不平衡测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种不平衡测量设备，包括一个主轴装置（７），它有一个主轴支架（２９）和一根可绕一条旋转轴线（９）旋转地支承在主轴支架（２９）上、在其两个端部之一上带一个用于固定要测量的物体的离合器的主轴（１１）。主轴装置（７）与驱动主轴（１１）的电动机（５）联合为一个第一个预装组件。主轴支架本身借助悬架（４９）可拆地固定在机器底座（１）上，其中悬架（４９）本身与一个测量运行时不平衡力的传感装置（６１）一起联合为一个预装组件。为了将这两个组件可拆地互相固定，采用定位的互相配属的连接元件，例如燕尾榫连接装置（７７）。因为这两个组件都是预装配的，所以在修理时它们可以就地更换，不需要采取复杂的调整措施。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量物体，例如机器构件或刀具支架，转动不平衡的设备。
技术介绍
当代旋转机床，例如钻床或铣床的主轴以非常高的20000U/min的转速工作。在这种转速下，微小的不平衡便会产生大的离心力，它们不仅使机床的主轴轴承受载，而且缩短刀具使用寿命和降低加工质量。因此，刀架通常在例如由WO 00/45983已知的平衡机上，在装或不装刀具的情况下，在机床内使用前进行平衡。为了能足够准确地测量要平衡的物体不平衡度的大小和方向，对平衡机的防止不平衡和调整提出了最高的要求，因为平衡机的自身不平衡将歪曲测量结果。在WO 00/45983中介绍了在很大程度上减小平衡机自身不平衡的途径。尽管在制造平衡机时可以保证高的精度，然而对于传统的机器在“就地”修理时不能达到相应的准确度。反之，若将平衡机送回工厂作精确的调整，则由于机床通常大的总重量需要高昂的费用。
技术实现思路
本专利技术的目的是指出一种如何能做到简单的“就地”修理不平衡测量设备的方法。本专利技术从一种用于测量物体转动不平衡的测量设备出发，这种设备包括-一个主轴装置，它包括一个主轴支架和一根可绕一条旋转轴线旋转地支承在主轴支架上、在其两个端部之一上带一个用于固定物体的离合器的主轴；-一个用于将主轴装置固定在一个机器底座上的悬架，悬架允许沿预定的不平衡力测量方向偏移但优选地横向于预定的不平衡力测量方向刚性地导引主轴支架；-一台旋转驱动主轴的电动机；以及-一个在主轴旋转时沿预定的测量方向测量不平衡力的传感装置。按本专利技术的改进其特点在于，主轴装置与电动机联合成一个第一个预装组件，而悬架与传感装置联合成一个第二个预装组件；以及，这两个组件带有彼此定位配属的连接元件，用于将组件按工作条件可拆地互相固定。在这里将对于测量精度而言重要的部分组合成组件，它们可以分别例如在生产厂预装配和按要求调整及检验。当其中一个组件损坏时可以就地更换有缺陷的组件，无需再调整。彼此定位互相配属的连接元件保证组件的彼此正确定位。尤其是由于其通常大的重量因而难以运输的机器底座可以就地不动。这两个组件可以是只规定用于平衡目的的平衡机的组成部分。但是本专利技术不限于这一种使用状况。这两个组件也可以与另一些机器或设备相结合实现不平衡测量功能。例如，不平衡测量设备可以是一种将刀具收缩在刀架内的收缩机的组成部分，例如在WO 01/89758A1中所说明的那样。不平衡测量设备与一台确定或调整夹紧在刀架内的刀具基准长度的标定仪相结合也是有利的。最后，不平衡测量设备也可以是机床本身的组成部分。本专利技术的另一个目的是改进不平衡测量设备防止不平衡的能力。业已证实，与主轴支架联合成一个组件的电动机，在电动机万一自身不平衡时会产生振动，这些振动降低测量精度。若电动机由于希望简化机械结构相对于主轴的旋转轴线错开和轴线平行地设在主轴旁并固定在主轴支架上，则电动机通过主轴支架在传感装置上施加一个经可能的不平衡振动调制的悬臂力矩。为了将此悬臂力矩保持得尽可能小，电动机应安装为离传感装置有尽可能小的距离以减小力臂。为达到此目的，将电动机装置为，使一个含有电动机和主轴旋转轴线的平面相对于主轴的一个垂直于预定的测量方向的轴向纵平面倾斜。同样，为了减小基于不平衡振动的测量误差，将电动机和主轴支架在一个公共的连接轭架的同一侧通过法兰固定在连接轭架上，尤其是令主轴远离固定离合器的那个端部借助环形驱动皮带与电动机驱动连接。驱动皮带以此方式可以设置为非常靠近连接轭架，这有利于驱动连接装置的机械稳定性和防止振动。特别是，以此方式可以得到一种机械结构非常简单又易于装配的第一组件。主轴装置的固定离合器恰当地包括一个气动操纵装置，如在WO00/45983中所介绍的那样。但气动操纵装置的压缩空气供给装置的结构可以简化，即令它包括一个固定在主轴支架上、与主轴持续地旋转啮合的压缩空气旋转离合器。与在WO 00/45983中所介绍的不同，在测量作业期间可以免除拆卸压缩空气旋转离合器，只要将旋转离合器相对于导引主轴的主轴支架固定，也就是说旋转离合器不因主轴径向振动而受载。按一项优选的设计，悬架包括两个可沿预定的测量方向偏移地互相连接的悬架构件，其中之一可与主轴支架连接，而另一个可与机器底座连接。传感装置有至少一个固定在两个悬架构件之间的力传感器。这种组件机械上稳定以及力传感器可以受保护地装在两个悬架构件之间。悬架构件可以彼此相隔距离地布置并且借助至少一个沿间距方向刚性的、横向于此方向至少沿测量方向弹性的定距器，但尤其借助多个这种定距器彼此固定。这样一种悬架机械上稳定并可以承受组件的重力矩，尤其在测量方向水平延伸的情况下。定距器恰当地设计为板簧，它的板簧平面垂直于测量方向延伸并因而基本上仅沿测量方向是弹性的。但在这方面还应指出，定距器只须很小的弹性，因为例如涉及压电式力传感器的这些传感器对于力的测量有极小的偏移行程就足够了。原则上也可以采用定距销之类代替板簧。若悬架构件横向于测量方向彼此相隔距离地布置，则悬架构件优选地有成对地相对伸出的凸块，力传感器设在它们之间。按一种方案，悬架构件彼此相隔距离地布置并且借助至少一个沿规定测量方向的间距方向弹性的、横向于此方向基本上刚性的定距器彼此固定。按此项设计，悬架构件为了力的测量沿其间距方向至少可小量运动，但肯定比沿其余规定用于承受第一个组件重力矩的方向的运动量大。在此项设计中定距器可例如设计为U形的蝶形弹簧以及必要时与悬架构件设计为一体。为了能测量沿旋转轴线不均匀分布并因而导致主轴旋转轴线摇摆的不平衡量，传感装置优选地具有两个沿主轴的旋转轴线的方向彼此隔开距离布置并固定在两个悬架构件之间的力传感器。恰当地，这些力传感器相对于一个垂直于力测量方向的主轴的轴向纵平面镜像对称地支承在两个悬架构件上，所以这两个力传感器始终被同向的力或压或拉。两个力传感器取决于力方向的特征线的差别以此方式可不起作用，这有利于测量精度。若为每个力传感器配设一个朝预定的力测量方向预紧力传感器的弹性元件，则可以进一步提高测量精度。基于所述的预紧，力传感器可以沿力测量方向点状支承，例如夹紧在两个顶尖之间，所以不可能将歪曲测量结果的横向力传入力传感器内。弹性元件也可以支承在顶尖之间，为的是也在这里避免横向力误差。原则上，力传感器和为它配设的弹性元件可以串联地夹紧在两个悬架构件之间。当然，在此项设计中预紧力不能与由此施加在悬架上，例如其板簧上的反作用力无关地调整。当力传感器和为它配设的弹性元件互相串联预紧地支承在两个悬架构件之一上，而另一个悬架构件在力传感器与弹性元件之间的力途径内支承在力传感器上时，可做到与在悬架上的反作用力无关地调整预紧力。在这种情况下弹性元件的反作用力途径通过这一个悬架构件闭合，而不通过其弹性的定距器。将两个组件可拆地互相连接在一起的连接元件，保证主轴的旋转轴线相对于力传感器的测量方向定位地互配，而且优选地不仅关于距离而且关于方向。按一项优选的设计，两个组件的连接元件有规定用于互相支承的接合面，它们可以沿预定的测量方向和至少一个与之垂直的方向实施连接元件彼此预定的相对定位。尤其在为了固定利用夹紧装置时，设计为燕尾状导向装置的连接元件可以实施两个组件的一种特别准确和尽管如此仍能容易地分解的连接。这样一种燕尾状导向装置有成对的互相成锐角延本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量物体转动平衡的测量设备，包括－一个主轴装置（７），它包括一个主轴支架（２９）和一根可绕一条旋转轴线（９）旋转地支承在主轴支架（２９）上、在其两个端部之一上带一个用于固定物体（１７）的离合器（１３）的主轴（１１），－一 个用于将主轴装置（７）固定在一个机器底座（１）上的悬架（４９），悬架允许沿预定的不平衡力测量方向偏移地导引主轴支架（２９），－一台旋转地驱动主轴（１１）的电动机（５），以及－一个在主轴（１１）旋转时沿预定的测量方向测量不平衡 力的传感装置（６１），其特征为：主轴装置（７）与电动机（５）联合成一个第一个预装组件，而悬架（４９）与传感装置（６１）联合成一个第二个预装组件；以及，这两个组件带有彼此定位配属的连接元件（７７），用于将组件按工作条件可拆地互相固定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F海默，
申请(专利权)人：弗朗茨海默机械制造两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]