CN100547370C - 不平衡测量设备 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量物体，例如机器构件或刀具支架，转动不平衡的设备。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
本发明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。
按本发明的改进其特点在于，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。但是本发明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。
本发明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伸的导向面，它们允许沿两个互相垂直的坐标方向准确定位。恰当地沿第三个坐标方向设沿燕尾状导向装置的移动方向定位的终端止挡。因为主轴带固定离合器的那一端通常可以自由接近，所以当燕尾状导向装置的移动方向沿主轴旋转轴线的方向延伸时，第一个组件的装配便非常容易。
这种燕尾状导向装置的另一个优点是，它横向于分界面有比较小的位置需求。因此，主轴装置并因而还有电动机可以更靠近传感装置安置，为的是减小基于不平衡力矩造成的测量误差。尤其是，燕尾状导向装置可以有燕尾状导向面，其中之一直接成形在主轴支架上，这尤其在主轴支架基本上有圆柱形外轮廓的情况下，此圆柱形外轮廓在外部围绕着成形在上面的燕尾状导向面。这种主轴支架，包括燕尾状导向面在内，可以按非常简单的方式由一根圆柱管制成一体。
原则上，在组件装配时燕尾状导向装置可从它们相对置的端侧拼合。但由于往往在这些组件上还连接电缆或气体管道，它们的长度必须顾及移动距离，所以有利的是，互相配属的燕尾状导向面有插接槽，它们允许连接元件横向于燕尾状导向装置的移动方向插接在一起。这种设计尤其在空间狭窄的情况下使装配更加方便。力求主轴装置尽可能直接与传感装置结合。这一点例如可以这样达到，即将连接元件设在主轴支架和悬架上。
不平衡测量设备确定不平衡的量以及相对于主轴旋转轴线的角向位置。传统的不平衡测量设备有两个单独的转角传感器，其中第一个测量绝对转角，而第二个检测主轴的基准位置，亦即零点位置，第一个转角传感器应测量相对于此基准位置的转角。这种必须设两个转角传感器的必要性，不仅增大结构的费用，而且增加装配的难度，在装配时必须调整这两个转角传感器。此外，传统的转角传感器往往不直接安装在主轴上，而例如装在电动机上，从而导致测量误差。
按本发明也有独立意义的另一个方面规定，在主轴沿轴向的端部之一上，尤其在带有物体用的固定离合器的端部上，固定一个环形面构件，它的圆周设有一个磁性或光学的信息载体，既用于体现转角的信息也用于体现零点旋转位置的信息；以及，一个用于读取这些信息的阅读头装置与主轴支架连接。以此方式主轴直接带有这些既用于旋转方向又用于零点旋转位置的信息，这有利于检测精度以及这些信息可以借助唯一的阅读头组件检测从而简化装配。
信息载体可例如涉及一种如在磁带中常见的由可磁化的材料组成的涂层；但也可以直接将磁带或含有光学信息的带(例如分度尺的形式)粘贴在例如圆柱形环面构件的圆周上。优选地，信息载体带有沿轴向并列的两个信息通道，阅读头装置彼此独立地读取它们。但这两个信息也可以记录在一个公共的通道内，以及通过它们的信息内容可以电子分离地彼此区别。
若信息载体涉及一种粘贴在环形面构件圆周上的磁带段，则磁带段可在粘贴前加上周期性的体现转角分度的磁化脉冲。但在粘贴前的这种磁带段的预磁化的缺点是，磁带段粘贴时可能的转动导致今后的测量误差。磁带段两个相互对接的端部的对接区内会带来另一些测量误差。若磁带段相互对接的端部在带平面内斜切，也就是说对接部位沿一个比较大的圆周区延伸，则可以避免在对接区内的测量误差。若在这种情况下转角信息和可能的零点旋转位置信息在磁带段粘贴后写在磁带段上，则可以达到以非常高的角度测量精度，而且在斜切的接缝区内也是如此。
光学的信息载体可以通过入射光亦即反射地读出。不过光学传感器通过透射光并结合可由透射光读取的光学信息载体可以无干扰地工作，所述信息载体可例如有可透射的环形盘的形式。
优选地，环形面构件在其背对主轴的表面有光学的角度标记，作为在施加不平衡配重或平衡槽时主轴手动定向的辅助工具。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明的实施例。其中：
图1沿图2中线I-I通过刀具支架用的平衡机的轴向纵剖面；
图2沿图1中线II-II通过此平衡机的轴向横截面；
图3沿图2中线III-III通过平衡机的剖视图；
图4平衡机的燕尾状导向装置示意俯视图；
图5信息载体环的部分视图；
图6信息载体环一种改型的局部图；以及
图7平衡机一种改型的局部图。
具体实施方式
图1至3中表示的平衡机有一个用作机器底座为了稳固用一种重的材料例如混凝土之类浇注的外壳1，它在一个可从上方进入的腔3内含有一个由电动机5驱动的主轴装置7。主轴装置7有一根在这里设有垂直的旋转轴线9旋转的主轴11，它在其上端有一个可按工作条件更换的离合器适配器13，离合器适配器13有一个与旋转轴线9同心的承接孔15，用于连接一个要平衡的用17表示的标准化刀具支架。刀支架可涉及一种传统的陡锥形刀架，或涉及空心杆锥形支架(HSK-Halter)。主轴11设计为空心轴并含有下面还要详述的操纵装置19，它借助夹钳21将刀具支架17在不平衡测量期间固定在离合器适配器13内。离合器适配器13用螺钉23固定在主轴11上并可以根据刀具支架的类型更换。
主轴11借助两个沿轴向彼此隔开距离地布置的滚珠轴承25、27无间隙地支承在圆柱管状主轴支架29中，在这里沿轴向的轴承间隙通过预紧弹簧31和围绕主轴11的弹簧螺母33补偿。
电动机5与旋转轴线9轴线平行地装在主轴装置7旁，以及与主轴支架29一起通过法兰固定在基本上板状的连接轭架35的同一侧上。连接轭架35有一个通孔37，用于一个旋转固定地装在电动机5的轴39上的皮带轮41，以及有另一个通孔43用于主轴11，主轴11在其背对离合器适配器13的端部带另一个皮带轮45。环形皮带驱动装置47在皮带轮41、45之间并因而在电动机5与主轴11之间建立驱动连接。因为驱动皮带47在连接轭架35附近运行，所以这种驱动连接刚性较好。因为如下面还要说明的那样，要测量的不平衡矢量角度的确定直接在主轴11上进行，而不是如在传统的不平衡测量设备中那样在电动机上进行，所以驱动皮带也允许有一定程度的滑动。因此不必使用昂贵的防滑的齿形皮带。
由电动机5和主轴装置7组成的组件借助一个可拆地固定在主轴支架29上的安装座49固定在外壳1上。安装座49包括两个基本上板状的支承构件51、53，它们通过多个板簧元件55(图2)彼此相隔距离地布置和相互固定。板簧元件55在彼此平行和与旋转轴线9平行的平面内延伸，所以板簧元件55沿支承构件51、53的间距方向以及沿垂直方向都是刚性的，而支承构件51、53沿水平方向可在不平衡离心力作用下略有偏移。一方面与主轴11的上端部相邻以及另一方面与主轴11的下端部相邻，在成对地从支承构件51、53总是向另一个构件伸出的支承构件51、53的凸块57、59之间，分别夹紧两个力传感器61之一，它们测量由主轴装置7沿水平测量方向通过支承构件51、53施加在主轴装置7上端部和下端部上的不平衡力。力传感器61为了避免横向力通过支承滚珠63铰接式地支靠在配属的凸块57、59上。在支承构件之一上，亦即图2中表示的支承构件51上，除凸块57外设另一个凸块65，在它们之间插入另一个支承构件53的凸块59。在凸块65与59之间夹紧一个弹性的预紧元件67，它保证力传感器61有一定的预紧度。在凸块57或65内沿测量方向对置的调整螺钉69、71允许调整力传感器61的位置以及调整预紧元件67的预紧力。两个传感器61的每一个以及为它配设的弹性预紧元件彼此串联并预紧地支承在两个支承构件之一上，而在此期间另一个支承构件在力传感器61与预紧元件67之间力的途径内支承在力传感器61上。以此方式保证，预紧元件67的反作用力路径直接通过支承构件之一闭合以及板簧元件55不受载。板簧元件55成对地配属于力传感器61并同样成对地沿测量方向对置。最后，为了避免横向力，预紧元件67也铰接式支承在顶尖之间，如图2举例所示。
在主轴装置7上端部和下端部彼此相隔距离设置的力传感器61，相对于主轴11的一个垂直于力方向的轴向平面镜像对称地支承在两个支承构件51、53上。如图2针对上部力传感器61所示，它相对于旋转轴线9沿顺时针方向看支承在在主轴一侧的支承构件53的凸块59上，以及逆时针方向看它支承在外壳一侧的支承构件51的凸块57上。反之，下部力传感器61顺时针方向看支承在外壳一侧的支承构件51上，以及逆时针方向看支承在主轴一侧的支承构件53上。因此，为下部力传感器61配设的预紧元件67的反作用力路径通过在主轴一侧的支承构件53闭合。显然，下部和上部力传感器61的支承方式可以互换。这种结构形式的优点是，当主轴11倾斜运动时，两个力传感器61同向地或加压或卸压。因此，力传感器取决于力方向的特征线差异不影响测量结果。显然，两个力传感器61的预紧元件67同样布置在提及的轴向剖切平面的相对侧上。
与主轴装置7和电动机5组合成一个预装配的组件一样，安装座49与设在支承构件51、53之间的力传感器61也联合为第二个预装组件，它作为预装组件固定在外壳1上。支承构件51为此借助螺钉73固定在外壳1上(图3)，螺钉可穿过支承构件53中的孔75接近。
由主轴装置7和电动机5组成的组件本身借助一个总体用77表示的燕尾状导向装置定位，亦即按预定的相对于悬架49的位置可拆地固定在悬架远离外壳的那个支承构件53上。燕尾状导向装置77在支承构件53上有一个与旋转轴线9轴线平行地延伸的燕尾槽79，燕尾榫81可纵向移动地在燕尾槽79内导引。燕尾榫81借助多个沿燕尾状导向装置77纵向分布和可横向于纵向调整的夹紧螺钉83固定。
如图4所示，不仅燕尾槽79而且燕尾榫81有多个插接槽85或87，它们将燕尾槽79和燕尾榫81沿纵向分段。图4在其后半部表示燕尾状导向装置77处于其定位的终端位置，在此位置设在支承构件53上的挡销89确定了主轴装置7沿燕尾状导向装置77移动方向相对于悬架49的最终位置。在这里，燕尾榫81的分段与燕尾槽79的分段重叠。插接槽85、87允许主轴装置7横向于燕尾状导向装置77的移动方向接近其终端位置，因为如图4的左半部所示，插接槽85、87构成用于插接槽79或插接榫81分段的凹口。燕尾状导向装置77的这种分段化使得装配非常容易。
通过主轴装置7悬挂在安装座49上的电动机5在力传感器61上施加悬臂力矩，它经电动机5可能的不平衡振动调制。若悬臂力矩的力臂尽可能减小，也就是说电动机5尽可能靠近通过力传感器61的力测量方向延伸的垂直平面，则可以减小由此造成的测量误差。如图2所示，为此，包含主轴11的旋转轴线9和电动机5的未详细表示的旋转轴线的平面布置的，使它横向于一个垂直于力测量方向延伸的主轴11的轴向纵剖面延伸。只要结构空间允许，这些平面之间的夹角必要时也可以选择为小于90°。
为了进一步减小力臂，使燕尾榫81处于主轴支架29圆柱形轮廓的内部，亦即加工在主轴支架59圆柱形外表面内。此外，此项措施简化了制造。
不平衡测量设备未进一步表示的电子控制装置包括配属的操作元件安装在外壳1的控制台状腔室91内。为了确定不平衡的量和角向位置，控制装置不仅必须传输有关预定的基准位置，亦即主轴11相对于主轴支架29并因而相对于外壳1的零点旋转位置的信息，而且必须传输主轴11从此基准位置瞬时旋转位置的旋转角偏离量的信息。为此，在主轴上部带离合器适配器13的那一端固定一个信息载体环93，它在其圆柱形的外表面上环形地带一磁带段95。在磁带段95上按恒定的角向距离写上磁的角度信息，它们由一个可拆地固定在主轴支架29上的阅读头装置97阅读并输入控制装置。磁带段95不仅带体现转角的信息而且带零点旋转位置的信息。虽然两种信息可以记录在磁带段95的一个公共的磁道内，但优选的是设两个并列的信息通道99(图5)，其中之一含有转角信息，而另一个含有零点旋转位置信息。阅读头装置97相应地有两个为每一个磁道99配设的阅读头。
磁带段95沿周向封闭，如图5所示，在这里它们互相对接的端部在带平面内斜切，并构成一个相对于环93的圆周方向成锐角延伸的斜切口接缝101。磁性信息在将磁带段95粘贴在信息载体环93上后再书写。这样做的优点是，尽管有此斜切口接缝101，但仍能在此区域内记录磁信息。斜切口接缝101至多缩短供记录用的磁道的轴向高度。
信息载体环93可从上方接近的表面上施加例如形式上为径向划线103的光学角度标记，它们使得使用者能够手动地将主轴相对于基准位置定位。
装入离合器适配器13内的刀具支架17在工作时由夹钳21固定。为了操纵夹钳21，主轴11在其下端用盖105(图1)封闭并构成一个压缩气缸，一个用于操纵夹钳21的压缩空气活塞107可以在压缩气缸内密封地移动。压缩空气的供给通过在盖105上的一个在中央处于持续的旋转啮合状态的压缩空气旋转离合器109实现。离合器109固定在一个支承臂111上，支承臂本身设在被驱动皮带47围绕的区域内部，并固定在连接轭架35上并因而固定在主轴支架29上。以此方式达到可以更换驱动皮带47，不必为此拆卸支承臂111。因为旋转离合器109固定在导引主轴11的主轴支架29上，亦即伴随主轴11的径向运动，所以与在WO 00/45983中的情况不同，旋转离合器可以持续地啮合。为了进一步说明夹钳21及其操纵机构适用的实施例可参见WO00/45983。
下面说明前面借助图1至5说明的不平衡测量设备的改型。作用相同的部分用图1至5的符号表示，以及为了区别加上一个字母。为了说明结构和工作方式可以参阅图1至5的说明。显然，这些图中未表示的部分也可以在这些改型内存在。
图6表示一种既提供转角信息又提供零点旋转位置信息的测量装置的改型。在主轴的上端部仍设一信息载体环93a，从它的圆周沿径向伸出记录有光学角度信息的环形盘113。角度信息仍记录在两个没有详细表示的沿径向并列的通道内，以及由光学阅读头装置97a通过透射光法阅读。
显然，光学信息也可以通过入射光法，亦即反射地阅读。另一方面，环形盘113也可以取代光学信息带磁性信息，如在图5的情况下圆周的信息也可以光学地阅读一样。在图6的实施例中，信息载体环在其从上方可接近的表面上带有光学的角度标记103a，用于主轴相对于基准位置的手动定位。
图7表示包括两个预装配的组件的不平衡测量设备的一种改型。在此实施形式中，电动机56和主轴装置76也构成一个预装组件，以及同轴地沿径向并列在其下端部通过法兰固定在连接轭架35b上。为了驱动连接设皮带轮41b、45b，皮带47b经由皮带轮运行。此组件借助燕尾状连接装置77b可拆地按定位固定在由悬架49b和传感装置61b组成的第二个预装组件上。燕尾状连接装置77b仍有燕尾槽79b和燕尾榫81b，以及可以相应于已结合图1至5说明的实施形式插接状分段并通过夹紧螺钉83b固定。
与前面已说明的实施形式不同，固定在支承构件51b、53b之间的力传感器61b检测沿支承构件51b、53b间距方向的不平衡力，为此力传感器与U形的蝶形弹簧115连接成一体。蝶形弹簧115承受固定在支承构件53b上的由电动机56和主轴装置76组成的组件的悬臂力矩。为了减小力臂在这里电动机56也朝蝶形弹簧115的方向靠近地安装。显然，在此实施形式中也可以沿旋转轴线96的方向彼此错开地设置两个力传感器，以便能检测弛张振荡。为传感器61b在支承构件51b、53b之间的悬挂可与图1至5的方案一致。
Claims (34)
1.用于测量物体转动不平衡的测量设备，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。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为：电动机(5)相对于主轴(11)的旋转轴线(9)错开以及轴线平行地设在主轴(11)旁并固定在主轴支架(29)上。
3.按照权利要求2所述的设备，其特征为：电动机(5)设置为，使一个含有电动机(5)和主轴(11)旋转轴线的平面相对于主轴(11)的一个垂直于预定测量方向的轴向纵平面倾斜。
4.按照权利要求1所述的设备，其特征为：电动机(5)和主轴支架(29)在一个公共的连接轭架(35)的同一侧通过法兰固定在连接轭架上。
5.按照权利要求4所述的设备，其特征为：主轴(11)远离固定离合器(13)的端部借助一个环形驱动皮带(47)与电动机(5)驱动连接。
6.按照权利要求1所述的设备，其特征为：主轴装置(7)的固定离合器(13)具有一个气动操纵装置，它的压缩空气供给装置包括一个固定在主轴支架(29)上、与主轴(11)持续地旋转啮合的压缩空气旋转离合器。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征为：压缩空气旋转离合器(109)与主轴(11)的旋转轴线(9)同心地设在一个支承臂(111)上，支承臂只设在被驱动皮带(47)围绕的区域内。
8.按照权利要求1所述的设备，其特征为：悬架(49)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(51、53)，其中之一可与主轴支架(29)连接，而另一个可与机器底座(1)连接；并且，传感装置(61)具有至少一个固定在两个悬架构件(51、53)之间的力传感器。
9.按照权利要求8所述的设备，其特征为：悬架构件(51、53)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(55)彼此固定。
10.按照权利要求9所述的设备，其特征为：多个这样的定距器(55)设计为板簧，它的板簧平面垂直于测量方向延伸。
11.按照权利要求9所述的设备，其特征为：悬架构件(51、53)具有成对地相对伸出的凸块(57、59)，力传感器设在它们之间。
12.按照权利要求8所述的设备，其特征为：悬架构件(51b、53b)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、横向于此方向刚性的定距器(115)彼此固定。
13.按照权利要求12所述的设备，其特征为：定距器(115)设计为U形的蝶形弹簧。
14.按照权利要求8所述的设备，其特征为：传感装置(61)具有两个沿主轴(11)的旋转轴线(9)的方向彼此隔开距离布置的、固定在两个悬架构件(51、53)之间的力传感器，它们相对于一个垂直于力测量方向的主轴(11)的轴向纵平面镜像对称地支承在两个悬架构件(51、53)上。
15.按照权利要求8所述的设备，其特征为：为每个力传感器(61)配设一个朝预定的力测量方向预紧所述力传感器(61)的弹性元件(67)。
16.按照权利要求15所述的设备，其特征为：力传感器(61)和为它配设的弹性元件(67)互相串联预紧地支承在两个悬架构件(51、53)之一上，而另一个悬架构件(51)在力传感器(61)与弹性元件(67)之间的力途径内支承在力传感器(61)上。
17.按照权利要求15所述的设备，其特征为：力传感器(61)或/和弹性元件(67)沿力测量方向在两侧固定在一些铰支承之间。
18.按照权利要求1所述的设备，其特征为：两个组件的连接元件(77)具有规定用于互相支承的接合面(79、81)，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预定的定位。
19.按照权利要求18所述的设备，其特征为：连接元件设计为燕尾状导向装置(77)并包括用于固定的夹紧装置(83)。
20.按照权利要求19所述的设备，其特征为：燕尾状导向装置(77)的移动方向沿主轴(11)的旋转轴线(9)的方向延伸。
21.按照权利要求19所述的设备，其特征为：燕尾状导向装置(77)具有燕尾状导向面(79、81)，其中一个燕尾状导向面(81)直接成形在主轴支架(29)上。
22.按照权利要求21所述的设备，其特征为：主轴支架(29)具有一个圆柱形的外轮廓，它在外部围绕着成形在上面的燕尾状导向面(81)。
23.按照权利要求19所述的设备，其特征为：为燕尾状导向装置(77)配设一个沿移动方向的定位终端止挡(89)。
24.按照权利要求19所述的设备，其特征为：燕尾状导向装置(77)具有互相配属的包括插接槽(85、87)的燕尾状导向面(79、81)，它们允许横向于燕尾状导向装置(77)的移动方向插接在一起。
25.按照权利要求18所述的设备，其特征为：连接元件(77)设在主轴支架(29)和悬架(49)上。
26.按照权利要求1所述的设备，其特征为：在主轴(11)的轴向的端部之一上固定一个环形面构件(93)，它的圆周设有一个磁性或光学的信息载体(95；113)，既用于体现转角的信息也用于体现零点旋转位置的信息；并且，一个用于读取这些信息的阅读头装置(97；97a)与主轴支架(29)连接。
27.按照权利要求26所述的设备，其特征为：信息载体(95；113)具有并列的两个信息通道(99)，阅读头装置(97；97a)彼此独立地读取它们。
28.按照权利要求26所述的设备，其特征为：信息载体设计为粘贴在环形面构件(93)的圆周上的磁带段(95)，它的相互对接的端部在带平面内倾斜地被切割。
29.按照权利要求28所述的设备，其特征为：体现转角或/和零点旋转位置的信息也覆盖磁带段(95)斜切口接缝(101)的区域。
30.按照权利要求26所述的设备，其特征为：信息载体设计为可通过透射光读取的光学信息载体。
31.按照权利要求26所述的设备，其特征为：环形面构件(93)在其背对主轴(11)的表面有光学的角度标记(103)。
32.按照权利要求17所述的设备，其特征为：铰支承是球或顶尖。
33.按照权利要求26所述的设备，其特征为：所述环形面构件(93)固定在带有物体(17)用的固定离合器(13)的端部上。
34.按照权利要求30所述的设备，其特征为：光学信息载体为环形盘(113)的形式。
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