的是為以后的評估作好存儲準備。那么，通過保養人員才能對診斷數據進行評估，該保養人員借助分析裝置來處理診斷數據，以便確定軸承的磨損狀況。
[0009]在現有技術中要么不能確定磨損狀況，因此刀具輥裝置存在著隨后失靈的危險，要么在懷疑的情況下就拆卸或替換了還完整的軸承，但借助按本發明的系統能夠在任何時候確定磨損狀況并且能夠在保養刀具輥時加以考慮，因此能夠在需要時立即維修這個或這些軸承。
[0010]在本發明的優選實施例中，存儲裝置是刀具輥裝置的一部分。就這方面而言，這是有利的，因為保養人員獲得了存儲的診斷數據，連同相關聯的刀具輥裝置一起。
[0011]在其它實施例中存儲裝置不是刀具輥裝置的一部分，保養人員能夠通過具有網絡連接的機器接口或通過外部的數據存儲器獲得診斷數據的動用權，在該數據存儲器上存儲著診斷數據并且在保養之際遞交。
[0012]在分析裝置不是按本發明的系統的一部分的實施例中，已評估的診斷數據能夠存儲在存儲裝置中，因此通過存儲裝置的讀取就能直接地確定軸承的磨損狀況。
[0013]提供診斷數據所需的測量是在刀具輥空間時進行的，并優選在條帶造粒機常規運行之前或之后(即尤其在刀具輥裝置的接通過程或斷開過程期間)進行。所述測量是在定義的條件下進行的，這尤其涉及測量持續時間、測量轉速和/或該系統為此優選包含控制裝置。該控制裝置例如這樣設置，即尤其在刀具輥空轉時，在刀具輥的一個或多個定義的測量轉速或測量轉速范圍，和/或在刀具輥裝置的接通或斷開過程期間，用來啟動傳感器對振動的探測。
[0014]為了調校分析裝置，在相同定義的條件下獲知了結構相同且功能完全正常的刀具輥支架的參照-診斷數據。分析裝置借助該參照-診斷數據，能夠通過比較當前應用刀具輥支架的診斷數據與參照-診斷數據來確定它們的區別，該區別展示了磨損狀況。在調校期間，探測到刀具輥支架的多個診斷數據，其具有不同的、但已知的磨損狀況，并且將該診斷數據與參照-診斷數據進行比較，并且將典型的區別歸入各自的磨損狀況。借助這些數據，分析裝置能夠借助該診斷數據來精確地展示磨損狀況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面借助附圖示例性地闡述了本發明。其中:
[0016]圖1示出了按本發明的優選實施例的系統；以及
[0017]圖2在示意性的側視圖中示出了具有按本發明的系統的塑料條帶造粒機。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出了一種系統10，用來提供診斷數據給按優選實施例的條帶造粒機30的刀具輥裝置。該系統10包含:刀具輥裝置12 ;用來探測振動的傳感器14 ;控制裝置11，該控制裝置用來在刀具輥空轉時啟動傳感器對振動的探測；處理裝置16，它將由傳感器14探測到的振動信號轉換成診斷數據；以及存儲裝置18，它將由處理裝置16轉換的診斷數據存儲起來。
[0019]刀具輥裝置12包含設置在軸22上的刀具輥20。該軸22支承在刀具輥支架23的兩個端部上。在一些實施例中，該軸22只支承在刀具輥支架23的一個端部上。刀具輥支架23包含帶徑向軸承26的軸承殼體24。在一些實施例中，刀具輥支架23還額外地包含軸向軸承28。在一些實施例中，有眼螺栓5設置在軸承殼體24上，刀具輥裝置12能夠在該有眼螺栓上從塑料條帶造粒機30中拔出來。
[0020]該傳感器14這樣設置，即如果刀具輥20旋轉，則該傳感器能夠探測相關的刀具輥支架23的振動。在一些實施例中，傳感器14設置在相關的刀具輥支架23的附近。在一些實施例中，傳感器14位于軸承殼體24的外部并因此不是刀具輥裝置12的一部分。在其它實施例中，傳感器14設置在軸承殼體24中并因此是刀具輥裝置12的一部分。在一些實施例中，傳感器14直接固定在相關的刀具輥支架23上。
[0021]在一些實施例中，刀具輥支架23的每個徑向軸承或軸向軸承26、28都配備有自己的傳感器14，該傳感器記錄了由各軸承產生的振動。在其它實施例中，只有徑向軸承26或只有軸向軸承28配備有自己的傳感器14，而另一軸承未直接通過相關的傳感器監控。
[0022]在一些實施例中，通過共同的傳感器14來測量刀具輥支架23的多個單個軸承26、28的振動信號，該傳感器這樣設置，即它能夠同時探測多個單個軸承的振動。例如徑向軸承26和軸向軸承28能夠配備共同的傳感器14，盡管測量是共同的，但由于振動特征不同，所以仍然能夠孤立地觀察不同的軸承26、28，其方式是:由共同的信號中過濾出相關于單個軸承的信號成份。
[0023]在一些實施例中，傳感器14是振動傳感器，它具有至少100°C的耐熱性。該至少一個傳感器14例如指麥克風、加速度傳感器、LVDT或示振器。傳感器14探測傳感器表面上的振動，并且將該振動轉換成振動信號，該振動信號優選以電子信號的形式存在。
[0024]傳感器14與處理裝置16相連，該處理裝置對振動信號進行處理。在一些實施例中，傳感器14的電子信號借助模擬-數字-轉換器轉換成數字信號，該數字信號作為診斷數據供后繼處理用。處理裝置16的功能因此包含準備傳感信號，以便存儲在存儲裝置18中。在一些實施例中，存儲裝置18如同所示的一樣是刀具輥裝置12的一部分。附加地或必要時只是備選地，處理裝置16也可以是刀具輥裝置12的一部分。因此，處理裝置16和存儲裝置18能夠作為CPU和EEPROM集成在微芯片中。
[0025]該系統10用來在刀具輥20空轉時探測振動，以使測量不受運行干擾變量的影響。在一些實施例中，在定義的測量轉速(例如每分鐘500轉)中進行探測。
[0026]在其它實施例中，代替該預先設定的測量轉速的是，實施預先設定的測量轉速范圍，其中例如在每分鐘400至600轉的范圍內探測振動。在其它實施例中，在不同的測量轉速或測量轉速范圍內測量振動。在一些實施例中應用測量總則(Messprofile)，其中在特定的時刻在測量時應用預先設定的測量轉速。
[0027]測量轉速或測量轉速范圍優選低于刀具輥20的運行轉速。為此，該測量能夠有規律地在達到和/或離開該運行轉速時進行。在一些實施例中，該測量轉速能夠是運行轉速的預定的一部分(例如50%)。但在其它實施例中，該測量轉速也可相當于運行轉速。但也不排除測量轉速高于運行轉速的情況。根據預估的振動特征，這一點也是適宜的。在一些實施例中，運行轉速是每分鐘300至2500轉，例如每分鐘1000轉。
[0028]在一些實施例中，在刀具輥裝置12的接通過程中對振動進行測量，其中在達到一個或多個測量轉速或測量轉速范圍時，當前的轉速必要時還保持在各自的測量轉速上和/或經歷所述的測量轉速范圍，因此傳感器14能夠探測振動。在測量結束之后，刀具輥裝置12將當前的轉帶從測量轉速改為期望的運行轉速。如果測量轉速低于運行轉速，因此該測量是在機器高負荷運轉期間進行的，其中該高負荷運轉基本上只通過該測量持續時間延長，則該構造方案是尤其有利的。
[0029]在其它實施例中，在刀具輥裝置12的斷開過程中測量振動。在此，將當前的轉速從運行轉速改為測量轉速。為此，在達到一個或多個測量轉速或測量轉速范圍時，當前的轉速保持在各自的測量轉速上和/或經歷所述的測量轉速范圍，因此傳感器14能夠探測振動。在測量結束之后，刀具輥裝置12隨著轉速的降低而繼續運行。如果測量轉速低于運行轉速，因此該測量是在轉速降低期間完成的，其中該低負荷運轉基本上只通過該測量持續時間延長，則該構造方案是尤其有利的。
[0030]在另一實施例中，測量過程既在刀具輥裝置12的接通過程中也在斷開過程中進行。
[0031]在一些實施例中，這些診斷數據在分析裝置19中進行分析。為此，該分析裝置19將當前的診斷數據與相類的、運作良好的刀具輥裝置12的診斷數據(其當作參照來用)進行比較。根據當前的診斷數據和參照-診斷數據之間的偏差的大小，該分析裝置19能夠說明相關軸承26、28的摩擦狀態。在一些實施例中，分析裝置19是系統10的一部分。
[0032]如果傳感器14設置成用來同時探測多個單個軸承26、28的振動，則分析裝置19在一些實施例中確定多個單個軸承26、28的整體的摩損狀態，而不進行系統整理多個單個軸承26、28的磨損狀況是怎么樣的。在其它實施例中，由于單個軸承具有不同的振動特性，所以分析裝置19在診斷數據的基礎上評估單個軸承26、28的磨損狀況。
[0033]在一些實施例中，分析裝置19與處理裝置16相連，在一些實施例中是刀具輥裝置12的一部分。在其它實施例中，分析裝置19是處理裝置16的一部分。在其它實施例中，分析裝置19是保養系統的一部分，它能夠獨立于刀具輥裝置12、系統10和塑料條帶造粒機30來評估這些診斷數據。
[0034]存儲裝置18與處理裝置16在電流方面或無線地相連，并且存儲由處理裝置16提供的診斷數據，該診斷數據隨后亦或很久之后(即例如在拆卸刀具輥裝置之后)才傳遞至分析裝置19。在一些實施例中，存儲裝置18還存儲著由可能存在的分析裝置19評估的診斷數據(見圖1的箭頭X2)。在其它實施例中，存儲裝置18存儲著由分析裝置19評估的診斷數據，而未單獨地存儲基礎的診斷數據(見圖1的箭頭Xl和X2)。在診斷數據的存儲期間，存儲裝置18在一些實施例中還能夠存儲測量的時刻和/或所用測量方法的標識，因此能夠檢索出診斷數據的歷史。
[0035]在一些實施例中，存儲裝置18能夠具有朝向外部數據存儲器的機器接口，并因此在該機器接口上提供待存儲的診斷數據。存儲裝置18的機器接口例如能夠是USB-接口、網絡接口(例如以太網)或數據存儲器接口(例如串行ΑΤΑ)。存儲裝置18的機器接口能夠代替存儲裝置18的內部數據存儲器，因此在測量過程中數據存儲器必須與存儲裝置18的機器接口相連。在另一個實施例中，存儲裝置18的機器接口補充了內部的數據存儲器，因此診斷數據能夠從內部數據存儲器轉換到外部的、連接到機器接口上的數據存儲器上。
[0036]在一些實施例中，處理裝置16和/或分析裝置19具有機器接口，該機器接口用來配置這些裝置，尤其用來磨合參照-診斷數據或用來確定測量總則，在該測量總則中定義了測量持線時間、測量轉速和測量時刻。處理裝置16和/或分析裝置19的機器接口還用來磨合和讀取這些裝置的硬件。
[0037]在一些構造方案中該系統包含分析裝置19，并且設置有顯示裝置，該顯示裝置向使用者通告磨損狀態或軸承損壞。
[0038]圖2示出了塑料條帶造粒機30，其中應用于按本發明的具有刀具輥裝置12的系統10。塑料條帶40在下方拉入輥32和上方拉入輥34引導。這兩個拉入輥32、34將條帶40拉入塑料條帶造粒機30中并且引入系統10中，該系統包含圖1的、帶旋轉的刀具輥20的刀具輥裝置12。刀具輥20與固定在載體38上的砧座刀具36共同工作，它們一起將條帶粒化成顆粒42。
[0039]本發明還涉及一種提供有關條帶造粒機30的刀具輥裝置12的診斷數據的方法。該方法借助按上述實施例中任一項或其組合所述的系統10得以實施。
[0040]在一些實施例中，通過條帶造粒機30的使用者操縱條帶造粒機30的開關裝置，來觸發測量過程，以便按本發明提供診斷數據。該開關裝置例如與控制裝置11相連，該控制裝置在操縱開關裝置之后以上述方式啟動傳感器14對振動的探測。
[0041]在其它實施例中，在刀具輥裝置12斷開和/或接通過程中，測量過程是自動觸發的，例如通過控制裝置11啟動。在一些實施例中，測量過程最早是在達到了預先設定的運行小時數之后觸發的。該觸發也可通過控制裝置11來控制。因此只在刀具輥20空轉時才進行測量，所以該測量優選在下次斷開或接通過程時進行。
[0042]一旦測量過程已被觸發，則探測由傳感器14探測到的振動信號并且由處理單元16轉換為診斷數據，該診斷數據存儲在存儲裝置18中。因此，可推斷出軸承26、28的狀態的診斷數據可在存儲裝置18中使用。
[0043]在一些實施例中，只要該系統10具有分析裝置19和顯示裝置，則會向條帶造粒機30的使用者通告刀具輥裝置12的軸承26、28的磨損狀況。如果確定的磨損狀況與預先設定的閾值有偏差，則表明出現了軸承損壞，并且相應地通知使用者。
[0044]在一些實施例中，使用者或保養人員具有存儲裝置18或處理裝置16的機器接口的動用權，并且通過外部的分析裝置19來評估診斷數據。該外部的分析裝置19也構成為計算機上的程度，它存儲在計算機可讀的介質上或存儲在信號中。
[0045]在各種情況下，為了實現保養目的，都將刀具輥裝置12從塑料條帶造粒機30中拆卸出來。這一點以有規律的間隔來進行，以便重磨或更換刀具。在刀具輥20的保養期間，對診斷數據進行評估。如果確定的磨損狀況與預先設定的閾值有偏差，則表明在刀具輥支架23中出現了軸承損壞。在這種情況下，至少修理或替換相關的單個軸承26、28。
[0046]尤其通過上述實施例的單個特征的結合，本發明的其它備選的構造方案也是可行的。
【權利要求】
1.一種系統，其包含:條帶造粒機(30)的刀具輥裝置(12)，該刀具輥裝置具有刀具輥(20)和至少一個刀具輥支架(23)； 至少一個傳感器(14)，用來探測刀具輥(20)的至少一個刀具輥支架(23)的振動，該振動的形式是振動信號； 處理裝置(16)，用來把振動信號轉換成診斷數據并且將診斷數據存儲在存儲裝置(18)中，因此在刀具輥裝置從塑料條帶造粒機(30)中拆卸出來之后在保養刀具輥(20)時，這些診斷數據可供使用， 其特征在于， 該系統(10)設置成在測量輥(20)空轉時探測振動。
2.按權利要求1所述的系統，其中存儲裝置(18)是刀具輥裝置(12)的一部分。
3.按權利要求1或2所述的系統，其中該系統(10)這樣設計:在刀具輥(20)的一個或多個定義的測量轉速或測量轉速范圍下探測振動，該測量轉速或測量轉速范圍低于前述的或隨后的運行轉速。
4.按權利要求3所述的系統，其中該系統設計得用來在刀具輥裝置(12)的接通或斷開過程中探測振動。
5.按權利要求1至4中任一項所述的系統，其中該至少一個刀具輥支架(23)包含軸承殼體，該至少一個傳感器(14)設置在該軸承殼體上。
6.按權利要求1至5中任一項所述的系統，其中該至少一個刀具輥支架(23)在共同的軸承殼體中包含多個不同的單個軸承，它們優選是徑向軸承(26)和軸向軸承(28)，并且其中傳感器(14)設置成用來探測不同的單個軸承(26、28)的振動。
7.按權利要求1至6中任一項所述的系統，其還包含分析裝置(19)，它通過與參照-診斷數據的比較來評估診斷數據。
8.按權利要求6中所述的系統，其還包含分析裝置(19)，它通過與參照-診斷數據的比較來評估診斷數據，其中該評估針對不同的單個軸承(26、28)來進行的。
9.一種用來給條帶造粒機(30)的刀具輥裝置(12)提供診斷數據的方法，以實現保養目的，其中刀具輥裝置(12)包含刀具輥(20)和至少一個刀具輥支架(23)，并且該方法包含以下步驟: 探測刀具輥(20)的該至少一個刀具輥支架(23)的振動，該振動的形式是振動信號， 將振動信號轉換為診斷數據，并且 這樣存儲該診斷數據，使得診斷數據在刀具輥裝置(12)從塑料條帶造粒機(30)中拆卸出來之后在保養刀具輥(20)時使用， 其特征在于，在刀具輥空轉時探測振動。
10.按權利要求或9所述的方法，其中診斷數據存儲在存儲裝置(18)中，該存儲裝置是是刀具輥裝置(12)的一部分。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其包含下面的步驟:將存儲的診斷數據與參照-診斷數據進行比較，以確定該至少一個刀具輥支架(23)的磨損狀況。
12.根據權利要求9或10所述的方法，其包含下面的步驟: 將刀具輥裝置(12)從塑料條帶造粒機(30)中拆卸出來，以便保養刀具輥(20)； 保養該刀具輥(20)； 通過存儲的診斷數據與參照-診斷數據的比較，來確定該至少一個刀具輥支架(23)的磨損狀況；以及 如果確定的磨損狀況偏離了預先設定的閾值，則更換或修理該至少一個刀具輥支架(23)。
13.按權利要求9至12中任一項所述的方法，其中在刀具輥(20)的一個或多個定義的測量轉速或測量轉速范圍下探測振動，該測量轉速或測量轉速范圍低于前述的或隨后的運行轉速。
14.按權利要求13所述的方法，其中在刀具輥裝置(12)的接通或斷開過程中探測振動。
15.按權利要求9至14中任一項所述的方法，其中該至少一個刀具輥支架(23)在共同的軸承殼體中包含多個不同的單個軸承，它們優選是徑向軸承(26)和軸向軸承(28)，并且 其中傳感器(14)設置成用來探測不同的單個軸承(26、28)的振動。
【文檔編號】G01M13/04GK104458255SQ201410496018
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】約亨·費舍爾, 路德維希·佐里馳, 烏爾里希·克羅伊茨 申請人:瑞達申工程股份有限公司