[发明专利]用于检测旋转元件是否存在于机床中的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测旋转元件是否存在的检测方法和设备。本发明可有利地用于检测旋转工具是否存在于数控机床中，在说明书中明确但不丧失一般性地参照其进行描述。

背景技术

在数控机床中，不同类型的工具可安装于主轴上。这些不同类型的工具都取自于自动存储器（automatic store）以及在自动存储器中进行替换，且在使用过程中这些不同类型的工具旋转以便通过去除材料来加工工件。

当需要更换工具时，将主轴放置于自动存储器处，主轴在自动存储器处替换旧工具并采用新工具。

由于会发生主轴不从存储器采用新工具的情况，因此在工具更换之后，有必要检测主轴是否实际上已经采用了新工具。换言之，必须要检测工具实际上是否存在于所述主轴上。

此外，在使用过程中，工具可能会破损（通常但不是唯一的情况是当工具为具有小直径的钻头的时候），因此有必要检测由主轴承载的工具是完整的（也就是说，所述工具包括其端部部分，所述端部部分是其前端部）。

为了检测主轴实际上是否承载工具（更具体地，所述工具为旋转工具，即由主轴使其旋转的工具）以及为了检测工具是否为完整的（即，所述工具包括其端部部分），数控机床可包括接触类型的检测设备或装置（但是所述检测设备或装置在工具旋转的同时不能用于检测）或非接触类型的设备或装置。非接触类型的装置例如可通过光束的中断（该解决方案通常具有整体尺寸的问题）或通过观察和分析工具本身所反射的辐射来检测所述旋转工具是否存在。

诸如像在US-A-5293048中所示类型的最后一种类型的检测设备包括电磁辐射（通常是但不一定是激光束）发射器和接收器，所述发射器指向所述旋转工具应当定位于其中的区域，所述发射器靠近发射器布置并接收由所述旋转工具所反射的电磁辐射。检测设备的处理单元分析由接收器所检测到的所反射电磁辐射并且根据所述分析来确定旋转工具实际上是否存在。

由接收器所检测到的所反射电磁辐射的分析是非常重要的，其原因在于其必须在确定旋转工具是否存在的过程中确保高度的可靠性。具体地，这种分析包括复杂的处理，从而避免假阳性错误（即，当旋转工具实际上不存在时而确定其存在）和假阴性错误（即，当旋转工具实际上存在时而确定其不存在）。

假阳性错误的风险水平是相当高的，其原因在于接收器可以检测到被误认为是由旋转工具所反射辐射的噪声。例如，噪声可包括由发射器所发射以及由旋转工具之外的对象（例如，喷向旋转工具的冷却剂，由加工所导致的灰尘或碎屑，或位于工具后面的其它反射表面）所反射的电磁辐射，或噪声可包括由其它源（例如提供环境照明的荧光灯）所发射的电磁辐射。

还存在假阴性错误的风险。事实上，为了尽量避免假阳性错误来使用对于由发射器所检测到的电磁辐射的分析而言的严格标准会意味着作为负面后果由旋转工具所实际反射的但意外包括噪声的电磁辐射不会被认为是旋转工具的反射。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测旋转元件是否存在的检测方法和设备，所述检测方法和设备使得能够以增加的可靠性来检测旋转工具是否存在，同时所述检测方法和设备能够以容易且成本低廉的方式来实施。

本发明提供一种根据所附权利要求所要求保护的用于检测旋转工具是否存在的检测方法和设备。

附图说明

在下文中参照通过非限制性的实例方式给出的附页附图来对本发明进行描述，其中：

图1是根据本发明的具有用于检测旋转工具是否存在的检测设备的数控机床的简化视图，其中为了清楚起见去除了某些部分并放大了其它部分；

图2至图5示出由用于检测所述旋转工具是否存在的检测设备所处理的数据的四幅曲线图。

具体实施方式

在图1中以最好的示意性方式示出数控机床1（例如自动钻孔机），其包括承载旋转工具3（在图1所示的特定情况下是钻头）的主轴2以及承载被加工的工件5的工作台4。

此外，机床1包括用于检测旋转工具3是否存在（从而间接地检测旋转工具3的完整性）的检测设备6。通过将检测设备6朝向旋转工具3的端部部分（即，朝向前端部）引导来检测旋转工具3的完整性：如果旋转工具3的端部部分实际上是存在的话，则假定旋转工具3存在且还是完整的。显然，通过将检测设备6朝向旋转工具3本身的中央部分引导，检测设备6可仅仅用于检测旋转工具3是否存在。