[发明专利]用于监控主轴的测量系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及一种用于监控主轴的测量系统。

背景技术

DE 103 48 608 B4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。

EP 1 425 640 B1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FAG Kugelfischer GeorgAG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。

发明内容

本发明的任务是，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。

根据本发明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。对于本发明来说重要的是，传感器与承载环一起被浇注。

根据本发明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。