Titel

Verfahren zur Diagnose eines Bearbeitungsgeräts sowie System zur Durchfüh rung des Verfahrens

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines motorisch, insbesondere elektromotorisch, angetriebenen Bearbeitungsgeräts nach der Gattung des An spruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Durchführung der Diag nose eines motorisch, insbesondere elektromotorisch, angetriebenen Bearbei tungsgeräts mittels eines externen Datenverarbeitungsgeräts.

Stand der Technik

Die DE 10 2019 220 070 Al zeigt ein Verfahren zu einer Benutzerinteraktion ei nes Elektrogeräts oder eines Elektrogerätezubehörs, wobei mittels einer Erfas sungseinheit des Elektrogeräts oder des Elektrogerätezubehörs eine elektrogerä tespezifische Kenngröße, insbesondere eine Gerätekenngröße und/oder eine Nutzungskenngröße, erfasst wird und mittels einer Kommunikationseinheit des Elektrogeräts oder des Elektrogerätezubehörs die erfasste elektrogerätespezifi sche Kenngröße an eine geräteexterne Einheit übermittelt wird. Mittels der gerä teexternen Einheit wird in Abhängigkeit von der elektrogerätespezifischen Kenn größe ein Gerätezustandsparameter, insbesondere eine Fehlerkenngröße und/o der ein Eignungsparameter, des Elektrogeräts oder des Elektrogerätezubehörs ermittelt und in Abhängigkeit von dem Gerätezustandsparameter ein Reparatur oder Austauschparameter des Elektrogeräts oder des Elektrogerätezubehörs be rechnet. Aus der DE 10 2014207 784 Al ist ein Verfahren zur akustischen Diagnose ei nes Elektrowerkzeugs bekannt, wobei während einer Fehlfunktion des Elekt rowerkzeugs vom Elektrowerkzeug erzeugte Geräusche von zumindest einem Mikrofon erfasst werden. Die erfassten Geräusche werden nach Inbetriebnahme, durch Betätigung und/oder Steuerung eines Diagnosesystems über das Mikrofon als Audiosignale empfangen und einer Fehlerdiagnose unterzogen. Dabei wer den die empfangenen Audiosignale für einen automatischen Abgleich mit in einer Datenbank hinterlegten Referenzaudiosignalen und/oder aus den Referenzaudio- signalen extrahierten Daten genutzt, um eine Fehlerklassifikation der Fehlfunk tion des Elektrowerkzeugs durchzuführen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfah ren zur Diagnose eines motorisch angetriebenen Bearbeitungsgeräts derart wei ter zu verbessern, dass sich einerseits eine einfachere Handhabung für den Be diener ergibt und andererseits eine genauere Prognose von Fehlersymptomen möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines motorisch, insbesondere elektromotorisch, angetriebenen Bearbeitungsgeräts mittels eines externen Da tenverarbeitungsgeräts mit zumindest den folgenden Schritten:

• Starten des Bearbeitungsgeräts in einem vom externen Datenverarbeitungs gerät angezeigten Betriebsmodus,

• Messen der vom Bearbeitungsgerät erzeugten Geräusche und/oder Vibratio nen durch das externe Datenverarbeitungsgerät zur Erzeugung einer Mess funktion und

• Anzeigen eines bevorstehenden Ausfalls des Bearbeitungsgeräts, wenn die Messfunktion von einer im externen Datenverarbeitungsgerät hinterlegten Musterfunktion für den fehlerfreien Betriebsmodus um mehr als eine vordefi nierte Toleranzschwelle abweicht. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil einer zuverlässigen und ob jektiven Prognose des Zustands eines motorisch angetriebenen Bearbeitungsge räts bzw. dessen Ausfallwahrscheinlichkeit und ggf. Restlaufzeit bis zum Ausfall. Dazu betrifft die Erfindung ferner ein System mit einem motorisch, insbesondere elektromotorisch, angetriebenen Bearbeitungsgerät und einem externen Daten verarbeitungsgerät zur Durchführung des Verfahrens.

Als „motorisch angetriebene Bearbeitungsgeräte“ sollen im Kontext der Erfindung unter anderem Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken mittels eines motorisch angetriebenen Einsatzwerkzeugs verstanden werden. Dabei kann das Bearbeitungsgerät sowohl als Handwerkzeugmaschine als auch als stationäre Werkzeugmaschine ausgebildet sein. Typische Gerätetypen von Werkzeugmaschinen sind in diesem Zusammenhang Hand- oder Standbohrma schinen, Schrauber, Schlagbohrmaschinen, Hobel, Winkelschleifer, Schwing schleifer, Poliermaschinen oder dergleichen. Als Bearbeitungsgeräte kommen aber auch motorisch angetriebene Zubehöre von Werkzeugmaschinen, wie z.B. Staubabsaugungen oder Gebläse, sowie motorisch angetriebene Garten- und Baugeräte wie Rasenmäher, Rasentrimmer, Astsägen, Motor- und Grabenfräsen, Laub- und Trocknungsgebläse, Roboter- Breaker und -Bagger oder dergleichen in Frage. Weiterhin ist die Erfindung auf Haushaltgeräte, wie Staubsauger, Mixer, etc. anwendbar.

Der das Bearbeitungsgerät antreibende Motor ist bevorzugt als Elektromotor, bei spielsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC bzw. EC-Motor), als ein Wechselstrommotor oder als ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor (DC- Motor), ausgebildet. Der Elektromotor kann dabei sowohl mit einer Netzspannung als auch mit einer von einer Batterie bzw. einem wieder aufladbaren Akku bereit gestellten Versorgungsspannung betrieben werden. Die Netzspannungen für Elektrowerkzeuge, Gartengeräte und Haushaltsgeräte liegen im Bereich von ca. 110 bis 240 VAC. Für Industrieroboter, Baumaschinen, etc. kommen aber auch deutlich höhere Wechselspannungen von mehreren 1000 V in Betracht. Dabei sind die typischen Netzspannungen primär von den länderspezifischen Werten und den Einsatzzwecken abhängig. Bei einer Batterie- bzw. Akku Versorgung lie gen in der Regel Gleichspannungen im Bereich von 3,6 bis 180 VDC vor. Die Gleichspannungswerte von Wechselakkupacks richten sich in erster Linie nach den typischen Zellspannungen von Li-Ionen-Zellen. Es sind aber auch andere Zellspannungen von z.B. Pouch-Zellen und/oder Zellen mit anderer elektrochemi scher Zusammensetzung denkbar. Für einen Akkubetrieb können sowohl aus tauschbare Wechselakkupacks als auch fest integrierte Akkus mit einer beliebi gen Anzahl von Akkuzellen in Frage kommen. Über entsprechend ausgebildete elektromechanische Schnittstellen können die Wechselakkupacks mit dem Bear beitungsgerät kraft- und/oder formschlüssig lösbar verbunden werden. Unter ei ner „lösbaren Verbindung“ soll insbesondere eine werkzeuglos - also von Hand - lösbare und herstellbare Verbindung verstanden werden. Da der Fachmann der artige Akkus und Wechselakkupacks sowie die entsprechenden elektromechani schen Schnittstellen hinlänglich kennt, soll hierauf nicht weiter im Detail einge gangen werden. Die Begriffe Batterie, Akku, Akkupack und Wechselakkupack sollen nachfolgend als Synonym verstanden werden, da sie für die Erfindung die selbe Bedeutung haben.

Statt durch einen Elektromotor kann das Bearbeitungsgerät alternativ oder er gänzend auch durch einen Verbrennungsmotor oder durch andere Arten von Mo toren, wie Turbinen, Sterlingmotoren, etc. angetrieben werden.

Unter einem „externen Datenverarbeitungsgerät“ soll ein vom zu diagnostizieren den Bearbeitungsgerät räumlich getrenntes Gerät verstanden werden, das ein Mikrofon zur Geräuschmessung und/oder einen Vibrationssensor zur Vibrations messung integriert hat oder mit einem derartigen Mikrofon bzw. Vibrationssensor per Kabel oder kabellos verbunden ist. Als Vibrationssensoren kommen bei spielsweise Beschleunigungssensoren, Gierraten- bzw. Drehratensensoren oder dergleichen in Betracht. Zudem weist das externe Datenverarbeitungsgerät zur Anzeige von Hinweisen sowie des Diagnoseergebnisses ein Human Machine In terface (HMI) in Form eines Displays, insbesondere eines Touchscreens, einer LED-Anzeige samt Tasteneingabefeld oder dergleichen und/oder eines akusti schen bzw. haptischen Signalgebers auf. Insbesondere kommen als externe Da tenverarbeitungsgeräte Smartphones, Smart Watches oder Tablets mit einer ent sprechend installierten App, speziell ausgelegte Diagnosegeräte oder lokale Per sonal Computer bzw. entfernte Server mit entsprechend installierten Program men in Betracht. Unter einer „Messfunktion“ bzw. einer „Musterfunktion für den fehlerfreien Be triebsmodus“ soll beispielsweise ein Amplitudenverlauf eines Schall- und/oder Vibrationspegels oder dessen Autokorrellationsfolge verstanden werden. Ebenso kommen ein daraus per Fourier-Transformation berechnetes Frequenzspektrum bzw. Leistungsdichtespektrum in Betracht. Zudem können die Messfunktion und die Musterfunktion im Zeitbereich mittels entsprechender Fensterfunktionen auf bestimmte Zeitfenster nach dem Starten des Bearbeitungsgeräts im eingestellten Betriebsmodus eingeschränkt sein, um z.B. Hochlauf- oder Abschalteffekte, die das Diagnoseergebnis negativ beeinflussen würden, auszublenden. Auch die An wendung von Filtern im Frequenzbereich ist möglich. Ein Vergleich der Mess- und der Musterfunktion kann dann über entsprechende Kreuzkorrelationen und/oder Spektralschätzungsverfahren vorgenommen werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt, so dass hierauf im Folgenden nicht weiter einge gangen werden soll. Weicht die Messfunktion um mehr als eine im externen Da tenverarbeitungsgerät hinterlegte, vordefinierte Toleranzschwelle von der Muster funktion für den fehlerfreien Betriebsmodus ab, so kann auf einen Ausfall des Be arbeitungsgeräts geschlossen bzw. dieser frühzeitig erkannt und entsprechend vorhergesagt werden.

Das erfindungsgemäße System zur Durchführung des Diagnoseverfahrens um fasst neben dem zu diagnostizierenden Bearbeitungsgerät und dem externen Datenverarbeitungsgerät für die Diagnose auch eine Apparatur zur korrekten Po sitionierung des Bearbeitungsgeräts relativ zu dem mit dem externen Datenverar beitungsgerät verbundenen Mikrofon bzw. Vibrationssensor. Ist das Mikrofon bzw. der Vibrationssensor in dem externen Datenverarbeitungsgerät integriert, so dient die Apparatur zur korrekten Positionierung des Bearbeitungsgeräts relativ zum externen Datenverarbeitungsgerät. Auf diese Weise ist eine einfache und zuverlässige Reproduzierbarkeit der Diagnose gewährleistet. Dazu weist die Ap paratur Markierungen und/oder Fixiermittel für die korrekte Positionierung des Bearbeitungsgeräts relativ zum Mikrofon und/oder Vibrationssensor bzw. zum ex ternen Datenverarbeitungsgerät auf.

Auf Grundlage des Vergleichs zwischen Mess- und Musterfunktion wird im exter- nen Datenverarbeitungsgerät eine geschätzte Restlaufzeit des Bearbeitungsge räts bis zum bevorstehenden Ausfall berechnet und angezeigt. Dies gibt dem Be diener bzw. Service- Mitarbeiter Gelegenheit, frühzeitig entsprechende Maßnah men für eine Reparatur bzw. einen Vorabaustausch einzuleiten, um etwaige Fol gekosten zu minimieren bzw. einen Totalausfall und damit eine Entsorgung des Bearbeitungsgeräts zu vermeiden. Die Diagnose und die Anzeige über den be vorstehenden Ausfall sowie insbesondere ein Vorschlag für einen Servicetermin, die Erstellung eines Kostenvoranschlags und/oder die Vermittlung eines Aus tauschgeräts werden mittels der App oder dem Programm auf dem externen Da tenverarbeitungsgerät durchgeführt. Ist das externe Datenverarbeitungsgerät ein entfernter Server eines Servicecenters, so können die gemessenen Daten bzw. die daraus berechnete Messfunktion auch vom Bearbeitungsgerät oder von ei nem mit dem Mikrofon und/oder dem Vibrationssensor verbundenen Gateway o- der dergleichen über die darin integrierten Datenschnittstellen an den Server zum dortigen Vergleich mit der Musterfunktion und zur Einleitung der beschriebenen Maßnahmen übertragen werden. Für die Vorhersage des Ausfalls bzw. für die Abschätzung der Restlaufzeit des Bearbeitungsgeräts können verschiedene Al gorithmen der Statistik zweiter oder höherer Ordnung und/oder der zyklostationä- ren Statistik zweiter Ordnung mit ihren jeweiligen Parametern, wie z.B. Mittelwert, Effektivwert, Spitzenwert, Standardabweichung, Crest- Faktor, Skweness, Kurto- sis sowie Shape- oder Pulse-Indicator oder dergleichen, herangezogen werden.

Um eine stärkere Beschädigung des Bearbeitungsgeräts zu verhindern, wird des sen weitere Bedienung vor dem bevorstehenden, endgültigen Ausfall durch das externe Datenverarbeitungsgerät gesperrt oder eingeschränkt. Eine Einschrän kung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die maximale Drehzahl und/oder das maximale Drehmoment des Motors reduziert werden oder dass das Bearbei tungsgerät nur noch für eine bestimmte Dauer verwendet werden darf. In vorteil hafter Weise wird dem Bediener vor der Sperrung oder dem Ausfall des Bearbei tungsgeräts ein entsprechendes Austauschgerät im externen Datenverarbei tungsgerät zum Kauf oder zur Miete angeboten.

Die Information über den bevorstehenden Ausfall wird mittels im externen Daten verarbeitungsgerät und im Bearbeitungsgerät integrierter Datenschnittstellen an das Bearbeitungsgerät übertragen. So kann dem Bediener der bevorstehende Ausfall akustisch, optisch und/oder haptisch über eine im Bearbeitungsgerät inte grierte Anzeige angezeigt werden.

Da viele externe Datenerfassungsgeräte, wie z.B. Smartphones oder Tablets, be reits zumindest ein Mikrofon und/oder zumindest einen Vibrationssensor inte griert haben, kann darüber mit besonderem Vorteil direkt die Erfassung der durch das Bearbeitungsgerät erzeugten Geräusche und/oder Vibrationen im eingestell ten Betriebsmodus erfolgen.

Zur Verbesserung der Benutzerführung und zur Erzielung einer besseren Repro duzierbarkeit umfasst das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren weiterhin die folgenden Schritte:

• Einstellen eines Gerätetyps des Bearbeitungsgeräts im externen Datenverar beitungsgerät und

• Positionieren des Bearbeitungsgeräts relativ zum externen Datenverarbei tungsgerät in Abhängigkeit vom eingestellten Gerätetyp.

Auf diese Weise kann dem Bediener oder dem Service- Mitarbeiter eine zuverläs sigere, objektive Prognose des Gerätezustands bzw. dessen Ausfallwahrschein lichkeit und ggf. Restlaufzeit bis zum Ausfall geliefert werden.

Um die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit insbesondere der akustischen Diag nose weiter zu erhöhen, ist zusätzlich vorgesehen, dass

• mittels des externen Datenverarbeitungsgerät Umgebungsgeräusche ge messen werden und

• dass für den Fall, dass die gemessenen Umgebungsgeräusche einen defi nierten Geräuschschwellwert überschreiten, im externen Datenverarbei tungsgerät auf eine Reduzierung der Umgebungsgeräusche hingewiesen wird.

Ausführungsbeispiele

Zeichnung Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 4 beispielhaft erläu tert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit ei ner gleichen Funktionsweise hindeuten.

Es zeigen:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel für ein motorisch angetriebenes

Bearbeitungsgerät und ein externes Datenverarbeitungsgerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2: ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem erfindungsgemäßen

System zur Durchführung des Verfahrens und

Fig. 4: zwei Ausführungsbeispiele zur Einstellung einer korrekten Posi tion des motorisch angetriebenen Bearbeitungsgerät relativ zum externen Datenverarbeitungsgerät.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein als Bohrhammer 10 ausgebildetes, motorisch angetriebenes Be arbeitungsgerät 12, das über einen Wechselakkupack 14 mit Energie versorgt wird. Der Wechselakkupack 14 kann mit dem Bohrhammer 10 über entsprechend ausgebildete elektromechanische Schnittstellen 16 am Wechselakkupack 14 bzw. am Bohrhammer 10 kraft- und/oder formschlüssig lösbar verbunden wer den. Dazu kann ein Bediener den Wechselakkupack 14 mit seiner elektromecha nischen Schnittstelle 16 in die elektromechanische Gegenschnittstelle 16 des Bohrhammers 10 einschieben und verrasten. Es sei angemerkt, dass die allge meine Ausgestaltung der elektromechanischen Schnittstellen 16 des Wechselak kupacks 14 und des mit ihm verbindbaren Bearbeitungsgeräts 12 sowie die zuge hörigen Aufnahmen zur kraft- und/oder formschlüssig lösbaren Verbindung nicht Gegenstand dieser Erfindung sein sollen. Ein Fachmann wird je nach Leistungs- bzw. Spannungsklasse des Bearbeitungsgeräts 12 und/oder des Wechselakku packs 14 eine geeignete Ausführungsform für die Schnittstellen 16 wählen. Fer ner soll der Begriff „Bediener“ als Synonym für einen Service- Mitarbeiter oder eine andere das Bearbeitungsgerät 12 bedienende Person verstanden werden.

Bei dem Wechselakkupack 14 handelt es sich im Wesentlichen um einen her kömmlichen Wechselakkupack 14 mit einem Gehäuse 18, das an einer ersten Seitenwand bzw. seiner Oberseite die erste elektromechanische Schnittstelle 16 zur lösbaren Verbindung mit der elektromechanischen Gegenschnittstelle 16 des Bohrhammers 10 aufweist. Dabei wird der Wechselakkupack 14 bei Betrieb des Bohrhammers 10 entladen. Wie bereits eingangs erwähnt, ergibt sich die Ak kuspannung des Wechselakkupacks 14 in der Regel aus einem Vielfachen der Einzelspannungen der Energiespeicherzellen (nicht gezeigt) in Abhängigkeit ihrer Verschaltung (parallel oder seriell). Bevorzugt sind die Energiespeicherzellen als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausge bildet. Es ist aber auch ein Wechselakkupack mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder an dere geeignete Zellenarten denkbar. Ebenso kann die Erfindung ohne Einschrän kung auf einen mit Netzspannung, z.B. 230 VAC, betriebenen Bohrhammer 10 angewendet werden.

Der Bohrhammer 10 verfügt über ein nicht näher gezeigtes Schlagwerk zum An trieb eines in einem Bohrfutter 20 wechselweise aufnehmbaren Einsatzwerk zeugs 22. Das Schlagwerk wird über einen lediglich angedeuteten Elektromotor 24 angetrieben, der von einer Leistungselektronik 26 mit Energie versorgt wird. Die Leistungselektronik 26 wird über eine im Bohrhammer 10 integrierte Steuer oder Regeleinheit 28 zur Regelung oder Steuerung des Elektromotors 24 bei spielsweise in Abhängigkeit von einem vom Bediener betätigbaren Hauptschalter 30 angesteuert. Zudem kann der Bediener mittels eines Betriebsmodusschalters 32 verschiedene Betriebsmodi, wie z.B. einen Bohrbetrieb, einen Hammerbohr betrieb oder einen Meißel- bzw. Hammerbetrieb, umschalten. Auch kann er über den Hauptschalter 30 die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Elektromotors 24 und damit des über das Schlagwerk wirkverbundenen Einsatzwerkzeugs 22 bzw. Bohrfutters 20 variieren. Auf eine weitergehende, detaillierte Beschreibung des als Bohrhammer 10 ausgebildeten Bearbeitungsgeräts 12 soll verzichtet wer den, da diese für die Erfindung lediglich von untergeordneter Bedeutung ist und der Bohrhammer 10 zudem nur exemplarisch für verschiedene motorisch ange triebene Bearbeitungsgeräte 12 verstanden werden soll.

Der Bohrhammer 10 weist in Abhängigkeit des eingestellten Betriebsmodus je weils ein für den fehlerfreien Betrieb typisches Geräusch- bzw. Vibrationsmuster für den Leerlauf und unter Last auf. Unter einem Leerlauf soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Einsatzwerkzeug 22 des Bohrhammers 10 keinen mechanischen Kontakt zu etwaigen Werkstücken oder zu bearbeitenden Materia len hat und sich demzufolge ohne nennenswerten Widerstand frei bewegen kann. Somit treibt der Elektromotor 24 im Leerlauf im Wesentlichen nur das Schlagwerk des Bohrhammers 10 an. Je nach eingestellter Leerlaufdrehzahl des Elektromotors 24 kann sich das Geräusch- bzw. Vibrationsmuster verändern. Dieses Geräusch- bzw. Vibrationsmuster bzw. eine Abfolge von Geräusch- bzw. Vibrationsmustern für unterschiedliche Leerlaufdrehzahlen kann zur Diagnose des Bohrhammers 10 als eine Musterfunktion (vgl. hierzu Figur 2) genutzt wer den, die in einem externen Datenverarbeitungsgerät 34 hinterlegt ist. Ebenso können auch Musterfunktionen unter Last, also bei entsprechender Bearbeitung eines Werkstücks bzw. Materials, hinterlegt sein. Mittels eines Mikrofons 36 und/oder eines Vibrationssensors 37 kann das externe Datenverarbeitungsgerät 34 die vom Bohrhammer 10 im Leerlauf bzw. unter Last erzeugten Geräusche und/oder Vibrationen für eine bestimmte Motordrehzahl bzw. Abfolge von Motor drehzahlen messen. Auf Grundlage dieser Geräusche und/oder Vibrationen er zeugt das externe Datenverarbeitungsgerät 34 eine Messfunktion, die zur Diag nose des Bearbeitungsgeräts 12 mit der hinterlegten Musterfunktion verglichen wird.

Als externes Datenverarbeitungsgerät 34 im Sinne der Erfindung soll ein vom zu diagnostizierenden Bearbeitungsgerät 12 räumlich getrenntes, d.h. beabstande- tes, Gerät verstanden werden, das entweder das Mikrofon 36 zur Geräuschmes sung und/oder den Vibrationssensor 37 zur Vibrationsmessung integriert hat oder mit einem derartigen Mikrofon bzw. Vibrationssensor per Kabel oder kabellos ver bunden ist. In Figur 1 ist das externe Datenverarbeitungsgerät 34 zur besseren Veranschaulichung sowohl in einer Frontansicht (rechts) als auch in einer Rück ansicht (links) dargestellt. In der Regel ist nur ein einziges externes Datenverar beitungsgerät 34 für die Erfindung notwendig. Es können aber ggf. auch mehrere externe Datenverarbeitungsgeräte 34, beispielsweise zur Plausibilisierung der Di agnoseergebnisse oder zur gleichzeitigen Messung aus unterschiedlichen Rich tungen bzw. an unterschiedlichen Positionen, zum Einsatz kommen. Zur Anzeige von Hinweisen sowie des Diagnoseergebnisses weist das externe Datenverarbei tungsgerät 34 ein Human Machine Interface (HMI) 38 in Form eines Displays 40, insbesondere eines Touchscreens, einer LED-Anzeige samt Tasteneingabefeld oder dergleichen und/oder eines akustischen Signalgebers 42, beispielsweise ei nes Lautsprechers, bzw. haptischen Signalgebers 46, beispielsweise eines Vibra tionsmotors, auf. Insbesondere kommt als externes Datenverarbeitungsgerät 34 ein Smartphone, eine Smart Watch oder ein Tablet mit einer entsprechend instal lierten App, ein speziell ausgelegtes Diagnosegerät oder ein lokaler Personal Computer bzw. ein entfernter Server mit einem entsprechend installierten Pro gramm in Frage. In den gezeigten Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 1,

3 und 4 ist das externe Datenverarbeitungsgerät 34 als ein Smartphone 44 aus gebildet, das zudem Daten mit dem Bearbeitungsgerät 12 über jeweils integrierte Datenschnittstellen 48, die beispielsweise als kabellose Bluetooth-, WLAN- oder NFC-Schnittstellen oder als kabelgebundene USB-, Lightning-, RS232- Schnittstellen oder dergleichen ausgebildet sind, uni- oder bidirektional austau- schen kann. Weiterhin verfügt das externe Datenverarbeitungsgerät 34 über eine integrierte Kamera 50 zur Aufnahme des zu diagnostizierenden Bearbeitungsge räts 12.

Nachfolgend soll anhand des in Figur 2 gezeigten Flussdiagramms das erfin dungsgemäße Verfahren beschrieben werden. In einem ersten Schritt 52 nach dem Start des Verfahrens, beispielsweise durch eine App bzw. ein Programm auf dem externen Datenverarbeitungsgerät 34, wird zunächst ein Gerätetyp 54 des zu diagnostizierenden Bearbeitungsgeräts 12 eingestellt. Mit Bezug auf Figur 1 ist der Gerätetyp 54 z.B. der Bohrhammer 10. Diese Einstellung kann durch den Bediener manuell oder auch automatisch mittels der Kamera 50 des externen Datenverarbeitungsgeräts 32, beispielsweise durch Erkennen eines Geräteumris ses 56 oder durch Scannen eines Typenschildes 58 des Bearbeitungsgeräts 12, erfolgen. Ebenso ist eine Übertragung des Gerätetyps 54 vom Bearbeitungsgerät 12 zum externen Datenverarbeitungsgerät 34 über die kabellose Datenschnitt stelle 48 mit anschließender Einstellung des Gerätetyps 54 im externen Daten verarbeitungsgerät 34 möglich. Dazu kann das externe Datenverarbeitungsgerät 34 beispielsweise an die Datenschnittstelle 48 des Bearbeitungsgeräts 12 gehal ten und der Gerätetyp 54 sodann automatisch per NFC übertragen werden. Alter nativ ist eine Abfrage über die/das auf dem externen Datenverarbeitungsgerät 34 geöffnete App/Programm per Bluetooth oder WLAN denkbar.

In einem nächsten Schritt 60 wird das Bearbeitungsgerät 12 relativ zum externen Datenverarbeitungsgerät 34 in Abhängigkeit vom eingestellten Gerätetyp 54 posi tioniert, wobei unter einem Positionieren ein korrekter Abstand und/oder eine kor rekte Ausrichtung des Bearbeitungsgeräts 12 relativ zum externen Datenverar beitungsgerät 34 für die nachfolgende Messung verstanden werden soll. Auf die Möglichkeiten zur Positionierung soll mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 noch nä her eingegangen werden. Insbesondere bei einer Vibrationsmessung kann es vorteilhaft sein, das externe Datenverarbeitungsgerät 34 bzw. den Vibrations sensor 37 direkt am Bearbeitungsgerät 12 zu befestigen, damit die Vibrationen möglichst direkt erfasst werden können.

In Schritt 62 werden nun zunächst insbesondere für die akustische Diagnose die Umgebungsgeräusche 64 mittels des Mikrofons 36 des externen Datenverarbei tungsgeräts 34 gemessen. Überschreiten diese im Schritt 66 einen bestimmen Geräuschschwellwert 68 von z.B. 40 oder 50 dB, wird dem Bediener im Schritt 70 ein Hinweis im externen Datenverarbeitungsgerät 34 angezeigt, die Umgebungs geräusche 64 zu reduzieren, um eine fehlerfreie Diagnose durchführen zu kön nen. Erst, wenn diese den Geräuschschwellwert 68 unterschritten haben, kann die Messung des Bearbeitungsgeräts 12 in Schritt 72 beginnen, indem es der Be diener in einem vom externen Datenverarbeitungsgerät 34 angezeigten Betriebs modus mit einer bestimmten Motordrehzahl oder Abfolge von Motordrehzahlen im Leerlauf und/oder unter Last startet. Sodann werden im Teilprozess 74 die vom Bearbeitungsgerät 12 erzeugten Geräusche 76 und/oder Vibrationen 77 durch das externe Datenverarbeitungsgerät 34 zur Erzeugung einer Messfunk tion 78 erfasst, woraufhin das externe Datenverarbeitungsgerät 34 in Teilprozess 80 ein Diagnoseergebnis 84 in Abhängigkeit vom Vergleich der Messfunktion 78 mit einer im externen Datenverarbeitungsgerät 34 hinterlegten Musterfunktion 82 für den fehlerfreien Betriebsmodus erstellt.

Wie eingangs bereits erwähnt, können die Messfunktion 78 und die Musterfunk tion 82 als ein Amplitudenverlauf eines Schall- und/oder Vibrationspegels oder dessen Autokorrelationsfolge sowie als ein daraus per Fourier-Transformation berechnetes Frequenzspektrum bzw. Leistungsdichtespektrum verstanden wer den. Ebenso ist es denkbar, dass die Messfunktion 78 und die Musterfunktion 82 im Zeitbereich mittels entsprechender Fensterfunktionen auf bestimmte Zeitfens ter nach dem Starten des Bearbeitungsgeräts 12 im eingestellten Betriebsmodus eingeschränkt sind, um z.B. Hochlauf- oder Abschalteffekte, die das Diagnoseer gebnis 84 negativ beeinflussen würden, auszublenden. Ein Vergleich der Mess funktion 78 und der Musterfunktion 82 kann dann beispielsweise über entspre chende Kreuzkorrelationen und/oder Spektralschätzungsverfahren vorgenom men werden. Weicht die Messfunktion 78 um mehr als eine im externen Daten verarbeitungsgerät 34 hinterlegte, vordefinierte Toleranzschwelle von der Muster funktion 82 für den fehlerfreien Betriebsmodus ab, so kann auf einen Ausfall des Bearbeitungsgeräts 12 geschlossen bzw. dieser frühzeitig erkannt und entspre chend vorhergesagt werden.

Falls die Diagnose fehlerhaft war, weil z.B. während der Messung die Umge bungsgeräusche 64 den zulässigen Geräuschschwellwert 68 überschritten haben oder eine unvorhergesehene Unterbrechung der Vibrationsmessung auftrat, so muss die Messung im Schritt 88 beginnend mit Schritt 62 wiederholt werden. Hierzu erfolgt im Schritt 86 ein akustischer, haptischer und/oder optischer Hin weis im externen Datenverarbeitungsgerät 34 über die notwendige Wiederho lung. In entsprechender Weise kann dem Bediener in Schritt 90 auch eine erfolg reiche Diagnose über das HMI 36 des externen Datenverarbeitungsgerät 32 an gezeigt werden. Zudem wird dem Bediener dann das positive oder negative Di agnoseergebnis 84 akustisch, haptisch und/oder optisch über das HMI 38 des externen Datenverarbeitungsgerät 34 angezeigt, womit das Verfahren beendet ist. Im Falle eines negativen Diagnoseergebnisses können dem Bediener zusätz lich ein bevorstehender Ausfall und/oder die Restlaufzeit des Bearbeitungsgeräts 12 bis zum bevorstehenden Ausfall angezeigt und/oder ein Servicetermin, die Er stellung eines Kostenvoranschlags für eine Reparatur und/oder die Vermittlung eines Austauschgeräts vorgeschlagen werden. Zudem ist es möglich, dass das externe Datenverarbeitungsgerät 32 das Diagnoseergebnis an einen externen Server beispielsweise in einem Servicecenter des Herstellers des Bearbeitungs geräts 12 überträgt, damit dort die entsprechenden weiterführenden Maßnahmen für die Reparatur und/oder den Austausch eingeleitet werden können.

Zur Vorhersage eines Ausfalls bzw. zur Abschätzung der Restlaufzeit des Bear beitungsgeräts 12 können verschiedene dem Fachmann bekannte Algorithmen der Statistik zweiter oder höherer Ordnung und/oder der zyklostationären Statistik zweiter Ordnung mit ihren jeweiligen Parametern, wie z.B. Mittelwert, Effektiv wert, Spitzenwert, Standardabweichung, Crest- Faktor, Skweness, Kurtosis sowie Shape- oder Pulse-Indicator oder dergleichen herangezogen werden.

Alternativ kann in Schritt 72 auch vorgesehen sein, dass der Betriebsmodus und/oder die Motordrehzahl bzw. die Abfolge von Motordrehzahlen des Bearbei tungsgeräts 12 über die Datenschnittstellen 48 des externen Datenverarbeitungs geräts 34 und des Bearbeitungsgeräts 12 übertragen und im Bearbeitungsgerät 12 eingestellt werden. Ebenso ist es denkbar, die Messung des Bearbeitungsge räts 12 im Teilprozess 74 automatisch zu starten, wenn ein für den eingestellten Betriebsmodus typisches Geräusch- und/oder Vibrationsmuster 76, 77 als Mess funktion 78 von dem externen Datenverarbeitungsgerät 32 erkannt wurde. In die sem Fall sind der Schritt 72 und der Teilprozess 74 als ein einzelner Verfahrens schritt zu verstehen.

Um eine stärkere Beschädigung des Bearbeitungsgeräts 12 zu verhindern, kann in Schritt 90 zusätzlich dessen weitere Bedienung vor dem bevorstehenden, end gültigen Ausfall durch das externe Datenverarbeitungsgerät 34 gesperrt oder ein geschränkt werden. Dazu überträgt das externe Datenverarbeitungsgerät 34 ein entsprechendes Steuersignal über die Datenschnittstellen 48 an das Bearbei tungsgerät 12. Eine Einschränkung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die maximale Drehzahl und/oder das maximale Drehmoment des Motors 24 reduziert werden oder dass das Bearbeitungsgerät 12 nur noch für eine bestimmte Dauer verwendet werden darf. Zudem kann dem Bediener vor der Sperrung oder dem Ausfall des Bearbeitungsgeräts 12 ein entsprechendes Austauschgerät im exter nen Datenverarbeitungsgerät 34 zum Kauf oder zur Miete angeboten werden. Al ternativ oder ergänzend kann dies auch in der oben beschriebenen Art und Weise über einen externen Server erfolgen.

Figur 3 zeigt ein System 92 zur Durchführung der Diagnose des als Bohrhammer 10 ausgebildeten, motorisch angetriebenen Bearbeitungsgeräts 12 mittels des als Smartphone 44 ausgebildeten, externen Datenverarbeitungsgeräts 34. Dazu umfasst das System 92 ferner eine Apparatur 94 zur korrekten Positionierung des Bohrhammers 10 relativ zum Smartphone 44. Die Apparatur 94 ist in Figur 3 unterbrochen dargestellt, so dass nur ihr proximales und ihr distales Ende zu er kennen sind. Beide Enden sind miteinander verbunden. Je nach Größe des zu diagnostizierenden Bearbeitungsgeräts 12 kann die Apparatur 94 eine Länge von ca. 50 cm bis mehreren Metern aufweisen. Vorzugsweise kann die Apparatur 94 teleskopartig in ihrer Länge verändert werden. Sowohl der Bohrhammer 10 als auch das Smartphone 44 entsprechen den bereits in Figur 1 gezeigten Geräten, so dass hierauf nicht erneut im Detail eingegangen werden soll. Das Smartphone 44 wird mittels zweier am proximalen Ende der Apparatur 94 vorgesehener Klemmbacken 96 derart auf der Apparatur 94 fixiert, dass dessen Mikrofon 36 und Kamera 50 in Richtung des Bohrhammers 10 weisen. Anschließend startet der Bediener die App auf dem Smartphone 44 und verfährt nach den oben be schriebenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im vorliegenden Aus führungsbeispiel wird in der App nun unter Schritt 52 der Gerätetyp 54, also ein Bohrhammer, vom Bediener eingestellt. Wie bereits erwähnt, kann die Erken nung des Gerätetyps 54 alternativ bzw. ergänzend auch automatisch in der App mittels der Kamera 50 in Verbindung mit einem entsprechend eingeblendeten Umriss 56 des Bohrhammers 10 oder mittels einer kabellosen Kommunikation, beispielsweise per Bluetooth, über die Datenschnittstellen 48 von Bohrhammer 10 und Smartphone 44 erfolgen. Der Bohrhammer 10 wird in Schritt 60 derart be- abstandet zum Smartphone 44 auf der Apparatur 94 positioniert, dass er mög lichst genau in den auf der App angezeigten Umriss 56 passt. Der Umriss kann somit nicht nur zur Bestimmung des korrekten Abstands, sondern auch für eine korrekte Ausrichtung des Bohrhammers 10 relativ zum Smartphone 44 genutzt werden. Zur Reproduzierung dieser Position kann ein Anschlag 98 der Apparatur 94 gegen einen Gehäuserand des Bohrhammers 10 bzw. dessen Wechselakku pack 14 verschoben werden. Vorzugsweise lässt sich der Anschlag 98 auch über eine Oberfläche 100 der Apparatur 94 verdrehen. Die Klemmbacken 96 und der Anschlag 98 bilden somit Fixiermittel 102 der Apparatur 94 für das Bearbeitungs gerät 12 und das Smartphone 44. Zudem dienen Markierungen 104 an den bei den seitlichen Kanten 106 der Apparatur 94 zur leichteren Reproduzierbarkeit der Position nach einem Wechsel auf ein anderes Bearbeitungsgerät 12.

Statt des externen Datenverarbeitungsgeräts 34 ist es auch möglich, ein damit verbundenes Mikrofon 36 und/oder einen damit verbundenen Vibrationssensor 37 auf der Apparatur 94 mittels entsprechend ausgestalteter Fixiermittel 104 zu befestigen. Insbesondere beim Vibrationssensor 37 kann es aber auch sinnvoll sein, diesen direkt am Bearbeitungsgerät 12 zu fixieren und/oder einen bereits im Bearbeitungsgerät 12 integrierten Vibrationssensor zu nutzen, dessen erfasste Daten dann über die Datenschnittstellen 48 zum Smartphone 44 übertragen wer den. Eine vom Bearbeitungsgerät 12 über die Apparatur 94 beabstandete Positi onierung des Vibrationssensors 37 bietet jedoch den Vorteil einer besser definier baren Amplitude zur Vermeidung von Amplitudenspitzen, die zu Messfehlern füh ren können. Es ist weiterhin denkbar, dass die korrekte Position des Bohrham mers 10 relativ zum Smartphone 44 mittels eines im Smartphone 44 integrierten Sensors 108, insbesondere eines Ultraschall-, Laser- oder LiDAR-Sensors, er fasst und in der App entsprechend angezeigt wird.

Nachdem im Schritt 62 des Verfahrens die Umgebungsgeräusche 64 mittels des Mikrofons 36 gemessen wurden und in Schritt 70 ggf. ein Hinweis zur Reduzie rung der Umgebungsgeräusche 64 über die App auf dem Smartphone 44 er folgte, kann die Messung des Bohrhammers 10 beginnend mit Schritt 72 gemäß der obigen Beschreibung zu Figur 2 durchgeführt werden. Im Falle einer reinen Vibrationsmessung ist Schritt 62 nicht erforderlich.

Figur 4 soll die Vorgehensweise zur Messung des korrekten Abstands zwischen dem Bearbeitungsgerät 12 und dem Smartphone 44 mittels der im Smartphone 44 integrierten Kamera 50 verdeutlichen. In Figur 4a wird in der auf dem Smart- phone geöffneten App der zu dem eingestellten Gerätetyp 54 passende Umriss 56 angezeigt. Somit kann der Bediener die Position, insbesondere den Abstand, zwischen dem Bearbeitungsgerät 10 und dem Smartphone 44 so lange variieren, bis sich die Kontur des aufgenommen Bearbeitungsgeräts 10 mit dem gezeigten Umriss 56 weitestgehend deckt, wie es auf der linken Seite von Figur 4a der Fall ist. Dem Bediener wird dies dann beispielsweise über ein entsprechend markier tes oder aufleuchtendes „OK“-Zeichen angezeigt. Ist das Bearbeitungsgerät 10, wie auf der rechten Seite von Figur 4a zu erkennen, noch zu weit vom Smart phone 44 entfernt, so erscheint z.B. ein markiertes oder aufleuchtendes .^“-Zei chen, das verdeutlichen soll, dass die Kontur des aufgenommenen Bearbeitungs geräts 10 durch Verringerung des Abstands vergrößert werden muss. Umgekehrt zeigt ein „-“-Zeichen am. dass der Abstand durch Verkleinerung der Kontur ver größert werden muss. Selbstverständlich sind auch andere Zeichen zur Verdeut lichung der durch den Bediener durchzuführenden Maßnahmen, z.B. Pfeile oder unterschiedlich große Piktogramme, denkbar. Auch kann ein gewisser Toleranz bereich von z.B. +/- 10 % vorgesehen sein, innerhalb dem der Abstand noch als korrekt angezeigt wird. Wie bereits erwähnt, kann der Umriss 56 je nach Bearbei tungsgerät 10 auch derart gestaltet sein, dass darüber nicht nur der korrekte Ab stand, sondern auch eine korrekte Ausrichtung des Bearbeitungsgeräts 10 relativ zum Smartphone 44 einstellbar ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die die Geräusche 76 erzeugenden Komponenten des Bearbeitungsgeräts 10 eine besondere Vorzugsrichtung, z.B. nach oben oder in einem bestimmten Winkel, aufweisen.

Figur 4b zeigt eine Alternative zur Einstellung des korrekten Abstands. So wird dieser über den Sensor 108 gemessen und als Zahlenwert in der App angezeigt. Zudem ist je nach Gerätetyp 54 ein optimaler Abstand bzw. Abstandsbereich in der App hinterlegt, der dann mit dem gemessenen Abstand verglichen wird. Auf der linken Seite von Figur 4b liegt der gemessen Abstand von 55 cm korrekt zwi schen dem erlaubten Bereich von 50 bis 60 cm, während der gemessen Abstand auf der rechten Seite von Figur 4b mit 88 cm noch zu groß ist und entsprechend vom Bediener verringert werden muss. Zur Signalisierung der korrekt eingestellten Werte kann es auch vorgesehen sein, dass das Bearbeitungsgerät 10 selbst über eine Anzeige 110 in Form von LEDs, eines Displays und/oder eines akustischen Signalgebers verfügt. Ergänzend oder alternativ kann die Anzeige 110 auch als ein haptischer Signalgeber, beispiels- weise in Gestalt des Motors 24, ausgebildet sein. Ein korrekt eingestellter Wert kann dann von dem externen Datenverarbeitungsgerät 34 zum Bearbeitungsge rät 12 über die jeweils integrierten Datenschnittstellen 48 übertragen werden. Ebenso ist es denkbar, dass die im Schritt 80 gewonnene Information über den bevorstehenden Ausfall mittels der im externen Datenverarbeitungsgerät 34 und im Bearbeitungsgerät 12 integrierten Datenschnittstellen 48 an das Bearbeitungs gerät 12 übertragen wird. So kann dem Bediener der bevorstehende Ausfall akustisch, optisch und/oder haptisch über die im Bearbeitungsgerät integrierte Anzeige 110 angezeigt werden. Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungs beispiele weder auf die Figuren 1, 3 und 4 noch auf die darin gezeigten Bearbei tungsgeräte 12 und externen Datenverarbeitungsgeräte 34 beschränkt ist. So ist der Erfindung auf unterschiedlichste Gerätetypen 54 von Bearbeitungsgeräten 12 mit einer großen Variation von externen Datenverarbeitungsgeräten 34 anwend bar.