專利名稱：用于診斷具有活動件的裝置的設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種設(shè)施，包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備和至少ー個裝置，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備具有計算機，該裝置具有控制元件，其中，該裝置具有活動件，活動件鉸接在固定的本體的連接座上或者鉸接在其它的活動件上。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公知多種具有活動件的裝置。這些活動件可以設(shè)計成齒輪、軋輥、轉(zhuǎn)軸或機械手。所說的裝置例如可以設(shè)計成エ業(yè)機器人、皮帶運輸機或廣泛的生產(chǎn)設(shè)備。此夕卜，所說的裝置還可以包括控制部件、驅(qū)動部件或通訊組件。而且還公知大量的由多個所述的裝置組成的系統(tǒng)。在此，各個裝置相互連接，用以 實現(xiàn)ー個或多個工作步驟。這類系統(tǒng)應(yīng)用在大型運輸設(shè)備、復(fù)雜的驅(qū)動裝置或生產(chǎn)線中。根據(jù)該背景，公知有具有活動件的所謂的室內(nèi)系統(tǒng)，該室內(nèi)系統(tǒng)例如設(shè)計成自動操作鏈，用在金屬處理工業(yè)、汽車エ業(yè)、食品業(yè)或造紙業(yè)中。所謂的室外系統(tǒng)例如用于建筑業(yè)或礦業(yè)中。具有活動件的裝置通常在一個設(shè)備的許多不同的區(qū)域中延伸，由此表現(xiàn)出非常大的空間上的延展性。此外，這樣的裝置具有復(fù)雜的構(gòu)造，并且通常包括許多活動件。裝置要完成復(fù)雜的工作步驟，這些工作步驟在時間上先后順序進行和/或同時進行。為了確保實現(xiàn)裝置的無誤差且可靠的運行，必須對這些裝置經(jīng)常在不同的位置上同時進行監(jiān)視和檢測。公知的裝置總是具有ー個或多個裝置固有的存儲器，在這些存儲器中存有數(shù)據(jù)或信號。為了對這樣復(fù)雜的裝置可靠地進行檢測或診斷，當(dāng)然除了已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)和信號以外，還必須采集裝置的其它的數(shù)據(jù)。對此，裝置必須在這樣的情況下加裝耗費エ本的測量裝備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，這樣設(shè)計并擴展ー種開始所述類型的設(shè)施，從而使對于裝置的狀態(tài)和/或工作參數(shù)的可靠的診斷能夠成本低廉地實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過具有權(quán)利要求I的技術(shù)特征的設(shè)施來實現(xiàn)。據(jù)此，開始所述的設(shè)施的特征在于具有至少ー個傳感元件，傳感元件無線地自固定在連接座或活動件上。根據(jù)本發(fā)明，首先了解到，必須直接對具有活動件的裝置在完全確定的受限的連接座上進行控制，從而確保實現(xiàn)無缺陷的運行。那么還了解到，技術(shù)工程師或技術(shù)支持人員能夠?qū)⒈粍踊蛑鲃邮竭M行無線數(shù)據(jù)傳遞的傳感元件順利地定位在確定的根據(jù)實際需要限定的連接座上，而不需要在復(fù)雜的裝置系統(tǒng)中進行耗費エ本的布線。裝置或裝置系統(tǒng)的正常工作運行不會因為采集數(shù)據(jù)用于診斷而受到干擾。另外還可以了解到，進行無線數(shù)據(jù)傳遞的傳感元件既能夠在一個傳感網(wǎng)絡(luò)中相互之間進行通訊，又能夠與其它網(wǎng)絡(luò)組件進行通訊，例如通過無線電和/或紅外線和/或聲音和/或超聲波。最后可以了解到，通過傳感元件可以順利地實現(xiàn)測試運動頻率，該測試運動頻率能夠?qū)崿F(xiàn)對于裝置狀態(tài)和工作參數(shù)的可靠且順利的診斷。上文所述的目的可以如下實現(xiàn)。在一個結(jié)構(gòu)方案中，傳感元件優(yōu)選采集活動件的物理數(shù)據(jù)并且對這些數(shù)據(jù)進行無線傳遞。對此，在裝置的連接座或活動件上、特別是在エ業(yè)機器人上安裝一個或多個傳感元件。傳感元件例如采集加速度、溫度、光線、轉(zhuǎn)矩和/或噪音、外界環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)、還有電壓、電流、特別是電機電流以及例如經(jīng)過變壓器的轉(zhuǎn)矩，并且將這些數(shù)據(jù)進行傳遞。聲音信號或數(shù)據(jù)可以提供關(guān)于機械情況的信息。噪音指示儀中的峰值例如能夠描述出傳動裝置的齒面的接觸情況，并且指出傳動間隙。此外，噪音指示儀的變化還能夠指出定位缺陷。在ー個具有優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)方案中，傳感元件設(shè)置在預(yù)先為傳感元件標(biāo)出記號的位置上。為了實現(xiàn)傳感元件無缺陷的局域范圍的匹配性，使傳感元件優(yōu)選設(shè)置在連接座或活動件上，這些在連接座或活動件上的設(shè)置位置優(yōu)選通過裝置的制造商在生產(chǎn)時標(biāo)出記 號。還可以考慮，使應(yīng)用的傳感元件的位置經(jīng)由計算機根據(jù)已知的參考坐標(biāo)計算得出。同樣還可以考慮到，連接座設(shè)有無線電頻率辨識跟蹤器(RFID-Tag，Radio FrequencyIdentification Tag)或無線電頻率辨識轉(zhuǎn)發(fā)器(RFID-Transponder)。另外具有優(yōu)勢地，傳感元件以預(yù)設(shè)的訪問率來采集數(shù)據(jù)。由此確保實現(xiàn)了對于待診斷部分的持久監(jiān)視。僅偶然地或選擇性地產(chǎn)生的干擾或缺陷能夠可靠地被獲取。優(yōu)選在預(yù)定的時間段內(nèi)采集數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)局域地存儲在傳感元件上。在預(yù)設(shè)的時間段中，沒有激發(fā)傳感元件的無線連接。由此實現(xiàn)了較高的訪問率。數(shù)據(jù)的采集可以進行時間控制、事件控制或過程控制。在過程控制中，數(shù)據(jù)的采集由裝置的控制元件來啟動。在另ー個結(jié)構(gòu)方案中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備具有橋接單元，至少ー個傳感元件將采集的數(shù)據(jù)傳遞到橋接單元上。橋接單元可以作為絕緣構(gòu)件經(jīng)由接ロ插置在計算機上，或者使裝置的控制元件擴充。橋接単元優(yōu)選經(jīng)由接ロ將所傳遞的數(shù)據(jù)傳遞到位置固定的或可移動的計算機上。具有優(yōu)勢地，橋接單元持續(xù)地將數(shù)據(jù)傳遞到計算機上。在計算機上，數(shù)據(jù)存儲在局域數(shù)據(jù)庫中，或者存儲在局域存儲器中。還可以考慮將橋接單元設(shè)計成PCI或固有模塊。橋接單元優(yōu)選與多個傳感元件構(gòu)成ー個傳感網(wǎng)絡(luò)，該傳感網(wǎng)絡(luò)包括單跳或多跳連接。由此能夠橋接單個傳感元件和橋接單元之間的較大的行程。在一個優(yōu)選的實施方案中，橋接單元安裝在裝置的控制元件上，或者集成設(shè)置在該控制元件中。橋接單元優(yōu)選組裝到控制元件中，并且連接到控制元件的供電設(shè)備上。橋接単元可選擇地接通和斷開。在該具體的結(jié)構(gòu)方案中，控制元件圍繞橋接元件而擴充。該擴充實現(xiàn)了，將傳感元件和控制元件的數(shù)據(jù)存儲在裝置固有的存儲器中。這樣可以使裝置的數(shù)據(jù)和傳感元件的數(shù)據(jù)在時間和功能方面相結(jié)合。對此具有優(yōu)勢地，設(shè)有裝置固有的軟件和硬件，用以將傳感元件的數(shù)據(jù)集中在控制元件中并進行存儲。硬件和軟件優(yōu)選在連續(xù)或持久的掃描模塊中尋找位于有效范圍內(nèi)的傳感元件。一旦接受到與發(fā)現(xiàn)的傳感元件的連接，就將被發(fā)現(xiàn)的傳感元件顯示在控制元件的顯示器上、特別以突然出現(xiàn)的窗ロ來顯示，或者通過閃爍而進行信號處理。此外還實現(xiàn)了，通過預(yù)先設(shè)定、利用無線電、自動地或通過可移動計算機對傳感元件進行配置。這樣的配置應(yīng)該根據(jù)待診斷的裝置數(shù)據(jù)對傳感元件進行調(diào)整。具有優(yōu)勢地，使固有的且典型用于各個裝置的配置數(shù)據(jù)存放在裝置固有的存儲器中。
由另ー個結(jié)構(gòu)方案可知，橋接單元安裝在計算機上，或者集成設(shè)置在該計算機中。在此，橋接単元優(yōu)選與計算機固定連接。由此使橋接単元與計算機共同設(shè)置在裝置附近，從而能夠使傳感元件或控制元件利用無線電接收到數(shù)據(jù)。在一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案中，計算機讀取由傳感元件采集到的數(shù)據(jù),和/或?qū)鞲性M行配置。這個過程可以通過無線電接觸來實現(xiàn)，或經(jīng)由具有橋接單元的接ロ來實現(xiàn)。然后，計算機可以對采集到的數(shù)據(jù)進行分析。在又一個結(jié)構(gòu)方案中，計算機讀取來自控制元件的數(shù)據(jù)，和/或?qū)刂圃M行配置。具有優(yōu)勢地，使所有重要的數(shù)據(jù)中間存儲在裝置固有的存儲器中，并且由此能夠根據(jù)需要由計算機進行讀取。對此，可以建立計算機和控制元件之間的臨時連接，該臨時連接采用電纜連接或設(shè)計成無線電連接。
在該背景條件下，在計算機上安裝軟件。該軟件優(yōu)選采集傳感元件或傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)以及裝置的控制元件的數(shù)據(jù)。軟件還實現(xiàn)了對傳感元件和/或裝置的控制元件的配置。軟件對裝置和/或傳感元件這樣進行配置，即，例如采集時間數(shù)據(jù)，或根據(jù)發(fā)生的事件采集數(shù)據(jù)。此外，軟件還提供不同的工作程序，諸如連續(xù)采集數(shù)據(jù)、根據(jù)指令控制或事件控制對傳感元件和/或控制元件的數(shù)據(jù)進行采集。據(jù)此，軟件這樣實現(xiàn)對ー個或多個裝置的控制，即，使裝置的活動件實施不同的運動過程。這樣的工作方式對于實施測試運動頻率特別有利。特別在エ業(yè)機器人中進行這樣的測試運動頻率。在又一個結(jié)構(gòu)方案中，計算機包括軟件，該軟件對由傳感元件接收的數(shù)據(jù)和/或來自控制元件的數(shù)據(jù)進行分析，并且生成這些數(shù)據(jù)的診斷結(jié)果。軟件優(yōu)選實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化和可視分析。此外，軟件還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析和對于測量到的信號的處理。由此實現(xiàn)了對于裝置或活動件的狀態(tài)的快速分析和診斷。在又一個結(jié)構(gòu)方案中，計算機讀取由不同裝置的多個傳感元件采集到的數(shù)據(jù)，和/或讀取不同裝置的多個控制元件的數(shù)據(jù)。由此可以采用一臺計算機對多個裝置進行監(jiān)視，并實施診斷。由另ー個結(jié)構(gòu)方案可知，計算機配置不同裝置的多個傳感元件，和/或配置不同裝置的多個控制元件。由此可以采用一臺計算機對多個裝置進行控制、監(jiān)視，并實施診斷。在又一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案中，計算機設(shè)置成可移動計算機。用于讀取和發(fā)送數(shù)據(jù)和控制指令的可移動計算機可以由技術(shù)支持人員順利地操作，并且立刻用于診斷。這樣的計算機能夠與ー個或多個控制元件、或者與多個傳感元件進行通訊。在另ー個結(jié)構(gòu)方案中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備具有中央外部存儲器，計算機將由傳感元件采集的數(shù)據(jù)和/或控制元件的數(shù)據(jù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳遞到該中央外部存儲器上。由此可以使在廣泛分支的生產(chǎn)設(shè)備中或在室外系統(tǒng)中采集到的數(shù)據(jù)傳遞到非常遠的地方，并且在那里進行鑒定。該中央外部存儲器確保實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久且可靠的存儲。由另ー個結(jié)構(gòu)方案可知，控制元件的和/或傳感元件的數(shù)據(jù)的傳遞通過無線重復(fù)元件來實現(xiàn)。由此確保實現(xiàn)了，即使在無線電連接受到干擾或中斷的情況下仍能夠使數(shù)據(jù)集中傳遞到計算機上。該無線重復(fù)元件特別對于計算機和裝置之間的較大行程的橋接具有
重要意義。在一個優(yōu)選的實施方案中，傳感兀件具有外殼，在外殼之中和/或之上設(shè)置ー個或多個傳感器。外殼保護敏感的傳感器和連接傳感板的接線、操作板、數(shù)據(jù)存儲器以及無線電元件不受到外界環(huán)境影響。具有一個或多個傳感器的傳感元件可以通過外殼順利地固定在待診斷裝置的連接座上。在此可以考慮，使分別用于采集電流、速度、溫度、噪音的傳感器単獨地或相互組合地設(shè)置在外殼之中或之上。具有優(yōu)勢地，在外殼之中或之上設(shè)置至少ー個用于采集噪音的聲音傳感器。該聲音傳感器可以采集裝置的活動件或本體的噪音和振動。此外，該聲音傳感器還可以采集外界噪音。由上述背景，在又一個結(jié)構(gòu)方案中，外殼之中設(shè)有用于采集活動件的噪音的第一聲音傳感器；在外殼之上設(shè)有用于采集外界噪音的第二聲音傳感器。通過該具體結(jié)構(gòu)方案實現(xiàn)了，使由第一聲音傳感器采集的噪音從由第二聲音傳感器采集的噪音中減去。由此能夠非常精確地使由活動件產(chǎn)生的噪音和振動進行隔離以及進行分析。在又一個結(jié)構(gòu)方案中，在外殼中容置至少ー塊操作板。該操作板處理原始數(shù)據(jù)，并作為待傳遞到數(shù)據(jù)存儲器上的數(shù)據(jù)而進行存儲。此外，操作板還控制數(shù)據(jù)的無線電傳遞。
由另ー個結(jié)構(gòu)方案可知，傳感元件具有自身的數(shù)據(jù)存儲器。由此使傳感元件不依賴于外部存儲器而且能夠自給自足地采集并存儲數(shù)據(jù)。在又一個結(jié)構(gòu)方案中，傳感元件具有自身的供電設(shè)備。通過該具體結(jié)構(gòu)方案確保實現(xiàn)，使裝置供電設(shè)備中的裝置的供電或?qū)崟r電流波動不會干擾到傳感器。具有優(yōu)勢地，傳感元件有磁性地或機械地固定在裝置的連接座上。由此一方面實現(xiàn)快速固定，另ー方面實現(xiàn)傳感元件的順利拆卸。對此，外殼優(yōu)選具有永磁體。這里所述的傳感元件根據(jù)需要安裝在裝置上，例如在服務(wù)應(yīng)用過程中或用于對干擾情況的監(jiān)視。對此，使裝置短暫地停止運行，并且組裝并接通傳感元件。隨著標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總，這些數(shù)據(jù)無線傳遞到傳感元件上。數(shù)據(jù)測量/匯總的時間也可以通過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定來確定?？商鎿Q地，還可以利用一臺計算機對傳感元件確定新的配置。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定可以用可移動計算機來改變。在傳感元件配置以后，啟動數(shù)據(jù)匯總?？商鎿Q地，可以在自動模式下于自動配置之后立刻啟動數(shù)據(jù)匯總。在自動模式下，技術(shù)支持人員僅需要進行傳感元件的組裝。當(dāng)橋接單元擴充裝置的控制元件時，數(shù)據(jù)優(yōu)選匯總在控制元件的裝置固有的存儲器中。用于數(shù)據(jù)測量的時間可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來確定，或者由技術(shù)支持人員利用可移動計算機來設(shè)定。裝置可以在操作/正常模式中運行。根據(jù)確定的運行時間、根據(jù)具體的工作過程或根據(jù)測試運動頻率的過程，使匯總的數(shù)據(jù)通過技術(shù)支持人員的可移動計算機進行讀取。數(shù)據(jù)由技術(shù)支持人員進行匯總、分析和鑒定。具有優(yōu)勢地，傳感單元具有自身的供電設(shè)備，因為傳感単元僅是臨時組裝在裝置上。數(shù)據(jù)的讀取優(yōu)選由技術(shù)支持人員來實現(xiàn)，技術(shù)支持人員根據(jù)確定的測量時間讀取數(shù)據(jù)。讀取可以經(jīng)由臨時連接來實現(xiàn)，該臨時連接可以是有線連接或設(shè)計成無線電信號。數(shù)據(jù)在可移動計算機中匯總、存儲，還可以進行分析，和/或發(fā)送到外部存儲器上。由此對控制元件和傳感元件的數(shù)據(jù)進行讀取。這里所述的傳感元件還可以持久的組裝在確定的連接座上。該連接座可以設(shè)有持久供電設(shè)備和用于傳感元件的空間。傳感元件可選擇地在制造過程中作為加裝構(gòu)件，或者在需要時組裝在裝置上，并且持久或暫時保留在裝置上。


接下來，結(jié)合附圖以及對本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明對本發(fā)明常用的優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案和擴展方案進行詳細說明。圖中示出了 圖I為ー種設(shè)施的示意圖，其中，該設(shè)施應(yīng)用一臺可移動計算機對裝置進行診斷；圖2為ー種設(shè)施的示意圖，其中，在裝置的控制元件中集成設(shè)有數(shù)據(jù)采集部件；圖3為ー種設(shè)施的示意圖，其中，在裝置的控制元件中集成設(shè)有ー個裝置固有的診斷元件；圖4為ー種設(shè)施的示例性示意圖，該設(shè)施具有設(shè)有活動件的裝置和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，該裝置設(shè)計成エ業(yè)機器人并具有控制元件，該控制元件圍繞橋接元件而擴充；圖5為ー種設(shè)施的示例性示意圖，其中，橋接元件對應(yīng)于數(shù)據(jù)處理設(shè)備的計算機設(shè)置；圖6為ー種設(shè)施的示例性示意圖，該設(shè)施包括多個エ業(yè)機器人，其中，數(shù)據(jù)由一臺可移動計算機進行采集，該可移動計算機配設(shè)有橋接元件；圖7為由傳感器采集并傳遞的數(shù)據(jù)的示例性示意圖；圖8為具有外殼的傳感元件的示例性示意圖；圖9為具有外殼的傳感元件的示例性示意圖，其中，在ー個固體傳聲傳遞固體上設(shè)有聲音傳感器；圖10為具有外殼的傳感元件的示例性示意圖,在外殼中縱向?qū)R地設(shè)有操作板和傳感板；圖11為具有外殼的傳感兀件的例性意圖，在外殼中一體式設(shè)有操作板和傳感板；圖12為具有外殼的傳感兀件的例性意圖，在外殼上于外部設(shè)有用于米集外界噪音的聲音傳感器；圖13為具有外殼的傳感兀件的例性意圖，在外殼上于外部設(shè)有用于米集外界噪音的聲音傳感器，其中，縱向?qū)R地設(shè)有操作板和傳感板；圖14為具有外殼的傳感兀件的例性意圖，在外殼上于外部設(shè)有用于米集外界噪音的聲音傳感器，其中，一體式設(shè)有操作板和傳感板；圖15為具有外殼的傳感兀件的例性意圖，在外殼上于外部設(shè)有用于米集外界噪音的第二聲音傳感器，其中，在外殼外部于ー個腔室中容置ー個第一聲音傳感器。附圖標(biāo)記說明I數(shù)據(jù)處理設(shè)備2具有活動件的裝置3活動件4連接座5 本體6傳感元件7橋接元件、
8計算機8a數(shù)據(jù)采集塊8b數(shù)據(jù)存儲器8c診斷元件8d比較模塊8e報告模塊8f 接 ロ 8g觸發(fā)器8h同步化模塊8i信息模塊8j發(fā)送模塊9控制元件9a裝置固有的數(shù)據(jù)采集塊9b裝置固有的數(shù)據(jù)存儲器9c裝置固有的診斷元件9d裝置固有的比較模塊9e裝置固有的報告模塊9h裝置固有的同步化模塊9j裝置固有的發(fā)送模塊10裝置固有的存儲器11裝置固有的軟件12中央外部存儲器13互聯(lián)網(wǎng)14無線重復(fù)元件15 外殼16第一聲音傳感器16a第二聲音傳感器17傳感板18操作板19固定件20外殼的頂側(cè)21外殼的底側(cè)22永磁體23固體傳聲傳遞固體24 板25外部腔室
具體實施例方式圖I示出了ー種設(shè)施，其包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備I和至少ー個裝置2，該裝置具有活動件3，其中，活動件3鉸接在一個固定的本體5的連接座4上，或者鉸接在其它的活動件3上。在連接座4或活動件3上自固定地設(shè)有多個無線數(shù)據(jù)傳遞傳感元件6，這些傳感元件與數(shù)據(jù)處理設(shè)備I進行通訊。多個傳感元件6固定在活動件3上，并且采集活動件3的物理數(shù)據(jù)。傳感元件6設(shè)置在預(yù)先為傳感元件6標(biāo)出記號的位置上。傳感元件6以預(yù)設(shè)的訪問率(Abfragerate)來采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理設(shè)備I具有橋接單元7，傳感元件6將采集的數(shù)據(jù)傳遞到橋接單元7上。該數(shù)據(jù)的傳遞以無線電方式來實現(xiàn)。根據(jù)以下方式應(yīng)用圖I的設(shè)施技術(shù)支持人員將傳感元件6固定在裝置2的預(yù)先標(biāo)出記號的位置上，并且建立起傳感元件6與可移動計算機8的連接。組裝成具有單跳或多跳連接的無線傳感網(wǎng)絡(luò)?？梢苿佑嬎銠C8另外還與裝置2的控制元件9連接，用以采集控制元件時間和其它數(shù)據(jù)。因此在計算機8和控制元件9之間實現(xiàn)時間同步。預(yù)先提供和存儲一個測試運動頻率，其中，設(shè)定出哪些數(shù)據(jù)應(yīng)該由控制元件9來讀取。在此基礎(chǔ)上對控制元件9進行配置。將初始信號 發(fā)送給控制元件9和傳感元件6。傳感元件6和控制元件9的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集塊8a來采集，并將這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲器8b中。使數(shù)據(jù)顯示給技術(shù)支持人員，其中，采用診斷元件Sc來進行鑒定。通過在比較模塊8d中將采集的時間間隔與模塊數(shù)據(jù)相比較，而對數(shù)據(jù)進行分析。然后，報告模塊Se生成一份報告，并將數(shù)據(jù)經(jīng)由發(fā)送模塊8j、通過Email、經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)13發(fā)送到中央外部存儲器12。在控制元件9和計算機8之間具有一個臨時連接，該臨時連接可以是有線連接或無線連接。該臨時連接可以在接口 8f上通過WLAN、藍牙(Bluetooth)或以太網(wǎng)(Ethernet)而建立。該臨時連接用于控制裝置2的運動頻率并同時用于讀取來自控制元件9的數(shù)據(jù)?？梢圆杉诫娏?、電壓、位置、作用力或類似數(shù)據(jù)。運動頻率通過觸發(fā)器Sg而啟動。控制元件時間和傳感元件時間利用同步化模塊8h而進行同步處理。圖2示出了集成在控制元件9中的橋接單元7、裝置固有的數(shù)據(jù)采集塊9a、裝置固有的同步化模塊9h、集成在裝置固有的存儲器10和裝置固有的軟件11。裝置固有的軟件11接收配置指令和測量指令，然后轉(zhuǎn)換到裝置2上。對此，在控制元件9和計算機8之間具有一個臨時連接，該臨時連接可以是有線連接或無線連接。該臨時連接可以在接口 8f上通過WLAN、藍牙(Bluetooth)或以太網(wǎng)(Ethernet)而建立。該連接用于控制裝置2的配置，特別用于設(shè)定待采集的數(shù)據(jù)。此外，還配置了應(yīng)該以哪種方式進行采集和測量。數(shù)據(jù)的采集可以根據(jù)時間或根據(jù)事件來啟動。該連接還用于傳遞在裝置固有的數(shù)據(jù)采集塊9a中采集的數(shù)據(jù)。該裝置固有的數(shù)據(jù)采集塊9a集成設(shè)置在控制單元9中。可移動計算機8用于所采集的數(shù)據(jù)的配置、讀取和分析。如圖 I所示，數(shù)據(jù)能夠可移動地進行分析并且經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)13發(fā)送到外部存儲器12上。如下文應(yīng)用圖2的設(shè)施無線傳感元件6或者持久設(shè)置在裝置2上，或者可以作為加裝部件來補充裝置2。在傳感元件6持久固定的情況下，裝置2優(yōu)選具有低成本的監(jiān)控系統(tǒng)。傳感元件6的傳感網(wǎng)絡(luò)可以具有單跳或多跳連接。裝置固有的數(shù)據(jù)采集部件持久設(shè)置，或者可以加裝。這些裝置固有的數(shù)據(jù)采集部件設(shè)置在控制單元9中。技術(shù)支持人員應(yīng)用可移動計算機8將數(shù)據(jù)配置和數(shù)據(jù)采集指令傳遞到控制單元9。此外，還可以設(shè)定，是根據(jù)時間還是根據(jù)事件來進行數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)采集之前，先進行時間同步化，即，設(shè)定用于數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)采集事件和類似更多的指令。在此可以考慮，實施特定的測試運動頻率或?qū)ぷ鬟\行的監(jiān)視。數(shù)據(jù)存儲在裝置固有的存儲器10中，用以隨后在可移動計算機8上的應(yīng)用。技術(shù)支持人員可以通過信息模塊Si得到信息，S卩，在什么時候可以讀取由控制元件9采集的數(shù)據(jù)。還可以考慮，技術(shù)支持人員可以離開可移動計算機8所在的位置，而自動進行數(shù)據(jù)采集。然后，使再次回來的技術(shù)支持人員讀取到所采集的數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳遞到可移動計算機8上。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給技術(shù)支持人員。由此，應(yīng)用診斷元件Sc對數(shù)據(jù)進行分析。為了分析數(shù)據(jù)，計算時間間隔和時間差，并將計算結(jié)果與典型的模型數(shù)據(jù)進行比較。報告模塊Se提供出報告，并能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)通過發(fā)送模塊8j、經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)13發(fā)送到中央外部存儲器12上。圖3示出了在控制元件9和計算機8之間具有一個臨時連接，該臨時連接可以是有線連接或無線連接。該臨時連接可以在接口 8f上通過WLAN、藍牙(Bluetooth)或以太網(wǎng)(Ethernet)而建立。該連接用于裝置2的配置，特別用于設(shè)定待采集的數(shù)據(jù)。此外，還 配置了應(yīng)該以哪種方式進行采集和測量。數(shù)據(jù)的采集可以根據(jù)時間或根據(jù)事件來啟動。在控制元件9中集成設(shè)有裝置固有的數(shù)據(jù)采集塊9a、裝置固有的診斷元件9c、裝置固有的比較模塊9d、裝置固有的報告模塊9e、裝置固有的同步化模塊9h和裝置固有的發(fā)送模塊9j。圖3的設(shè)施與圖2的設(shè)施具有類似的構(gòu)造。但是，這里的可移動計算機8僅供技術(shù)支持人員進行數(shù)據(jù)的配置和驗證。在圖I至3中應(yīng)用的可移動計算機還可以用于與圖I至3中的多個裝置2進行通τΗ ο圖4示出的設(shè)施包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備I和至少一個裝置2，該裝置具有活動件3，其中，活動件3鉸接在一個固定的本體5的連接座4上，或者鉸接在其它的活動件3上。更具體地說，裝置2設(shè)計成工業(yè)機器人?；顒蛹?設(shè)計成工業(yè)機器人的手臂或機械臂。工業(yè)機器人指的是鉸接臂機器人。使多個無線數(shù)據(jù)傳遞傳感元件6無線地自固定在連接座4上或活動件3上，并且這些傳感元件與數(shù)據(jù)處理設(shè)備I進行通訊。多個傳感元件6固定在活動件3上,并且采集活動件3的物理數(shù)據(jù)。傳感元件6設(shè)置在預(yù)先為傳感元件6標(biāo)出記號的位置上。傳感元件6以預(yù)設(shè)的訪問率來采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理設(shè)備I具有橋接單元7，傳感元件6將采集的數(shù)據(jù)傳遞到橋接單元7上。該數(shù)據(jù)的傳遞以無線電方式來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理設(shè)備I具有計算機8，該計算機讀取由傳感元件傳遞的數(shù)據(jù)。橋接單元7集成設(shè)置在裝置2的控制元件9中。控制元件9具有裝置固有的存儲器10和軟件11，該存儲器和軟件用于存儲由橋接單元7獲得的數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)。計算機8還讀取來自裝置的控制元件9的其它數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進行配置。計算機8和控制元件9之間的連接通過電纜或接口來實現(xiàn)。還可以考慮通過無線電、藍牙(Bluetooth)或WLAN建立連接。計算機8包括軟件，該軟件對由傳感元件6接收的數(shù)據(jù)進行分析，并且生成診斷結(jié)果。計算機8設(shè)計成可移動計算機。數(shù)據(jù)處理設(shè)備I包括中央外部存儲器12，計算機8將由傳感元件6采集的數(shù)據(jù)和/或來自控制元件9的其它數(shù)據(jù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)13傳遞到該中央外部存儲器上。這種數(shù)據(jù)傳遞過程還可以通過LAN、WLAN或WffLAN連接來實現(xiàn)。
圖5示出了一種裝置2，在該裝置上設(shè)有多個傳感元件6。這里，橋接單元7直接加裝給可移動計算機8。傳感元件6利用無線電將所采集的數(shù)據(jù)傳遞給橋接單元7。計算機8包括軟件，該軟件對由傳感元件6接收的數(shù)據(jù)進行分析，并且生成診斷結(jié)果。計算機8設(shè)計成可移動計算機。計算機8將由傳感元件6采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)13傳遞到中央外部存儲器12上。計算機8還讀取來自裝置的控制元件9的其它數(shù)據(jù)，并且可選擇地對這些數(shù)據(jù)進行分析和發(fā)送。計算機8和控制元件9之間的連接通過電纜或接口來實現(xiàn)。還可以考慮通過無線電、藍牙(Bluetooth)或WLAN建立連接。圖6示出了一種計算機8，該計算機讀取不同裝置2的多個控制元件9的數(shù)據(jù)，并且采集不同裝置2的多個傳感元件6的數(shù)據(jù)。這里的橋接單元7直接加裝給計算機8。傳感元件6利用無線電將數(shù)據(jù)傳遞給橋接單元7。計算機8和控制元件9之間的連接同樣通過無線電來實現(xiàn)。還可以考慮通過電纜、通過接口、藍牙(Bluetooth)或WLAN建立連接?？刂圃?的數(shù)據(jù)和傳感元件6的數(shù)據(jù)到計算機8的傳遞的實現(xiàn)還得到無線重復(fù)元件14的支持。多個裝置2的數(shù)據(jù)通過軟件集中到計算機8上，再進行編輯，然后局部存儲在計算機上和/或一方面發(fā)送到中央外部存儲器12上。此外，多個裝置2的數(shù)據(jù)通過軟件在計算機 8上進行分析。軟件還可以使這些數(shù)據(jù)相互之間、這些數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或與參考系統(tǒng)進行比較。圖7示出了由傳感元件6傳遞的數(shù)據(jù)結(jié)合信號。信號I表示運動頻率的啟動指令，該啟動指令可以自動或人工發(fā)出。信號2表示由傳感器測出的電流I ;信號3表示局域位置；信號4表示速度V ;以及，信號5表示一個活動件3的加速度a。加速度a的值提供了關(guān)于運動頻率的啟動和停止的信息。信號6表示在安裝有傳感元件6的連接座4或活動件3上采集到的聲音信號。此外，運動頻率的停止也可以作為信號進行測量和傳遞。停止測量的指令可以自動或人工發(fā)出。時間間隔可以提供有關(guān)工業(yè)機器人的傳動裝置中的間隙的情況。信號6與信號I至5共同還提供用于裝置2的診斷的信息。信號6可以以特征形式呈現(xiàn)在圍繞軸旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的運動逆向、傳動裝置間隙、軸承缺陷或運行噪音的情況。噪音極限的特征為“Delta dBA”，該噪音極限能夠以前述效果表現(xiàn)出來。單個活動件3的運動頻率在裝置2的運行過程中進行測量和鑒定?？商鎿Q地，為了診斷目的可以驅(qū)使一個測試運動頻率。由此可以更好地識別和分析確定的情況。測試運動頻率可以指裝置2的機械臂的坐標(biāo)啟動過程，其中，機械臂在較大質(zhì)量的情況下以較大的速度運行，并且以較短的行程制動。圖8 出了一種傳感兀件6,該傳感兀件具有外殼15,在外殼中容置有傳感器16。具體地說，容置有第一聲音傳感器16，該第一聲音傳感器能夠采集到活動件3的噪音或振動。該第一聲音傳感器16安裝在傳感板17上，該傳感板與單獨設(shè)置于其上的操作板18接線連接。操作板18通過固定件19而固定在外殼15的頂側(cè)20。傳感板17和操作板18相互形成電連接和機械連接。在外殼的底側(cè)21上安裝一個永磁體22。該永磁體22可以固定在金屬裝置2上或固定在活動件3上。圖9示出了一種傳感元件6，其中，第一聲音傳感器16通過一個固體傳聲傳遞固體23而固定在外殼15的底側(cè)21上。傳感板17和操作板18相互疊放設(shè)置并且通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。傳感板17和操作板18形成電連接和機械連接。圖10不出了一種傳感兀件6,其中，傳感板17基本上相對于操作板18縱向?qū)R設(shè)置。傳感板17和操作板18形成電連接，而機械上不發(fā)生連接。傳感板17通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。圖11不出了一種傳感兀件6,在外殼15中僅容置一塊板24。在此,操作板18和傳感板17 —體式構(gòu)成。板24通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。圖12示出了一種傳感元件6，其中，第一聲音 傳感器16通過一個固體傳聲傳遞固體23而固定在外殼15的底側(cè)21上。傳感板17和操作板18相互疊放設(shè)置并且通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。在此,于外殼15中容置第一聲音傳感器16，該第一聲音傳感器用于采集活動件3的噪音；于外部在外殼15上設(shè)有第二聲音傳感器16a，該第二聲音傳感器用于采集外界噪音。圖13不出了一種傳感兀件6,其中，傳感板17基本上相對于操作板18縱向?qū)R設(shè)置。傳感板17和操作板18形成電連接，而機械上不發(fā)生連接。傳感板17通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。在此,于外殼15中容置第一聲音傳感器16，該第一聲音傳感器用于采集活動件3的噪音；于外部在外殼15上設(shè)有第二聲音傳感器16a，該第二聲音傳感器用于采集外界噪音。圖14不出了一種傳感兀件6,在外殼15中僅容置一塊板24。在此,操作板18和傳感板17 —體式構(gòu)成。板24通過固體傳聲傳遞固體23和第一聲音傳感器16而固定在外殼15上。在此，于外殼15中容置第一聲音傳感器16，該第一聲音傳感器用于采集活動件3的噪音；于外部在外殼15上設(shè)有第二聲音傳感器16a，該第二聲音傳感器用于采集外界噪
曰 圖15不出了一種傳感兀件6,其中，傳感板17基本上相對于操作板18縱向?qū)R設(shè)置。傳感板17和操作板18形成電連接，而機械上不發(fā)生連接。在此，在一個外部腔室25中容置第一聲音傳感器16，該第一聲音傳感器用于采集活動件3的噪音；于外部在外殼15上設(shè)有第二聲音傳感器16a，該第二聲音傳感器用于采集外界噪音。通過使用多個聲音傳感器16、16a能夠?qū)崿F(xiàn)綜合噪音分析。這里所述的傳感元件6具有自身的數(shù)據(jù)存儲器。此外，傳感元件6還具有自身的供電設(shè)備。傳感元件6有磁性地固定在裝置2上。關(guān)于本發(fā)明技術(shù)方案的其它優(yōu)選實施例和擴展形式一方面在說明書的一般部分、另一方面在權(quán)利要求書中給出。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)施，包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備(I)和至少ー個裝置(2)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備具有計算機(8)，所述裝置具有控制元件(9)，其中，所述裝置(2)具有活動件(3)，所述活動件鉸接在固定的本體(5)的連接座(4)上或者鉸接在其它的活動件(3)上； 其特征在于，設(shè)有至少ー個傳感元件出)，所述傳感元件無線地自固定在連接座(4)或活動件⑶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)采集所述活動件(3)的物理數(shù)據(jù)并且對這些數(shù)據(jù)進行無線傳遞。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)設(shè)置在預(yù)先為傳感元件(6)標(biāo)出記號的位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)以預(yù)設(shè)的訪問率來采集數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備(I)具有橋接單元(7)，至少ー個傳感元件(6)將采集的數(shù)據(jù)傳遞到所述橋接単元(7)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)施，其特征在于，所述橋接単元(7)安裝在所述裝置(2)的控制元件(9)上，或者集成設(shè)置在該控制元件(9)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)施，其特征在于，所述橋接単元(7)安裝在所述計算機(8)上，或者集成設(shè)置在該計算機(8)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)讀取由所述傳感元件(6)采集到的數(shù)據(jù)，和/或?qū)λ鰝鞲性?6)進行配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)讀取來自所述控制元件(9)的數(shù)據(jù)，和/或?qū)λ隹刂圃?9)進行配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)包括軟件，該軟件對由所述傳感元件(6)接收的數(shù)據(jù)和/或來自所述控制元件(9)的數(shù)據(jù)進行分祈，并且生成這些數(shù)據(jù)的診斷結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)采集不同裝置(2)的多個傳感元件￠)的數(shù)據(jù)，和/或讀取不同裝置(2)的多個控制元件(9)的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)配置不同裝置(2)的多個傳感元件出)，和/或配置不同裝置(2)的多個控制元件(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述計算機(8)設(shè)置成可移動計算機。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備(I)具有中央外部存儲器(12)，所述計算機(8)將由傳感元件(6)采集的數(shù)據(jù)和/或來自控制元件(9)的數(shù)據(jù)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)(13)傳遞到該中央外部存儲器上。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至14中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述控制元件(9)的數(shù)據(jù)和/或所述傳感元件出)的數(shù)據(jù)的傳遞通過無線重復(fù)元件(14)來實現(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)具有外殼(15),在所述外殼之中和/或之上設(shè)置一個或多個傳感器(16、16a)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)施，其特征在于，在所述外殼(15)之中或之上設(shè)置至少ー個用于采集噪音的聲音傳感器(16、16a)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)施，其特征在于，在所述外殼(15)之中設(shè)有用于采集活動件(3)的噪音的第一聲音傳感器(16);在所述外殼(15)之上設(shè)有用于采集外界噪音的第二聲音傳感器(16a)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，在所述外殼(15)中容置至少ー塊操作板(18)。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至19中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)具有自身的數(shù)據(jù)存儲器。
21.根據(jù)權(quán)利要求I至20中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)具有自身的供電設(shè)備。
22.根據(jù)權(quán)利要求I至21中任意ー項所述的設(shè)施，其特征在于，所述傳感元件(6)有磁 性地或機械地進行固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)施，包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備(1)和至少一個裝置(2)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備具有計算機(8)，所述裝置具有控制元件(9)，其中，裝置(2)具有活動件(3)，所述活動件鉸接在固定的本體(5)的連接座(4)上或者鉸接在其它的活動件(3)上；鑒于本發(fā)明的目的，這樣設(shè)計并擴展一種設(shè)施，從而能夠成本低廉地實現(xiàn)對于裝置的狀態(tài)和/或工作參數(shù)的可靠的診斷；本發(fā)明的特征在于設(shè)有至少一個傳感元件(6)，所述傳感元件無線地自固定在連接座(4)或活動件(3)上。
文檔編號G05B19/414GK102686369SQ201080043873
公開日2012年9月19日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者尼古拉·凡塔納, 斯特芬·施密特 申請人:Abb股份有限公司