一种可与机床相连的探针，包括为电气或电子电路提供电能的发电机和能够相对于发电机定子进行相对旋转的驱动元件。驱动元件的旋转轴优选是探针自身的对称轴。驱动元件不连接任何外部能量源，简单通过启动机床旋转轴可使其进行旋转。有利地，本发明专利技术的驱动元件不直接连接到机床的任何活动元件上，但是可以转动地安装在探针自身上，或者固定在机床的参考台上。重要地，本发明专利技术的探针除了与旋转转轴连接外，不需要其它附加的连接装置来安装到机床上，旋转转轴可以用具有标准锥柄的常规刀架实现。这样本发明专利技术的探针就与标准探针充分兼容，无需任何改动就能被安装和用于标准刀架中。探针的自供电功能可以简单地由向机床的转轴发送合适的旋转指令而被启动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于与工业IW或坐标测量机一起使用的，特别是适合于用在计算机数控(CNC)机床中的测量探针。本专利技术特别涉及一种用于在工件上进行测量的自供电工具。
技术介绍
育^多自动地取代不同类型的工具以便于对工##1行各种加工或观糧作业的 机床已经为现有技术所熟知并广泛应用。模块化的工具可以简单并且可拆卸地 固定在机床上，这样就无需为^#定的操作配备特定的机床。只要这样的工具中具有电路，就需要给电路供电，或者至少需要预先在工 具支架间设置某种形式的可拆卸电连接。模块化探针头通常安装在标准刀架上，例如莫尔斯锥柄，所述标准刀架然 后可拆卸地连接到转轴(spindle)或旋转轴机床上，用于执行各种各样的测量 和尺寸的控制。通常这都是在对工件执行例如铣削、镗削或者其它加工操作之 前完成的。这种模i央化探针头用于例如在开始加工操作前保证工件的正确定位， 或者用于检查工件的尺寸是否在可接受的范围内。由于与探针壳体相连的柄部通常不具有任何电源或电连接，在这种情况下 为这种探针头供电常常是有问题的。当探针与旋转轴相连时不可能将探针与任 何电线相连接，该状况几乎总是这样的，这时必须考虑完全地自行供电。为了执行测量操作，普遍的是使用内置电池给探针头供电，还可用于为机 床控制单元传输信息。电池有限的使用寿命使得需要有规律iM"电tfeit行充电 和/或手动更换电池，但这样的要求还是苛刻且耗费时间的。由于有了发电机，多种可将机械能转换为电能的系统已被提议用作电池的 替换方案以解决这一供电问题。US5564872介绍了一种采用流入流体压縮空气的内置式水轮机作为电动机 械转换器的无线探针。类似地，US4716657和US2007006473介绍了一种测量 探针，这些解决方案都需要密封管来传输流动流体，在安装探针时为了避免流体 泄漏或者压力损失，也需要带有探针的工具支架的精确密封。这些不易于实现， 且需要对刀架进行特殊的设计。当可能时，在绝大多数情况下，探针与流体回路之间的连接(例如切害U流体线)必须手动且分别i舰行。JP3223602公开了另一种产生电能的解决方案，在转动时机床的转轴直接 驱动探针中的发电机，同时探针的外壳被固定到机床头上的非转动元件上。这 要求除标准锥柄外的第二机械连接，并且当由一种机械操作到另一种操作传递 时不能快速和简单的更换工具。因此，需要提供一种不^±述限制的用于具有电路的模块化探针头的电能 自生成系统。
技术实现思路
基于本专利技术，实现上述目的^I过一种具有如独立权利要求所述技术特征 的接触式探针以及产生电能的方法。从属权禾腰求中详细描述了多个优选实施 例。特别地，实9Ul述目的是舰一种用于t服的坐标探针，包括支承元件， 所述支承元件与所述机床的旋转轴相连接；坐标传感器，所述坐标传感器用于 测量工件表面上各点的坐标，所述坐标传感器采用电气的或电子的电路；发电 机，所述发电机为所述电气的或电子的电路供电，其特征在于，驱动元件，能 至少部分自由地相对于所述发电机的定子绕轴转动，所述发电机被有效地设置 成根据所述驱动元件与所述定子之间角逸度的相对差ft^产生电能。，解决方案首先在电力消耗方面改进了整体系统的效率。这种己经由机 床产生且可以以另外的形式储存以及再利用的转换能量，真正地无需使用任何 附加的能量源；此外，由于在机侧不存在电力独立性的问题，因此传递给探针 的机械能在理论上是没有限制的。使用飞轮作为初始能量源使得系统现存的机 械能最佳的转换成电能生产。，解决方案的另一个优点是，为具有独立电源的模i央化接触探针提供一 种适用于各种操作目的的通用的解决方案。由于使用了在附接探针外壳内以独 立方式产生的动能，因此无需特殊的设计或者调节装置将它与机床相连接；这 一解决方案可使用任何常规的支承工具。JJ^解决方案的其它优点是使用方便和简单，而且可以几乎免维护地运行。 附图说明结合附图且借助对实施例的描述将有助于更好地理解本专利技术，在附图中图1示出了根据本专利技术的一个优选实施例的探针的剖面图。图2示出了根据本专利技术的一个优选实施例的探针的透视图。图3示出了根据本专利技术的一个优选实施例的电力产生单元的顶视图。图4示出了根据本专利技术另一实施例的电力产生单元。图5和6示出了本专利技术的另一实施例。 图7示出了本专利技术的另一实施例。具体实施方式图1示出了根据一个 实施例以及本专利技术应用实例的探针11的剖面图。为了简化说明，假定探针11应用于常规的CNC铣削机床12中，该机床具有3 个线性轴XYZ以及一个旋转轴15，这并不应当理解为对本专利技术柳艮制，探针 可应用于各种样式的机床12中。在这个例子中，探针11 ffi31支架可拆卸地固定在机床12的转轴15上，该 支架包括在使用中与所述丰，兼容的标准锥体13。为了简明起见，在附图中显 示锥体与探针成一整体。然而，必须理解本专利技术的探针不受该特定连接方式的 限制。锥柄通常是可分离的刀架的一部分，以允许与不同机床的互操作性。转 轴15受驱动绕旋转轴14旋转，也定义为将探针去除并连接至转轴15的方向。用于将工作工具固定在机床12上的上面描述的夹钳机构己经被广泛应用； 因此优选地，探针11的柄部13无需任何特别的设计即可与常规的机床12互操 作。ffim机床12的XYZ轴进行适当的编程，本专利技术的紧固系统不仅可允许 探针11在三维测量空间中的任何位置移动，还允许驱动探针11与机床转轴15 一起进行旋转；任何能可拆卸地连接这种具有旋转驱动特性的探针的系统都适 用于本专利技术。在锥柄13的相对端，夕卜壳27支承着表面感测和/或观懂装置，例如接触式 触发探针11 ，表面感测和减测量體包括与探测电路22连接的延长触针26， 雌自身能连接至U遥观係统单元24上，用于向遥控单元(图中未示出)发射测 量结果和/或接收测量过程的指令。若延长触针26有偏差，检测电路22的电触 点23—断开，电信号就被触发。本专利技术并不仅限于这"f寺殊类型的探针，也能 使用模拟探针和非接触探针，例如激光探针，在进行测量时生成工件表面上各 点的坐标的测量值。已测量的坐标值经适当编码后传至遥测系统单元24用于无线数据的传输。 W的传输可以fflil光学的或射频传输，例如舰红外线或舰无线电链路34， 如图中所示使用用于短距离传输的例如蓝牙技术或任何无线技术。优选小功率 传输系统。在需要更高带宽和/或更M巨离的情况下，也可预见采用其它无线数 据传输技术如WLAN。优选地，为了节电，遥测系统24的I/0接口可以定期关掉，或者设置缺省值为空闲且只在预定的时间段内准备传输的状态。其他无线 传输技术例如GPRS或EDGE也可以使用；以上所列的无线技术并非穷举。接触检测电路22和/或遥测单元24的电力主要由发电机16供给。根据图1 所示的伏选实施例，发电机16的转子17被设置在驱动元件28的下方，根据该 实施例，驱动元件是与探针可转动连接的飞轮。肯巨提供足够的惯性矩来维持它 的角ilit独立于探针外壳26的转动。飞轮28可以是例如与发电机16的旋转轴 连接的一个附加模块(add-on module),因此允许现有的发电机模块16具有改 进的可量测性。转子17承载着永磁体19，当定子18与转子17之间有相对转动时，在定 子18的绕组20中会产生感应电流。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于机床的坐标探针，包括： 支承元件，所述支承元件与所述机床的旋转轴相连接； 坐标传感器，所述坐标传感器用于测量工件表面上各点的坐标，所述坐标传感器采用电气的或电子的电路； 发电机，所述发电机为所述电气的或电子的电路供 电， 其特征在于， 驱动元件，所述驱动元件至少部分自由地相对于所述发电机的定子绕轴转动，所述发电机被有效地设置成根据所述驱动元件与所述定子之间角速度的相对差值来产生电能。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：F加贝拉，P乔迪尔，
申请(专利权)人：六边形度量衡股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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