[发明专利]主轴装置和具有主轴装置的机床

说明书

本发明涉及一种主轴装置(100)，其包括：刀具支架(14)，其用于把持刀具或刀具接口；主轴驱动器，其包括用于旋转驱动刀具支架(14)的主轴转子(130)；电气负载(160)，其设置在主轴转子(130)面对刀具支架(14)的一侧；以及线圈单元(140)，其用于向电气负载(160)供应电能；其中线圈单元(140)设置在主轴转子(130)背对刀具支架(14)的一侧。

技术领域

本发明涉及一种主轴装置，尤其涉及在刀具接纳侧具有额外电气负载(例如，振动构件或测量构件)的主轴装置，和具有这种主轴装置的机床，或者优选为具有这种主轴装置用于加工工件的移动机床或移动铣床，尤其是用于加工大型工件或复合部件的表面。

背景技术

通常类型的主轴装置可从，例如WO2006/002675A1或EP0719199A1中知晓。根据上述现有技术，主轴装置上设置有电气负载(例如，振动装置或电子测量装置)，用于在机床上的刀具头部上使用，该刀具头部用于接纳一刀具，其中当刀具在主轴上被旋转驱动时，电气负载可以通过线圈结构被供给电能，该线圈结构具有固定的激励线圈和可旋转安装的接收线圈。

然而，根据上述现有技术的主轴装置的缺点在于，具有固定的激励线圈和可旋转安装的接收线圈的线圈结构，导致刀具侧刀具头部处的设计不适当的笨重、繁冗和庞杂。这尤其导致了主轴装置的更换困难。

为了使刀具的更换更加便捷，根据EP0719199A1，建议线圈构造的线圈中的至少一个仅形成为圆形段的形状。借此可使刀具更换更加便捷，但这样的缺点在于，线圈之间的能量传递效率会变差。

有鉴于上述缺点，本发明的目的在于提供一种在刀具接纳侧具有额外电气负载的主轴装置，其允许简单而紧凑的设计。进一步的，本发明的一个目的在于提供一种在刀具接纳侧具有额外电气负载的主轴装置，以允许简单高效的刀具更换，优选地不会降低线圈之间的能量传递效率。

发明内容

为了实现上述目的，提供一种根据权利要求1的主轴装置和一种机床，特别地为一种移动机床。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种主轴装置，该主轴装置包括用于把持刀具或刀具把持刀具接口的刀具支架、具有用于旋转驱动刀具支架的主轴转子的主轴驱动器、设置在主轴转子面向刀具支架的一侧的至少一个电气负载、和/ 或用于向所述至少一个电气负载供应电能的线圈单元。根据本发明，该线圈单元设置在主轴转子背对刀具支架的一侧。

在本文中，本发明基于以下思想：避免了除了电气负载之外，还在刀具支架侧边具有线圈单元的刀具头部的繁冗且复杂的设计，而是将用于为电气负载提供电能的线圈单元设置在主轴转子背对刀具支架的一侧。

这样的优点在于，一方面，该主轴装置的设计可以更简单、更紧凑以及更低维护密集度而不会使刀具在刀具支架处或刀具接口处的更换变得困难；另一方面，可以在不受限制的条件下，在主轴转子背对刀具支架的一侧上线圈单元的线圈能够被完全提供，从而不必损失线圈之间能量传递的效率。

此外，不同于现有技术，线圈单元的线圈可设置在主轴壳体内部，从而可以防止该线圈单元受到损害和污染，这大大地优于现有技术。

在有益的实施例中，线圈单元优选地具有固定的激励线圈和/或可旋转安装的接收线圈，特别优选地，在激励线圈和接收线圈之间具有用于非接触式能量传递的间隙。

在优选的有益实施例中，激励线圈和/或接收线圈优选地被构造成整周线圈，借此有利地使得线圈间极高的能量传递效率成为可能，尤其是当两个线圈各自都构造成整周线圈时。

在此，术语“整周线圈”被理解为意指线圈导体在线圈横截面中的整个圆周上延伸，且该线圈不仅只是形成为线圈或部分线圈的圆形段。“整周线圈”的横截面优选为基本上圆形，但本发明并不将其限制为圆形线圈横截面，其他的线圈横截面也是可以想到的，例如椭圆形、正方形或多边形，可选地具有圆角。