用于监控主轴的测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监控主轴的测量系统(01)。测量系统(01)包括柱形的壳体(02)，其能布置在主轴壳体中并且能与其机械固定连接。在壳体(02)内部布置有承载环(05)。壳体(02)与承载环(05)机械固定连接。三个用于测量主轴的径向位移的第一传感器(07)和三个用于测量主轴的轴向位移的第二传感器(08)在承载环(05)的周边上分布布置，并且与承载环(05)机械固定连接。传感器(07)与承载环(05)一起被浇注。

Measurement system for monitoring the spindle

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控主轴的测量系统
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于监控主轴的测量系统。
技术介绍
DE10348608B4示出了一种用于主轴设备的监控系统，其包括用于探测主轴设备的转速的第一传感器和用于探测主轴设备的温度的第二传感器。监控系统此外包含分类装置，利用分类装置，基于传感器数据来分类主轴设备的状态。评估装置用于借助模型基于传感器数据以及预先确定的边界值和分类的状态来预测主轴设备的维护需求。EP1425640B1描述了用于与过程相关地监控进行切削加工的机床中的刀具、工件或处理过程的监控系统。该系统包括至少一个用于检测来自处理过程的测量信号的传感器，测量信号是至少一个力方向、合力、压力、转矩、马达功率、马达电流、振动、加速度、结构噪声或两个机器部分之间的距离改变。该系统的另外的组成部分是具有软件的监控硬件，其用于存储和用于比较刀具或切割专属的监控区段中的监控数据。在存在违反预设的监控阈值的测量信号的情况下触发相应的行动。具有软件的操作硬件用于操作或参数化监控系统或用于使测量信号可视化。从FAGKugelfischerGeorgAG公司已知了用于机床主轴的所谓的主轴情况监控系统(SpiCoM)。SpiCoM的主要组成部分是可整合到主轴中的测量环，测量环非接触式地测量在轴与壳体之间的沿所有空间方向的相对位移和倾斜。测量环包括与主轴机械连接的内环和紧固在主轴壳体上的外传感器环。三个径向的和三个轴向的分别相互错开120°的涡流传感器整合到传感器环中。内环由具有轴向和径向的测量面的目标环构成，目标环施加在钢承载环上。
技术实现思路
本专利技术的任务是，从已知的SpiCoM系统出发，提供用于监控主轴的优化的测量系统，该测量系统可以用于不同的主轴直径、可耗费少地整合在机床的主轴中并且始终达到足够的测量精度。根据权利要求1的测量系统用于解决根据本专利技术的任务。根据本专利技术的测量系统用于监控主轴。测量系统首先包括柱形的壳体，壳体可以定位在主轴壳体中并且可以与其机械固定连接。在壳体内部布置有承载环，承载环与壳体机械固定连接。测量系统此外包含三个用于测量主轴的径向位移的第一传感器和三个用于测量主轴的轴向位移的第二传感器。第一和第二传感器在承载环的周边上分布布置。对于本专利技术来说重要的是，传感器与承载环一起被浇注。根据本专利技术的测量系统的重要的优点是，通过将传感器与承载环一起浇注，最佳地保护传感器以防受到环境影响，如湿气、极端的温度差异、机械和化学影响。相应定位在承载环上的传感器通过浇注固定在其位置中，由此可以达到很小的定位公差。传感器因此始终位于最佳的位置中，由此确保足够的、优选1μm的测量精度。为了匹配于不同的主轴直径，可以提供具有不同的直径的壳体和承载环，这些承载环可以与传感器相应组合。测量系统优选包括至少一个用于与传感器进行数据和能量交换的电子模块。至少一个电子模块同样与承载环一起被浇注，并且因此被安全地保护以防受到环境影响。电子模块优选与外部的数据处理单元连接。在使用多个电子模块的实施方案中证实有利的是，电子模块在承载环的周边上分布布置。电子模块优选通过柔性的电路板相互连接。传感器优选构造为涡流传感器。在该情形下适宜的是，测量系统还装备有具有轴向的测量面的第一测量环和具有径向的测量面的第二测量环。两个测量环可以与主轴机械固定连接。此外，测量环的尺寸设计为使其可以布置在承载环内并且使测量面可以被传感器检测。测量环优选相互机械固定连接，从而测量环可以作为结构单元耗费少地紧固在主轴上。备选地，测量环也可以单件式地实施为一个构件。壳体优选具有用于让联接线缆穿过的留空部。留空部构造为可以使联接线缆径向或轴向穿过。壳体优选由金属构成。联接线缆优选在壳体内通过导电的密封件与壳体导电连接。导电的密封件例如可以构造为纺织密封件或弹性体密封件。根据有利的实施方式，各有一个第一传感器和第二传感器布置成对。传感器对在此优选相互错开120°地布置。附图说明随后借助唯一的附图详细阐述本专利技术的优选的实施方式。该附图示出了根据本专利技术的测量系统的分解图。具体实施方式根据本专利技术的测量系统01用于监控机床的主轴。测量系统首先包括柱形的壳体02，其优选由金属构成。壳体02适用于布置在主轴壳体内。壳体可以与主轴壳体机械固定连接。留空部03引入壳体02中。联接线缆04可以径向或轴向引导穿过留空部03。在组装后，在壳体02内存在承载环05，承载环优选由塑料构成。承载环05与壳体02机械固定连接。在承载环05的周边上分布布置有三个第一传感器07和三个第二传感器08。在承载环05与传感器07、08之间存在机械固定连接。第一传感器07用于测量主轴的径向的位移，而第二传感器08构造用于测量主轴的轴向的位移。传感器07、08优选构造为涡流传感器和/或振动传感器和/或转速识别传感器。优选地，各有一个第一传感器07和第二传感器08结合成对。传感器对相互错开大约120°地布置。为了传感器07、08的数据和能量交换，测量系统01装备有电子模块09。电子模块09借助柔性的电路板10相互连接。它们优选与外部的数据处理单元(未示出)连接。传感器07、08和电子模块10通过浇注件12与承载环05持久且相互对准地连接。联接线缆04通过导电的密封件13与壳体02导电连接。导电的密封件13优选实施为纺织密封件或弹性体密封件。测量系统01此外包括具有轴向的测量面的第一测量环14和具有径向的测量面的第二测量环15。测量环14、15可以与主轴固定连接。测量环的尺寸设计为使其可以布置在承载环内并且使其测量面被传感器07、08检测，即定位在传感器的检测范围内。第一和第二测量环14、15优选机械固定地相互连接，或者也构造为一个共同的构件。在测量系统01安置在主轴上之后，主轴与主轴壳体之间的沿所有三个空间方向的相对位移和倾斜可以非接触式地被检测。附图标记列表01测量系统02壳体03留空部04联接线缆05承载环06–07第一传感器08第二传感器09电子模块10柔性的电路板11–12浇注件13导电的密封件14第一测量环15第二测量环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于监控主轴的测量系统(01)，所述测量系统包括：/n·柱形的壳体(02)，所述壳体能布置在主轴壳体中并且能与所述主轴壳体机械固定连接，/n·布置在所述壳体(02)内部的并且与所述壳体(02)机械固定连接的承载环(05)，/n·三个用于测量所述主轴的径向位移的第一传感器(07)和三个用于测量所述主轴的轴向位移的第二传感器(08)，其中，第一和第二传感器(07、08)在所述承载环(05)的周边上分布布置，并且与所述承载环(05)机械固定连接，/n其特征在于，所述传感器(07)与所述承载环(05)一起被浇注。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171023 DE 102017124667.31.用于监控主轴的测量系统(01)，所述测量系统包括：
·柱形的壳体(02)，所述壳体能布置在主轴壳体中并且能与所述主轴壳体机械固定连接，
·布置在所述壳体(02)内部的并且与所述壳体(02)机械固定连接的承载环(05)，
·三个用于测量所述主轴的径向位移的第一传感器(07)和三个用于测量所述主轴的轴向位移的第二传感器(08)，其中，第一和第二传感器(07、08)在所述承载环(05)的周边上分布布置，并且与所述承载环(05)机械固定连接，
其特征在于，所述传感器(07)与所述承载环(05)一起被浇注。


2.根据权利要求1所述的测量系统(01)，其特征在于，所述测量系统还具有至少一个用于与所述传感器(07、08)进行数据和能量交换的电子模块(09)，其中，所述电子模块(09)与所述承载环(05)一起被浇注。


3.根据权利要求2所述的测量系统(01)，其特征在于，所述测量系统具有多个电子模块(09)，其中，所述电子模块(09)通过柔性的电路板(10)相互连接。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量系统(01)，其特征在于，所述传感器(07、08)是涡流传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·赛博尔德，克里斯托夫·韦格纳，斯特凡·格吕克，马丁·沃尔，安德烈亚斯·席夫勒，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE