CN102261446A - 具检测装置的传动元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具检测装置的传动元件，包含一长轴、一移动体、一回流元件、复数滚动件和一检测装置；移动体套设于前述长轴，并设有滚动槽；回流元件设于移动体，该回流元件设有一回流道，所述回流道与前述负荷路径连接，以构成一循环路径；复数个滚动件容设于循环路径；检测装置包含一霍尔IC及磁性件，该检测装置设置于前述移动体，且该检测装置安装位置相对于滚动件运行的路径设置，该检测装置计算传动元件在等速运行时，滚动件在单位时间内通过该检测装置的频率，该频率称为球通频率。此种传动元件通过设置检测装置，可检测传动元件是否产生磨耗，从而延长传动元件的使用寿命，提升其精度。

Description

具检测装置的传动元件
技术领域
本发明涉及一种应用于传动元件的监控装置，尤指一种可实时监测传动元件是否有异常状况(如磨耗)产生的检测装置。
背景技术
传动元件中的滚珠螺杆为了具有精确的定位精度及高刚性，故滚珠螺杆的螺帽及长轴所设的滚动沟与滚动件之间势必有一预压力存在，该预压力指的是当滚珠螺杆无负载时滚动件与滚动沟之间还是相互受力的，而滚动件与滚动沟之间无间隙存在；而具有预压力的滚珠螺杆应用于机台时，可让机台的刚性及定位精度提升，故所加工出的工件亦能具有良好的质量，因此，具有预压力的滚珠螺杆对于精密加工机台来说是非常重要的核心元件。
承接上述，为了预防具有预压力的滚珠螺杆的预压力消失，而造成滚珠螺杆的定位精度及刚性降低，故美国公告第7299703号专利案揭露一种利用位移计(包含接触式、非接触式、LVDT、光纤式)量测螺帽与螺杆的滚动沟之间的间隙的装置，当间隙产生变化时相对也代表预压力也产生变化，故能实时通知使用者来停机检查，以预防机台失去精度了还持续加工工件，而造成工件质量不良，严重时则造成批量工件报废，故此监测装置实有存在的必要。但此监测装置仍存在有以下问题点：
(1)量测仪器设备十分昂贵，如装设于滚珠螺杆上成本太高，客户接受度不高；
(2)此种结构的量测方式实际上制作十分困难，且量测的部位容易与异物产生干涉而损坏或表面有油渍附着，而造成监测的数据与实际有落差。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种低成本且安装容易的具检测装置的传动元件，用于检测传动元件是否产生磨耗。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种具检测装置的传动元件，包含一长轴、一移动体、一回流元件、复数滚动件和一检测装置；长轴上设有滚动沟；移动体套设于前述长轴，并设有相对滚动沟的滚动槽，该滚动沟及滚动槽构成一负荷路径；回流元件设于移动体，该回流元件设有一回流道，所述回流道与前述负荷路径连接，以构成一循环路径；复数个滚动件容设于循环路径；检测装置包含一霍尔IC及磁性件，该检测装置设置于前述移动体，且该检测装置安装位置相对于滚动件运行的路径设置，该检测装置计算传动元件在等速运行时，滚动件在单位时间内通过该检测装置的频率，该频率称为球通频率。
上述检测装置装设于相对该回流元件的回流道的位置。
上述磁性件为永久磁铁或电磁铁。
上述滚动件与霍尔IC两者的安装间距小于15mm。
上述滚动件、霍尔IC及磁性件的相对关系为：滚动件位于霍尔IC及磁性件的中间。
上述滚动件、霍尔IC及磁性件的相对关系为：霍尔IC位于滚动件及磁性件的中间。
上述滚动件、霍尔IC及磁性件的相对关系为：磁性件位于霍尔IC及滚动件的中间。
上述霍尔IC具有三支脚部，分别为第一脚部、第二脚部、第三脚部，且第一脚部及第二脚部分别连接电源的正极及负极，第三脚部连接一判读装置。
上述判读装置包含计频器及比较器。
上述判读装置包含计频器及运算处理器。
上述判读装置包含计频器、比较器及运算处理器。
上述判读装置包含一微处理器。
采用上述结构后，本发明通过检测滚动件与负荷路径之间的预压力大小。而判断传动元件是否已有异常状况发生，实现以主动方式告知使用者，从而延长传动元件的寿命并提高其精度。
采用上述结构后，本发明通过在传动元件中设置检测装置，并将该检测装置相对于传动元件的运行路径设置，可计算传动元件在等速运行时滚动件在单位时间内通过检测装置的频率，该频率即为滚动件的球通频率；并可借助一判读装置将该球通频率与默认值作比较，当该球通频率低于默认值时，即发出一讯号给继电器，再由继电器触发警报装置，该警报装置则会发出一讯号，通知用户传动元件已有异常状况发生，从而延长传动元件的使用寿命，提高其精度。
为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的实施方式说明及附图，然而此实施方式及附图仅供说明及参考，而并非用以对本发明作任何限制。
附图说明
图1是本发明传动元件的移动体的剖视图；
图2是本发明检测装置装设于移动体的位置图；
图3是本发明第一实施例中检测装置的线路图；
图4是本发明第二实施例中检测装置的线路图；
图5A、B、C是本发明中检测装置与滚动件之间相对排列关系的示意图。
主要元件符号说明
1    长轴           11   滚动沟
2    移动体         21   滚动槽
22   安装槽
3    回流元件       31   回流道
4    滚动件         5    检测装置
51   磁性件         52   霍尔IC
521A 第一脚部       521B 第二脚部
521C 第三脚部       d    间距
具体实施方式
请参阅图1至图3及图5A、B、C所示，为本发明的第一实施例，图1为本发明传动元件的移动体的剖视图，图2为本发明检测装置装设于移动体的位置图，图3为检测装置的线路图。本发明提供一种具检测装置的传动元件，包含有一长轴1、一移动体2、一回流元件3、复数个滚动件4和一检测装置5，以下将分别介绍。
长轴1上设有滚动沟11。
移动体2套设于前述长轴1，并设有相对滚动沟11的滚动槽21，所述滚动沟11及滚动槽21构成一负荷路径。
回流元件3设于移动体2，且该回流元件3设有一回流道31，所述回流道31与前述负荷路径连接，以构成一循环路径。
复数个滚动件4容设于前述循环路径。
检测装置5包含有一霍尔IC 52及磁性件51(磁性件为永久磁铁或电磁铁，而本实施例为了简化线路故使用永久磁铁)，所述检测装置5是设置于前述移动体2，且该检测装置5的安装位置是相对于滚动件4运行的路径设置，而本实施例中的检测装置5为了不再增加移动体2的整体体积，且以不影响移动体2的整体刚性为出发点，是将检测装置5安装于回流元件3的底面下方(如图1及图2所示)并相对回流道31设置，即在移动体2相对回流元件3底面的位置开设一安装槽22，以提供检测装置5容设其中，而该检测装置5可使用接着剂固定、螺丝锁锁固或卡榫固定，这些固定方式均为习知技艺，故在此不再多作赘述。
再者，滚动件4、霍尔IC 52及磁性件51的相对排列关系为：霍尔IC 52在滚动件4及磁性件51的中间(如图5A所示)、磁性件51在霍尔IC 52及滚动件4的中间(如图5B所示)或滚动件4在霍尔IC 52及磁性件51的中间(如图5C所示)；且该滚动件4与霍尔IC 52两者的安装间距d小于15mm，因为安装间距d如果超过15mm则会造成霍尔IC 52侦测不到讯号。
接着，请参阅图3，本发明中检测装置中的霍尔IC 52具有三支脚部，分别为第一脚部521A、第二脚部521B、第三脚部521C，其中，第一脚部521A及第二脚部521B分别连接电源的正极及负极，而第三脚部521C连接一判读装置，该判读装置可由多种装置构成，本实施例列举以下几种态样：计频器(Frequency Counter)及比较器(Comparator)的搭配；或计频器(Frequency Counter)及运算处理器(Operator)的搭配；或计频器(Frequency Counter)、比较器(Comparator)及运算处理器(Operator)的搭配；或一微处理器(Micro Processor)所组成，该判读装置可计算霍尔IC 52输出的电压的振荡频率，而该振荡频率即为传动元件在等速运行时，滚动件4在单位时间内通过霍尔IC的频率，而此频率即为滚动件4的球通频率；且判读装置能将该球通频率与默认的球通频率值做比较，当该球通频率比默认的球通频率的值低时，该判读装置会发出一讯号给继电器(Relay)，而该继电器(Re1ay)再触发警报装置(警报装置为LED、Lamp或蜂鸣器)，而该警报装置则发出一讯号通知用户该传动元件已有异常状况发生。
承接上述，前述异常状况最有可能是传动元件已有严重磨耗，而使滚动件4与负荷路径之间的预压力消失。因为预压力如果存在，则该滚动件4与负荷路径是接触的，则该滚动件4在负荷路径中会以滚动的方式运行，故其通过检测装置5的球通频率较具周期性；而如果预压力消失了，则该滚动件4不与负荷路径接触，故滚动件4在负荷路径中是以滑动方式运行，而传动元件的滚动件4通常无法填满整个循环路径，故滚动件4之间具有间隙，且就算填满整个循环路径，如果滚动件4或负荷路径产生磨耗，则也会使滚动件4之间具有间隙产生，故以滑动方式运行的滚动件4通过检测装置5的球通频率就会不具周期性，而通过判读装置将侦测的球通频率与默认的球通频率值做比较，当该球通频率比默认的球通频率的值低时，判读装置会发出一讯号给继电器(Relay)，而该继电器(Re1ay)再触发警报装置，而该警报装置会发出一讯号通知用户该传动元件已有异常状况发生。
最后，请参阅图4所示，为本发明第二实施例的检测装置的线路图，本实施例与第一实施例的不同在于：该判读装置是相互串接的一编码器(Encoder)及一显示器(Display)，该编码器将判读装置的讯号编译成显示器可读讯号，可方便用户实时监控传动元件的状态。本实施例其余结构及组态皆与第一实施例类似，在此不再多作赘述。
综合上述，本发明突破以往无法判读传动元件是否失去预压力，将传动元件是否发生异常以主动方式告知使用者，以使传动元件的寿命及精度相对提升，所以本发明具有实用性已毋庸置疑，除此之外，在本案实施例所揭露出的特征技术，于申请之前并未曾见于诸刊物，亦未曾被公开使用，不但具有如上所述功效增进的事实，更具有不可轻忽的附加功效，因此，本发明的“新颖性”以及“创造性”都已符合专利法规，故依法提出发明专利的申请，祈请惠予审查并早日赐准专利，实感德便。
以上所述实施例的揭示是用以说明本发明，并非用以限制本发明，故大凡数值的变化与等效元件的置换，仍应隶属本发明的范畴。

Claims (9)

1.一种具检测装置的传动元件，其特征在于：包含一长轴、一移动体、一回流元件、复数滚动件和一检测装置；
长轴上设有滚动沟；
移动体套设于前述长轴，并设有相对滚动沟的滚动槽，该滚动沟及滚动槽构成一负荷路径；
回流元件设于移动体，该回流元件设有一回流道，所述回流道与前述负荷路径连接，以构成一循环路径；
复数个滚动件容设于循环路径；
检测装置包含一霍尔IC及磁性件，该检测装置设置于前述移动体，且该检测装置安装位置相对于滚动件运行的路径设置，该检测装置计算传动元件在等速运行时，滚动件在单位时间内通过该检测装置的频率，该频率称为球通频率。
2.如权利要求1所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述检测装置装设于相对该回流元件的回流道的位置。
3.如权利要求1所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述磁性件为永久磁铁或电磁铁。
4.如权利要求1所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述滚动件与霍尔IC两者的安装间距小于15mm。
5.如权利要求1所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述霍尔IC具有三支脚部，分别为第一脚部、第二脚部、第三脚部，且第一脚部及第二脚部分别连接电源的正极及负极，第三脚部连接一判读装置。
6.如权利要求5所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述判读装置包含计频器及比较器。
7.如权利要求5所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述判读装置包含计频器及运算处理器。
8.如权利要求5所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述判读装置包含计频器、比较器及运算处理器。
9.如权利要求5所述的具检测装置的传动元件，其特征在于：所述判读装置包含一微处理器。
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