[发明专利]用于振动分析的方法和装置以及模式数据库和应用

说明书

本发明涉及用于振动分析的方法和装置以及模式数据库和应用。在用于声发射分析的方法和装置中，对振动进行检测和分析，该振动在使用部件期间、在检查部件时或在通过切削、焊接、改型、接合和/或分离等来加工工件期间形成，其中对振动谱在不同时间或连续地进行检测并且进行多维分析。

本发明申请是于申请日为2009年11月2日提交的、申请号为200980154137.X(国际申请号为PCT/EP2009/007830)以及发明名称为“用于振动分析的方法和装置以及用于其的模式数据库和模式数据库的应用”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于对使用部件期间、在检查部件时和/或在通过切削、焊接、改型、接合和/或分离等对工件进行加工期间形成的振动谱进行分析的方法和装置。此外，本发明还涉及一种用于此的模式数据库及其应用。

背景技术

为了监视工件的机械加工，在现有技术中公开了许多方法。

如此，在DE 10 2005 034 768 A1中公开了一种用于监控机床的工作状态的方法，以便在出现损害情况之前已经诊断出临界状态并且因此避免由于损害和意外故障造成的费用和开销。在已知的方法中，机床的旋转部件譬如工具轴或发动机轴、泵或者通风机的转子借助振动传感器来监控。为此，低频振动通过振动传感器来检测，以便识别出不平衡和/或工具振动，并且这样例如识别出平衡差的、误张紧的或磨损的工具。在此，分析基于在预先给定的频率的情况下的信号幅度的单个值以图形形式进行。对各个低频振动的这种分析如其也在DE 102 44 426 D4和DE 103 40 697 A1中公开的那样，然而也仅受限地适用于在工件加工的质量方面对切削工艺进行评估。

为了优化切削工艺，在DE 698 04 982 T2中公开了：检测在工件加工期间的低频振动并且根据关于工具的信息说明工具的转速的参考值，借助这些参考值可以消除或降低不期望的振动，这些振动称为震颤。

DE 44 05 660 A1同样涉及减小或者防止这种震颤，该震颤通过振动传感器来记录，并且为此利用调节机构。

在D 94 03 901中公开了一种用于从切削加工过程获得信号的振动传感器的装置。在此情况下，结构声传感器固定在测量臂上，该测量臂与工件接触，使得从加工过程中生成的声信号或震颤振动从工件传送到传感器。尽管D 94 03 901关于此点谈及了高频声信号。然而，术语“高频”与DE 38 29 825 A1结合来使用，该对比文件将20kHz到2MHz之间的频率范围输送给平均值形成部。甚至该频率范围几乎不能够通过D 94 03 901的测量臂耦合来传输和识别。

在DE 44 36 445 A1中公开了一种用于评估切削工艺的方法，其中工具的振动/结构声信号一方面在有负载的情况下并且另一方面在相同转速而无负载的情况下被检测并且针对每个转速将在无负载情况下和在有负载情况下的工作的相应振动频率进行一维比较，以便对工具进行评估。

在WO 88/07911和WO 89/12528中分别公开了带有集成的声传感器的切削工具，其提供一维的电压信号，其与振动频率成比例。

在DE 38 29 825 C2中，在对工件切削加工时根据频率检测声传感器的信号电平并且在时间间隔上求平均。平均值与阈值或者期望值的比较引起对于工具或加工的质量的推断。

所有已知的方法附带有如下缺点：只能不充分地评估工具和切削工艺。

此外，已知的方法限于切削加工。

在现有技术中并未公开可靠的基于声的方法，用于监视其他加工工艺譬如焊接(激光焊接、电弧焊等等)、改型、接合和/或分离等等。