CN108136511A - 具有集成的传感装置的刀架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种刀架(10)，所述刀架构成为用于围绕刀架旋转轴线(D)旋转；并且所述刀架在其一个轴向的纵向端部(10a)上具有用于容纳刀具的刀具部段(14)，而在其另一轴向的纵向端部(10b)上具有用于与机床(78)以传递扭矩的方式耦联的耦联部段(16)，其中在刀架(10)上设有用于检测涉及刀架(10)的运行的测量设备(28)，所述测量设备至少包括如下部件：‑至少一个提供检测信号的传感器(30，32，34，36)；‑信号传输设备(38)，其用于传输测量信号；‑与传感器(30，32，34，36)和信号传输设备(38)以传输信号的方式连接的电路(40)；和‑能量供应设备(42)，所述能量供应设备与信号传输设备(38)和电路(40)连接。根据本发明，刀架(10)具有刀架基体(12)，所述刀架基体具有刀具部段(14)和耦联部段(16)，其中传感器(30，32，34，36)、电路(40)和能量供应设备(42)中的至少一个部件容纳在位于刀架基体(12)的内部中的凹部(56，62)中。

Description

具有集成的传感装置的刀架
技术领域
本发明涉及一种刀架，所述刀架构成为用于围绕限定轴向方向的刀架旋转轴线旋转，并且所述刀架在其一个轴向的纵向端部上具有刀具部段，所述刀具部段具有用于容纳刀具的刀具容纳结构，并且所述刀架在其另一轴向的纵向端部上具有耦联部段，所述耦联部段具有用于与机床的机床主轴以传递扭矩的方式耦联的耦联结构，其中在刀架上设有用于检测涉及刀架的运行的数据的测量设备，所述测量设备至少包括如下部件：
-至少一个提供检测信号的传感器；
-信号传输设备，其用于将测量设备的测量信号传输至与刀架分开构成的且远离所述刀架设置的接收设备；
-与传感器和信号传输设备以传输信号的方式连接的电路，所述电路用于操控传感器和/或用于处理传感器的检测信号和/或用于操控信号传输设备；和
-能量供应设备，所述能量供应设备以传输能量的方式与信号传输设备和电路连接。
背景技术
此类刀架从EP 2 103 379 A1中以及从与该文献平行的US 2009/0235763 A1中已知。这些文献公开了一种设置在测量套筒中的应变传感器，其用于确定受加工影响地作用到刀架上的力。测量套筒可作为适配件或中间件装入到在那称作为“刀柄”的刀架中。从借助于测量套筒确定的应变中推断出在加工部位处产生的力。
另一此类的刀架从DE 90 14 037 U1中已知。在那称作为“攻丝夹头或钻夹头”的刀架主要包括：刀柄杆部，所述刀柄杆部具有大锥度柄(Steilkegel)和在所述大锥度柄上一件式构成的抓槽；以及多件式的与刀柄杆部可松开地连接的测量设备壳体，在所述测量设备壳体中容纳有电池、应变仪、作为信号传输设备的在红外范围进行发送和接收的二极管以及至少一个电开关。在容纳测量装置的测量设备壳体上还以可松开的连接方式轴向地连接有刀柄体部，所述刀柄体部具有刀具容纳结构。这种设备也如前述设备那样仅用于确定在测量设备壳体上的应变，以便由所确定的应变推断出在相应刀具的切削处进行加工时所产生的加工力。
用于一方面连接刀柄杆部和测量设备壳体以及另一方面连接测量设备壳体和刀柄体部的连接结构，根据DE 90 14 037 U1的教导相同地构成，使得切削加工方面功能相同的刀架能够构成为不具有测量设备壳体进而不具有测量装置，其中在省去测量设备壳体的情况下，刀柄体部直接与刀柄杆部连接。
在现有技术的两个提到的设有测量设备的刀架中，其多件式的构造是不利的，因为接合位置总意味着损害构件刚性，这在刀架中引起借助于刀架保持在所述刀架的刀具容纳结构中的刀具的加工精度受损的风险。
此外，不仅通过在第一个提到的刀架上的已知的测量套筒而且通过第二个提到的刀架的已知的测量设备壳体，相应的刀架轴向地延长，这能够造成相应刀架的刚性降低。
在现有技术的第一个提到的刀架中还造成，测量套筒径向地伸出超过在不具有测量套筒的情况下观察到的固有的刀架。因此，测量套筒形成刀架的干扰轮廓，使得与在切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相比，已知的设有测量设备的刀架占据在径向上不同的空间体积，这大幅限制了刀架的可应用性。
此外，在现有技术中的两个刀架中的测量设备影响架的振动特性。在此产生由于存在测量设备而使期望的测量信号失真的风险。因此，测量结果仅可受限制地传输到不具有测量设备的刀架上。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进此类的刀架，使得所述刀架能够设有用于检测涉及刀架运行的数据的测量设备，而与不具有测量设备的刀架相比不会由此不利地改变刀架的刚性和/或空间要求和/或振动特性。
所述目的通过开头提到类型的刀架实现，其中刀架具有刀架基体，所述刀架基体具有刀具部段和/或耦联部段，其中传感器、电路和能量供应装置中的至少一个部件容纳在刀架基体内部的凹部中。
通过将测量设备的至少一个传感器和/或电路和/或能量供应装置容纳在位于刀架基体内部中的凹部中，刚好将如下空间体积用于至少这些部件的布置：所述空间体积本来由刀架基体作为刀具部段和耦联部段中的至少一个功能上必要的部段的不可避免的承载体占据，使得测量设备的至少一个容纳在刀架基体内部中的部件，与切削方面功能相同的不具有测量设备的刀架相比，不需要改变刀架的外部轮廓。因此，尤其不必，如在现有技术中那样，在刀架基体上设置附加的测量设备壳体，所述测量设备壳体，与切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相比，轴向地和/或至少部段径向地增大。因此，在根据本发明的刀架上能够取消任何由于设置测量设备而造成的干扰轮廓。
在此，“位于刀架基体的内部中”可理解为，测量设备集成到已经存在的基体中，而不需要附加的外装或上部构造。这已经经由术语“基体”明确。同样应明确地避免将测量设备直接固定到环周面上。
刀具部段不仅能够构成为用于直接夹紧刀具的容纳部，而且也能够构成为用于模块化构造的刀架的模块的对接部段。刀具部段能够构成为用于利用每个任意的刀具夹紧法，例如收缩夹紧、液压膨胀夹紧、钳夹夹紧、螺旋夹紧、卡夹夹紧等。
原则上，刀架基体能够多件式地构成，其中优选多件式的刀架基体的构件在常规运行中可相对于彼此移动，然而能够不可松开地彼此连接，例如在攻丝夹头中是这种情况。此外，刀架基体不仅具有刀具部段和耦联部段中的一个部段，而是具有这两个部段。
优选地，刀架基体一件式地构成。通过使用一件式的包括刀具部段以及耦联部段的刀架基体，提供刀架的高的基础刚性。因此，在现有技术的此类刀架中必要的、在刀具部段和耦联部段之间的可松开的接合位置在根据本发明的刀架中被取消。
此外，所述构造方式允许将根据本发明的具有测量设备的刀架示例性地用于其他切削方面功能相同然而不具有测量设备的刀架。因此，借助于根据本发明的刀架实现的测量结果能够容易地转移到其他切削方面相同而不具有测量设备的刀架上。因此，不需要为机床的或机床组的所有刀架配设测量设备。
根据本申请，根据本发明的具有测量设备的刀架应至少与不具有测量设备的其他刀架视为切削方面相同，如果其不考虑测量设备的组成部分与所述另一刀架的组成部分相同。
有利地，测量设备的尽可能多的部件设置在刀架基体内部，以便尽可能不需要除了本就由刀架或刀架基体占据的空间体积以外的结构空间。关于此的例外通常由信号传输设备形成，至少当刀架基体如现今大多数情况下常见那样由金属构成时。金属对于包含光的电磁波而言形成近似不可穿透的障碍，使得信号传输设备功能必要地设置在由刀架基体占据的空间体积之外。然而，信号传输设备或所述信号传输设备的至少一个向外露出的发送部段或发送/接收部段容纳在刀架基体的凹部中，使得根据本发明的刀架还是具有与切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相同的外轮廓，其在缺少信号传输设备的情况下不具有相应的凹部。
然而，在刀架基体是非金属的，例如由塑料构成的情况下，信号传输设备也能够设置在刀架基体内部，只要刀架基体的材料对于由信号传输设备用于信号传输的物理作用原理而言是可通过的。
通过信号传输设备传输的测量信号能够是至少一个传感器的检测信号，或能够是通过电路处理的进而相对于直接由至少一个传感器提供的检测信号而言不改变的信号。
因此，根据本发明，能够以有利的方式得到具有测量设备的刀架，在垂直于刀架旋转轴线沿至少两个围绕所述刀架旋转轴线相对于彼此扭转90°的不同的观察方向观察时，所述刀架具有与切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相同的外轮廓。这考虑到信号传输设备，所述信号传输设备能够设置在以90°相对于彼此扭转的观察方向之间。优选地，根据本发明的刀架沿三个不同的观察方向具有与切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相同的外轮廓，在三个观察方向中每两个相邻的观察方向围绕刀架旋转轴线相对于彼此扭转120°。在信号传输设备足够小并且所述信号传输设备能够引入到在刀架的外侧上的凹陷部中时，根据本发明的刀架能够特别优选地沿每个任意的垂直于刀架旋转轴线的观察方向具有与切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架相同的外轮廓。因此，通过将具有测量设备的刀架根据本发明地构成至少减少，然而优选完全避免干扰轮廓。该方面也实现开头提到的本发明的基本目的。
在根据本发明的刀架和其有利的改进方案的当前描述中，刀架旋转轴线形成柱状的极坐标系的基础，其中刀架旋转轴线限定轴向方向，从该轴向方向起垂直于旋转轴线的方向是径向方向，其中围绕旋转轴线的环周方向是在垂直于旋转轴线的平面中的如下方向，所述方向以距旋转轴线恒定的径向距离与径向方向垂直相交。
电路能够简单地且合适地容纳在刀架基体的至少一个轴向凹部中。至少一个轴向凹部例如能够构成为袋状的凹部，所述袋状的凹部沿径向方向以及在轴向的纵向端部上优选仅能够通过刀架基体的材料限界。
轴向凹部优选沿环周方向围绕刀架旋转轴线伸展，以便在围绕刀架旋转轴线旋转时，保持由于构成凹部而引起的刀架不平衡尽可能小。因此，优选至少一个将至少一个轴向凹部径向向外限界的侧壁圆柱形地或圆锥形地构成，其中刀架旋转轴线构成为圆柱轴线或圆锥轴线。如果至少一个轴向凹部完全围绕刀架旋转轴线延伸，那么能够继续减小或避免不平衡。
在多种情况下，在刀架上，在刀架旋转轴线的区域中，已经存在凹部，所述凹部可以用于将刀具容纳在刀具容纳结构中，或可以用于引导冷却剂穿过刀架直至加工部位，或可以用于其他目的。在此情况下，用于容纳电路的至少一个凹部构成为环形的凹部，那么其中不仅径向向外限界的侧壁，而且还有径向向内限界的侧壁优选圆柱形地或圆锥形地构成，其中刀架旋转轴线构成为圆柱轴线或圆锥轴线。
电路能够由多个构件构成，其中至少两个能够容纳在分开的轴向凹部中。为此，刀架基体能够具有至少两个轴向凹部，在所述轴向凹部中分别容纳电路的构件。
原则上优选的是，电路包括电路基板，在所述电路基板上设有带状导线和电部件。在此，根据一个替选的实施方式的电路能够包括多个彼此分开的刚性的电路基板，以便能够将这些刚性的电路基板安装到尽可能狭窄的结构空间上。为了避免刀架在围绕其旋转轴线旋转时的不期望的不平衡，多个刚性的电路基板优选沿环周方向围绕刀架轴线分布地设置在轴向凹部中。在此，通过使用多个电路基板由此进一步减少或甚至完全避免刀架在围绕其旋转轴线转动时的令人担心的不平衡，多个电路基板分布地设置为，使得电路基板的总体的惯性轴基本上与刀架旋转轴线重合。
替选地或附加地，电路能够为了保证其可安装到最狭窄结构空间上而包括柔性的电路基板，所述柔性的电路基板承载带状导线和电部件。柔性的电路基板随后能够围绕刀架旋转轴线形变地，尤其卷弯地设置在轴向凹部中。
一般来说适用，能够以本身已知的方式通过使刀架平衡来消除：由于将测量设备设置在具有测量设备部件容纳部的刀架上而在刀架中引起的不平衡。然而有利的是，测量设备和其部件设置在刀架上，使得待消除的不平衡是尽可能小的，即尽可能小的平衡配重足以消除所述不平衡。
原则上足够的能够是，将电路和必要时测量设备的一个或多个另外的部件设置在至少一个轴向凹部中并且固定在那里，例如通过粘贴和/或用浇注料、例如浇注树脂浇注凹部来固定。然而那么，测量设备的容纳在至少一个轴向凹部中的部件是不可触及的或仅还能以破坏方式从凹部中移除。相反，当至少一个轴向凹部可通过将容纳腔用盖限界来封闭时，能够以简单的方式更换电路和/或其他容纳在轴向凹部中的部件。盖能够是螺旋盖，其中优选所述螺旋盖的螺纹定向为，使得在由刀架的加速度力矩和制动力矩构成的运行相关的较大的扭矩作用时，将所述螺旋盖沿关闭方向加载。附加地，能够优选通过粘贴防止盖扭转。
在刀架基体中，为了检测不同的由运行引起的变化的物理变量，至少一个传感器作为刀具部段传感器能够设置在刀架基体的刀具部段中。因此，刀具部段传感器也位于本来由刀架基体占据的空间体积中。为了将刀具部段传感器尽可能设置成靠近加工部位或靠近容纳在刀架中的刀具，刀具部段传感器能够径向地容纳在刀具容纳结构的刀具容纳凹部的径向内部的壁和刀架基体的径向外部的外壁之间。为了保护传感器，所述传感器能够与刀具部段的端侧轴向间隔开地在刀架的刀具侧的纵向端部上容纳在刀架内部。
如有疑问，在刀架上的刀具部段应视作为轴向的部段，所述轴向的部段从刀架的刀具侧的纵向端部起至少轴向地在刀具容纳结构的长度上在刀架中延伸。在此，刀具容纳功能的具体的设计方案是不重要的。刀具容纳结构例如能够是热缩刀柄或液压膨胀刀柄或面铣刀刀柄或任意其他刀具容纳结构。
例如，如果刀具容纳结构是液压膨胀刀柄，那么刀具部段传感器能够设置在液压膨胀刀柄的压力腔的壁部中并且构成为用于间接地或直接地检测在压力腔中的夹紧压力。由此，在使用刀架期间能够连续地检查，是否存在将刀具液压地夹紧在刀架中所需的夹紧压力。如果在刀具部段传感器和压力腔之间设有壁部段，那么例如提供对夹紧压力的间接检测，其中所述壁部段由于夹紧压力而形变并且刀具部段传感器检测壁部段的形变。刀具部段传感器在此情况下不直接加载有夹紧压力或不直接由提供夹紧压力的液体润湿。
如果刀具部段传感器的检测部段由提供夹紧压力的液体润湿，例如形成压力腔的由液体润湿的壁的一部分，那么相反地，提供对夹紧压力的直接检测。
所谓的夹紧压力监控远远不是夹紧部段传感器的唯一的检测目的。也能够设有多个刀具部段传感器，或者所述刀具部段传感器冗余地检测相同的物理变量，或者所述刀具部段传感器检测不同的物理变量。例如，刀具部段传感器能够是温度传感器，所述温度传感器检测刀具部段的运行温度。这尤其在将热缩刀柄作为刀具容纳结构时能够是有用的，在所述热缩刀柄中。通过刀架的或刀架基体的材料的热膨胀和收缩实现将刀具夹紧在刀具容纳结构中。
替选地或附加地，刀具部段传感器能够是形变传感器，例如应变测量元件或压电传感器，以便这样间接地经由在刀具部段上产生的形变推断出在加工部位处产生的加工力。因此，此外例如能够监控切削加工的刀具的磨损。此外，刀具部段传感器能够附加地或替选地是加速度传感器，以便例如，然而不仅，对于刀具部段在产生振动方面进行检查，这同样能够是刀具磨损的标志或不正确选择的关于刀具转速和/或刀具进给的运行参数的标志。作为刀具部段传感器的压力传感器在上文中已经在液压膨胀刀柄的压力腔的例子中描述。所描述的应用例子应仅给出关于在刀架中的传感器的，尤其然而不仅是刀具部段传感器的可能的使用目的的突出的印象。本领域技术人员容易地知道对于其应用情况重要的运行参数并且能够选择监控所述运行参数所需的和适合的传感器。
对于上文所描述的刀具部段传感器附加地或替选地，至少一个传感器能够作为冷却剂传感器设置在用于在刀架基体中引导冷却剂和/或润滑剂通过的冷却剂通道中。借助于冷却剂传感器能够检测冷却剂的温度和/或压力和/或每单位时间流过的量。至于冷却剂流，冷却剂传感器也能够仅用于定性地检测冷却剂流，即用于检测冷却剂是否流过。为此，冷却剂传感器能够是温度传感器和/或压力传感器和/或流量传感器。
为了避免在刀架上的不期望的不平衡，冷却剂传感器优选设置在中央的冷却剂通道中，即优选设置在由刀架旋转轴线贯穿的冷却剂通道中。
附加地或替选地，至少一个传感器能够作为体部传感器设置在之前所描述的轴向凹部中。为了尽可能充分利用由轴向凹部环绕的容纳腔，体部传感器能够设置在将凹部径向向内限界的内壁上和/或设置在将凹部径向向外限界的外壁上。在此情况下，体部传感器能够直接在内壁和/或外壁上例如检测温度、形变和/或加速度，即例如振动，和/或结构声。因此，体部传感器优选能够是温度传感器和/或形变传感器和/或加速度传感器。
在一些情况下必要的能够是，多个相同类型的传感器设计用于检测第一运行变量，以便尽可能可靠地以冗余的方式检测第一运行变量，使得对于第一运行变量的检测而言一个或多个传感器的失效是不重要的，或者以便由多次检测出的第一运行变量推断出第二运行变量。无论如何有利的是，将多个相同类型的传感器沿环周方向围绕刀架旋转轴线分布地设置，特别优选沿环周方向等距地设置。刚好，将相同类型的传感器围绕刀架旋转轴线尽可能对称地设置减少或避免了由传感器布置可能产生的不平衡。将相同类型的传感器围绕刀架旋转轴线对称地设置也能够使间接地检测第二运行变量变得简单，因为围绕刀架旋转轴线对称地设置的传感器能够在特定的运行情况下同时在数值和/或方向方面提供相同的检测信号。如果单个传感器的涉及第一运行变量的检测信号不同，那么能够从中推导出不同于零的第二运行变量的原则上的出现或甚至推导出第二运行变量的绝对值和方向。为此，测量设备能够包括信号评估设备，所述信号评估设备构成为用于通过比较多个传感器的检测信号间接地推导出由传感器非直接地检测出的第二运行变量。
因此，例如能够通过使用径向地且沿环周方向等距地关于刀架旋转轴线设置的切向加速度传感器，推断出刀架的否则仅可困难地检测出的径向加速度。因为，如果产生刀架的径向加速度，那么以上述方式和方法等距设置的切向加速度传感器的检测信号是与没有产生径向加速度的情况的这种检测信号不同大小的。根据各个切向加速度传感器的检测信号的差异甚至能够推导出分别作用的径向加速度的数值和方向。
将径向加速度传感器使用在刀架上是成问题的，因为由于刀架在运行时的高转速引起高的向心加速度，使得在一般的常规的刀架运行时已经超过商用标准的加速度传感器的额定检测范围。
能量供应设备能够是电的蓄能器。电的蓄能器能够以在其被耗尽的情况下可更换的形式设置在刀架上和/或能够可再充电地构成，例如构成为蓄电池。如果所述蓄能器经由相应的耦合机构具有与充电源的耦合，那么不需要将可再充电的电的蓄能器移除以将其充电。在简单的情况下，这能够是插座或插头。在优选的情况下，这能够是用于感应耦合的机构，使得电的蓄能器也能够无接触地再次充电。
因此，能量供应设备能够包括构成为用于感应地传输电能的感应设备，优选感应线圈，其中感应设备不仅能够考虑用于电的蓄能器的再次充电，而且能够考虑用于提供当前所需的电能，而不需要将电能暂存。为此，在刀架所用于的机床上能够设有另外的感应设备，所述感应设备能够与根据本发明的刀架的能量供应设备的感应设备共同作用，用于感应的能量传输。
为了对能量供应设备，例如为了其更换，保证简单的可触及性，能够提出，能量供应设备容纳在从刀架基体的外侧轴向向内和/或径向向内延伸的凹部中，优选容纳在袋状的凹部中。因为刀架基体通常由金属构成，所以能量供应设备为了避免不期望的短路优选在将电绝缘的绝缘结构设置在中间的情况下容纳在径向向内延伸的凹部中。径向向内延伸的凹部能够仅沿径向方向延伸，或也能够附加地沿环周方向和/或沿轴向方向延伸。优选地，所述凹部的开口位于刀架基体的径向向外的侧表面中。
优选地，能量供应设备的两极相对于刀架基体绝缘，使得两极借助于绝缘的管路连接，所述绝缘的管路将能量引向消耗器。然而替选地，也能够将两极与刀架基体导电地接触，使得参考电位接在整个刀架基体上。
此外，轴向向内和/或径向向内延伸的、用于容纳能量供应设备的凹部，如前面的用于容纳电路的轴向凹部，稳定地构成为盲孔式的凹部。为了保护能量供应设备，轴向向内和/或径向向内延伸的凹部可通过将容纳体积用盖限界来封闭。优选的是，为了使能量供应设备容易被触及，盖能够可拆卸地安装在凹部上，盖例如构成为螺旋盖。
测量设备还能够设有如下装置，所述装置输送能量供应设备的包含在设置在刀架中的传感器的电的检测信号中的电能，例如为了将电能储存在电的蓄能器中。
为了保证将测量信号尽可能不受干扰地传输到为此通常设置在刀架之外的接收设备上，信号传输设备设置在刀架基体的外侧上。信号传输设备在此优选粘贴到刀架基体的外侧上，因为粘贴一方面提供足够的连接强度并且另一方面允许不同材料的连接。
信号传输设备能够以任意适当的形式传输测量信号，优选通过电磁波，如无线电波或还有光，尤其在红外范围内的不可见的光来传输。优选地，将已经建立的标准，例如等用于信号传输。
通常，刀架在其外侧上具有沿环周方向围绕刀架旋转轴线伸展的抓槽，所述抓槽以已知的方式构成为用于与抓紧装置形状配合地接合。因为抓槽限界在两个轴向彼此对置的侧壁之间，所以例如能够使用抓槽的侧边(Beflankung)，以便将信号传输设备设置在刀架基体的外侧上，然而仍将在一定程度上保护所述信号传输设备不受外部影响。因此，信号传输设备能够设置在对抓槽轴向限界的径向突起上。径向突起在加工工件期间通过容纳在刀架中的刀具露出，然而远离加工部位并且不受所述加工部位影响，例如不受溅射的冷却剂或产生的切屑影响。
例如，信号传输设备能够容纳在与抓槽轴向相邻的凹陷部中。信号传输设备例如能够容纳在径向突起的凹陷部中，所述径向突起也用于侧向界定抓槽。
因此，当在容纳信号传输设备的凹陷部和抓槽之间设有径向突出的且沿环周方向伸展的连接片时，信号传输设备能够在没有任何对抓槽的干扰的情况下通过沿径向方向伸出超过所述信号传输设备的刀架基体部段保护地、机械地设置在刀架基体上，其中所述连接片将凹陷部与抓槽分离。在此，连接片的朝向抓槽的轴向侧形成抓槽的侧壁。
不言而喻，信号传输设备以类似的方式能够也固定在刀架的圆柱形的外侧上，所述外侧不具有抓槽。
通常刀架在其外侧上具有两个沿环周方向彼此间隔设置的轴向槽，所述轴向槽例如能够用于在由抓具操作刀架时将刀架沿环周方向定向。在此情况下，信号传输设备能够沿环周方向设置在轴向槽之间。这在两个轴向槽沿环周方向仅具有小的间距，例如不大于两个轴向槽中的较宽的轴向槽的环周延伸的两倍的间距时是特别优选的。
抓槽主要沿环周方向延伸，即沿环周方向具有其最大尺寸，然而仍不仅沿轴向方向而且沿径向方向延伸，而所述轴向槽也具有沿环周方向和沿径向方向的延伸，然而沿轴向方向具有其最大尺寸。相应的内容适用于上述轴向凹部，在所述轴向凹部中优选容纳有电路。
当刀架不仅具有如上文所示构成的抓槽而且具有至少一个轴向槽时，那么优选的是，两个轴向槽与抓槽相交。在此情况下，轴向槽能够至少部段地、不过多去除材料地构成在对抓槽轴向限界的径向突起上。
当所述信号传输设备也设置在两个沿环周方向相邻的轴向槽之间时，信号传输设备优选设置在将抓槽轴向限界的径向突起上。通常，径向突起的位于两个轴向槽之间的部段的环周延伸是小的，使得径向突起的位于两个轴向槽之间的部段能够没有功能损失地在径向上比在两个轴向槽的环周方向上的另一边更短一些地构成。因此，信号传输设备沿环周方向通过径向突起的在轴向槽的另一边的较大的径向延伸保护。
为了尤其在测量设备的部件之间传输能量和/或信号，在刀架基体中能够构成有导线通道，在所述导线通道中能够铺设有相应的管路。导线通道例如能够构成为钻孔，所述钻孔完全地包围在其中伸展的电导线或还有光学线路。为了避免在线路中的不期望的弯折或弯曲，有利的是，用于容纳在测量设备的两个部件之间传输信号和/或能量的连接导线的导线通道与想象的从刀架旋转轴线起始的半径射线围成一定角度。如果导线通道切向地伸展，那么在刀架围绕其旋转轴线常规地快速旋转时，得到在管路上的有利的小的力作用。
根据本发明的刀架能够构成为用于与机床主轴的不同地构成的配合耦联设备耦联，其中耦联结构能够具有任意已知的设计方案。例如，耦联结构能够包括空心锥柄或大锥度柄和/或用于球形夹紧系统的接合结构或多边形夹紧系统等。
本发明还涉及一种用于加工工件的设备装置，所述设备装置包括：至少一个如上文所描述地构成的刀架；机床，其具有机床主轴，所述机床主轴构成为用于与至少一个刀架耦联；以及接收装置，其构成为用于接收由信号传输设备传输的测量信号。
接收装置能够如信号传输设备那样构成为用于双向信号传输的发送/接收装置。在本申请中，所述接收装置下面仍仅称作为“接收装置”。
在双向信号传输中，例如能够通过空中下载编程(Over-the-Air-Programming)改变测量设备的特性。由此，例如能够影响测量信号处理的类型。能够选择，测量设备是否应进行信号的预先处理或者应将所述信号直接转发到接收装置上。在多个根据本发明的、彼此间具有小的间距的刀架的运行中，为了避免相互干扰，信号传输设备和所属的接收装置相互配合。这例如能够通过选择共同的传输频率或识别信号，例如地址实现。为了节约能量，当所述信号传输设备不被需要时信号传输设备能够变换到休眠模式中，而在需要时所述信号传输设备再被接收设备的信号唤醒。此外，信号传输设备能够在经过一定的时间段之后周期性地醒来或通过电路的或至少一个传感器的另外的信号唤醒。不言而喻也可行的是，接收装置与多个信号传输设备同时接触。
设备装置还能够具有与接收装置以传输数据的方式连接的评估设备，所述评估设备构成为用于处理和/或评估由信号传输设备传输的测量信号。根据一个可能的实施方式，评估设备能够是设备装置的唯一的处理信号的设备。如上文已经描述那样，替选地或附加地能够通过在刀架中的测量设备的电路来处理在刀架中的一个或多个传感器的检测信号。
机床有利地包括机器控制装置，所述机器控制装置控制用于加工工件的机床的驱动器。优选地，机器控制装置优选以传输数据的方式与评估设备和/或与接收装置连接，以便在需要情况下，根据由信号传输设备传输的测量信号，必要时在通过评估设备处理所述测量信号之后，能够进行对机器运行的干预。
此外，设备装置能够具有刀库，所述刀库具有刀库管理装置，其中刀库管理装置以传输数据的方式与接收装置和/或与评估设备连接，以便例如根据由信号传输设备传输的测量信号，必要时在通过评估设备处理所述测量信号之后，运行刀库。例如，能够在识别刀具故障或达到在刀具上的磨损极限时提供对等的替换刀具并且将其送交到机床上。因此，优选地，刀库管理装置也与机器控制装置以传输数据的方式连接。
评估设备、机器控制装置和刀库管理装置能够分别通过电子数据处理设备实现。
附图说明
下面，根据附图详细阐述本发明。概略示意地示出：
图1示出沿着包含刀架旋转轴线的截面贯穿具有热缩刀柄的根据本发明的刀架的第一实施方式的纵向剖视图；
图2示出沿着包含刀架旋转轴线的截面贯穿具有液压膨胀刀柄的根据本发明的刀架的第二实施方式的纵向剖视图；
图3示出沿着包含刀架旋转轴线的截面贯穿具有面铣刀刀柄的根据本发明的刀架的第三实施方式的纵向剖视图；
图4示出根据第一实施方式的刀架的耦联部段和操作部段的正视图；
图5示出在图4的垂直于刀具旋转轴线的截面中的横截面视图；
图6示出图4的刀架部段的立体的纵向剖视图；
图7示出第一实施方式的刀架的底视图，其具有沿着刀架旋转轴线的观察方向，所述刀架具有在三个分开的刚性的电路基板上构成的电路；
图8示出第一实施方式的刀架的与图7的立体图相对应的视图，所述刀架具有电路的替选的设计方案，所述电路在柔性的和刚性的电路基板上实现；以及
图9示出根据本发明的设备装置的概略示意图，所述设备装置应用至少一个根据本发明的刀架。
具体实施方式
在图1中总体上用10表示根据本发明的刀架的第一实施方式。刀架10包括刀架基体12，其在下文中仅称作基体12。基体12为了实现尽可能高的刚性一件式地构成。所述基体通常由金属制造。根据本申请，当构件以增材法例如由金属粉末生成或由多个构件不可分开地，例如通过焊接或钎焊组装而成时，也存在一件式的整体性。
沿着下文中仅称作为旋转轴线D的刀架旋转轴线D延伸的刀架10在其刀具侧的纵向端部10a上具有刀具部段14并且在其相反的耦联侧的纵向端部10b上具有耦联部段16。
刀具部段14包括呈刀具容纳凹部形态的刀具容纳结构18。在图1中未示出的刀具的刀杆可轴向地从刀具侧的纵向端部10a起引入到所述刀具容纳凹部18中。刀具部段14以本身已知的方式构成为热缩刀柄，在图1中没有示出的刀具的刀杆利用基体12的材料的热膨胀和收缩夹紧在所述热缩刀柄中。
在图1中示出的例子中，耦联部段16包括呈空心锥柄构型的或简称HSK构型的耦联结构20。
如在其他实施例中能够示出，刀具部段14也能够根据另外的夹紧原理构成。同样，与其无关地，耦联部段16能够构成为具有其他柄形态。
轴向地在刀具部段14和耦联部段16之间可设有操作结构22，所述操作结构用于例如通过抓紧设备操作刀架10。操作结构22能够包括沿环周方向围绕旋转轴线D伸展的抓槽24。
在图1中示出的例子中，基体12在轴向上完全由中央凹部26贯穿，所述中央凹部中，刀具容纳凹部18形成轴向部段。此外中央凹部26的部段26a用于使冷却剂穿过刀架10输送至加工部位，在所述加工部位处夹紧在刀架10中的刀具与待加工的工件处于加工接合。
为了在工件加工期间监控刀架的运行，刀架10设有测量设备28。在示例中，测量设备28包括四个传感器30、32、34和36、信号传输设备38、仅概略示意地表明的电路40和呈电池组形式的能量供应设备42。在沿图1的垂直于旋转轴线D的观察方向观察刀架时，所有这些测量设备部件30至42位于外形轮廓之内，所述外形轮廓也可具有结构相同的、不带有测量设备28的刀架10。
因为信号传输设备38在基体12的外侧上露出，以便使例如通过无线电波的信号传输变得容易，所以信号传输设备38容纳在径向突起46的凹陷凹部44中，所述径向突起对抓槽24朝向刀具侧的纵向端部10a限界。所述凹陷凹部44专门针对信号传输设备38构成。不具有测量设备28，沿环周方向围绕旋转轴线D环绕的径向突起46在图1中在旋转轴线D左侧关于作为镜像对称轴的旋转轴线D镜像地具有与在图1中在旋转轴线D右侧相同的轮廓。因此，信号传输设备38也位于不具有测量设备28的结构相同的刀架10的轮廓之内，尽管所述信号传输设备露出。不具有测量设备28的结构相同的刀架10的轮廓在信号传输设备38的区域中以虚线表明。
传感器30作为在刀具部段14中的刀具部段传感器径向地设置在对刀具容纳凹部18径向向外限界的壁18a和刀具部段14的外壁14a之间。沿轴向方向，所述传感器从刀架10的刀具侧的纵向端部10a轴向向内移置到基体12中。刀具部段传感器30例如能够是温度传感器，所述温度传感器检测刀架10的刀具部段14的温度并且将相应的检测信号提供给电路40。由此，例如能够实现对在刀具部段14的热缩刀柄中的准确的刀具应力的监控。
刀具部段传感器30从刀具侧的纵向端部10a起容纳在传感器容纳凹部31中。传感器容纳凹部31例如能够构成为钻孔并且平行于刀架10的旋转轴线D伸展。
在传感器30至36和电路40之间的电连接导线，在当前的附图中没有示出。然而示出导线通道，电的连接导线在所述导线通道中伸展。电的连接导线在刀具部段传感器30和电路40之间在导线通道48中伸展。
要明确指出的是，在本文中示出的实施例中，导线通道在不考虑其制造的情况下在个别情况下仅概略示意地示出。
在中央凹部26的设计用于引导冷却剂通过的部段26a中能够设有另一传感器32作为冷却剂传感器32。所述冷却剂传感器32能够监控每单位时间的压力和/或温度和/或通流量，和/或监控冷却剂穿流的存在。冷却剂传感器32也借助于在导线通道50中的没有示出的连接导线与电路40以传输信号的方式连接。
同样，信号传输设备38与电路40通过在导线通道52中没有示出的连接导线以传输信号的方式连接。
在图1中示出的例子中，电路40在柔性的电路基板54上构成，所述电路基板围绕旋转轴线D卷弯地容纳在环形的轴向凹部56中。在电路基板54上，电的带状导线和电的功能元件以本身已知的方式设置。电路基板54能够附加地通过粘贴在环形的轴向凹部56中位置固定。
为了保护测量设备28的容纳在轴向凹部56中的部件，轴向凹部56能够优选在其轴向的纵向端部上借助于盖58，例如螺旋盖58可拆卸地封闭。因此，容纳在轴向凹部56中的部件以简单的方式保持可触及和可更换。替选地，在将测量设备28的所有必要部件布置在轴向凹部中之后，能够将轴向凹部56用浇注料浇注。相同内容也适用于导线通道，所述导线通道在刀架10中或在基体12中构成。
轴向凹部56优选盲孔式地构成，并且除了从所述轴向凹部起始的或通入到所述轴向凹部中的导线通道以外，轴向凹部仅通过基体12的材料和通过盖58限界。
在环形的轴向凹部56中能够容纳其他传感器34和36，并且所述其他传感器能够以传输信号的方式与电路40连接。例如，一个传感器34能够设置在径向靠外的限界壁上而另一个传感器36能够设置在径向靠内的限界壁上。传感器34和36例如能够是加速度传感器和/或形变传感器，所述加速度传感器和/或形变传感器在其相应的安装位置处检测承载所述加速度传感器和/或形变传感器的基体12的加速度和/或形变。由此，能够与在刀架10上从加工侧起作用的力和力矩相同地检测刀架10的振动和不平衡度。
由传感器30至36提供的检测信号能够由电路40进一步处理，或能够作为原始数据经由信号传输设备38传输至评估设备的设置在刀架10之外的接收装置，所述评估设备连接在所述接收装置上。
在图1中示出的例子中，作为能量供应机构示出电池组42，所述电池组借助于引导穿过导线通道60的、没有示出的能量供应导线与电路40耦联。到目前为止提到的导线通道48、50和52除了信号传输之外也用于在信号传输设备38和传感器30至34和电路40或电池组42之间的能量传输。
电池组42容纳在从操作结构22的外侧22a垂直于旋转轴线D径向向内延伸的径向凹部62中，更确切地说，通过将分开电池组42与基体12的绝缘结构64设置在中间，以避免在电池组42和由金属构成的导电基体12之间的短路。径向凹部62能够再被封闭，优选可拆卸地封闭，例如还通过螺旋盖66封闭，以保护电池组42和固定所述电池组42的位置。
在信号传输设备38和轴向相邻的抓槽24之间，从径向突起46存在连接片68，所述连接片将信号传输设备38与抓槽24分开。连接片68如径向突起46那样整体上用于确定抓槽24朝向刀架10的刀具侧的纵向端部10a的侧面。因此，在通过抓具操作刀架10期间，连接片68将信号传输设备38相对于由抓具引起的外部影响屏蔽。同时，抓槽24沿着环周的轮廓保持基本上不受干扰。
在图2中示出根据本发明的刀架的第二实施例。相同的和功能相同的构件和构件部段设有与图1中示出的第一实施方式相同的附图标记，然而加上数字100。下文中，第二实施方式仅在其与图1中的第一实施方案不同之处才进行阐述，除此之外对于第二实施方式的阐述参照所述第一实施方式的描述。
在图2中示出的刀架110作为刀具容纳结构118具有液压膨胀刀柄，在所述液压膨胀刀柄中，能够通过将加压液体导入到压力腔170中改变由刀具容纳结构118形成的刀具容纳凹部的净宽度。
在图2的实施例中，刀具部段传感器130构成为压力传感器，所述压力传感器设计为用于检测在压力腔170中的夹紧压力。为此，刀具部段传感器130的检测区域能够形成压力腔170的壁的一部分。
在图2中示出的实施例中，中央的凹部126没有贯穿基体112，尽管中央的凹部126也能够构成为沿纵向方向贯穿基体112。
刀架110的耦联部段116构成有用于球形夹紧系统的结构。
第二实施方式的基体112能够与其在图2中的仅概略的示意图不同地具有划分部分。例如，将刀具容纳凹部118径向向外限界的壁118a能够在分开的安装构件上构成，所述安装构件通过与基体112结合来形成压力腔170。
在图3中示出根据本发明的刀架的第三实施例。相同的和功能相同的构件和构件部段设有与图1中示出的第一实施方式相同的附图标记，然而加上数字200。下面，第三实施方式仅在其与图1中的第一实施方案不同之处才进行阐述，除此之外对于第三实施方式的阐述参照所述第一实施方式的描述。
图3的刀架210具有刀具部段214，所述刀具部段构成为用于容纳测量头。为此，刀具部段114具有刀具容纳结构218，刀具容纳结构呈具有容纳凹部和内螺纹的刀具容纳销形式。
耦联部段216具有呈大锥度刀柄或简称SK形式的耦联结构220。
在图3中示出的实施例中，在柔性的电路基板254上的用于容纳电路240的轴向凹部256朝向耦联侧的纵向端部210b敞开。然而，在此也能够设有用于封闭轴向凹部256的可拆卸的盖。
尽管在图3中没有示出，但是图3的刀架210也具有能量供应设备。所述能量供应设备能够如在之前示出的实施方式中那样是电池组或蓄电池组。所述能量供应设备也能够包括用于感应地传输电能的感应线圈。
刀具部段传感器230例如能够是加速度传感器，以便检测刀架210的刀具部段214的可能的振动，并且以便能够从中推导出刀具磨损或推导出非正确选择的运行参数。
在图4至6中以不同的示图示出第一实施方式的刀架10。为了简化示图，在图4至6中不关心的刀具部段仅示作为圆柱体。圆柱体能够设想由图1至3的刀具侧的设计方案替换。
图4以非剖开的状态示出刀架10的耦联部段16的和操作部段22的正视图，其中刀架10的内部构造在所述部段16和22中用虚线示出并且部分地设有附图标记。
图5示出沿图4的垂直于旋转轴线D的截面轴线V-V的剖视图。图6示出贯穿图4和6中简化示出的刀架10的立体的纵向剖开视图。
首先，图4至6示出信号传输设备38能够如何沿着刀架10的环周的重要部分延伸。在示出的例子中，信号传输设备38大约在125°上延伸，这大致大于径向突起46的或操作结构22的总环周的1/3。其中容纳信号传输设备38的凹陷部44能够还在比其中所容纳的信号传输设备38更大的环周部段上延伸。例如，凹陷部44能够在两个对角地相对置的轴向槽72a和72b之间延伸，所述轴向槽在通过抓具操作刀架10时扮演重要的角色。
在图4和5中，还示出另一轴向槽74，所述轴向槽沿环周方向比之前提出的轴向槽72a和72b更短地构成。轴向槽74用作为在操作刀架10时的标引槽(Indexiernut)74，以便能够自动地识别刀架10围绕其旋转轴线D的限定的定向。轴向槽72a和72b沿环周方向的尺寸确定为不同的。更准确地说，同与其相对置的轴向槽72b相比，轴向槽72a沿环周方向更短地构成。
轴向槽72和74与抓槽24相交。
在图5中还可识别的是，将轴向凹部56与凹陷部44连接的导线通道52如何关于轴向凹部56切向地设置。由此，尽可能避免在设置在轴向凹部56中的电路和设置在凹陷部44中的信号传输设备38之间的连接导线的不期望的弯折。此外，导线通道52的切向伸展减小如下拉力，所述拉力在刀架10围绕其旋转轴线D旋转时，由于离心力而作用到连接导线上，因为离心力大部分地由导线通道52的壁承受。在图1中，为了简化的图示，导线通道52转动到包含旋转轴线D的截平面中。
在图5中还示出替选地设置在轴向凹部56的径向内部的限界壁上的体部传感器36’。所述体部传感器在图1中位于截平面后方并且由构件遮盖。体部传感器36’安装在凹部56的基本上圆柱形地成形的内壁的平坦部上，使得确保传感器与底座良好地接触。
对于图6的描述，参照图1的上述描述。
在图7中示出图1和4至6的刀架10的沿着旋转轴线D的底视图。螺旋盖58出于概览原因而被略去。因此，直接看到环形的轴向的凹部56中。
图7的刀架10具有电路40的一个替选设计方案。所述刀架在三个彼此分开地构成的，然而以信号传输方式彼此连接的子电路40a至40c中实现。每个子电路40a至40c在自己的、刚性的电路基板76a、76b和76c上构成。刚性的电路基板76a、76b和76c围绕旋转轴线D分布地设置为，使得刚性的电路基板76a、76b和76c连同在其上构成的子电路40a至40c的整个装置的惯性轴与旋转轴线D基本上重合。这减少了通过设置刚性的电路基板76a、76b和76c而引起的不平衡。
在示出的例子中，刚性的电路基板76a、76b和76c基本上平行于旋转轴线D地且沿环周方向围绕旋转轴线D彼此间大致等距地设置。
在图8中示出轴向凹部56和设置在其中的电路的另一替选实施方式。
电路还以划分为两个子电路40a和40b的方式实现，所述子电路设置在分开的电路基板上并且以传输信号的方式彼此连接。
子电路40a构成在柔性的电路基板54上，相反，子电路40b构成在刚性的电路基板76上。在图8中示出的例子中，针对每个电路基板设有分开的轴向的子凹部56a和56d，在所述子凹部中分别设置有刚好一个电路基板，即电路基板54设置在子凹部56a中而电路基板76设置在子凹部56b中。子凹部56a和56b沿轴向方向延伸以及部分圆柱形地围绕基体12的环周部段围绕旋转轴线D延伸。在该实施例中，开关电路40a两层地装入到子凹部56a中。然而，电路也能够单层地或者以多于两个层装入到子凹部56a中。为了不会过强地弯折柔性的、然而仅可有限地形变的电路基板54，子凹部56a在其一个端部上具有扩展部，在所述扩展部中电路基板54能够以足够大的弯曲半径弯曲。
不言而喻，刀架10能够具有任意多个子凹部，所述子凹部都配设有由刚性的电路基板构成的或者都由柔性的电路基板或由刚性的和柔性的电路基板混合构成的子电路。优选地，轴向凹部56的子凹部为了避免或至少减少不期望的不平衡而相同地构成并且围绕旋转轴线D对称地设置。在此情况下，子凹部56a和56b在轴向上是同样深的并且沿环周方向以相同的尺寸构成并且设置成彼此在直径上相对置。
刚性的电路基板76或子电路基板76a、76b和76c也优选在其所设置于的相应凹部中例如通过粘贴来固定。
在图9中示例地示出设备装置77，所述设备装置使用之前所描述的根据本发明的刀架10(并且同样使用替选的刀架110或210)。
设备装置77包括机床78，例如多轴钻床或铣床78，刀架10连同在其中夹紧的刀具11容纳在所述机床中以进行切削加工。机床78以本身已知的方式具有机器控制装置80，所述机器控制装置能够实现刀具11的工具中心点(Tool Center Points,TCP)的位置和速度控制。
设备装置77还包括接收装置82，所述接收装置为了信号传输而构成为具有信号传输设备38。优选地，接收装置82构成为发送/接收装置82，所述发送/接收装置用于借助于信号传输设备38双向地传输信号。
借助于接收装置82以传输数据的方式连接地，能够设有评估设备84，所述评估设备处理通过接收装置82从刀架10的信号传输设备38接收的数据。为此，评估设备84能够具有存储器，在所述存储器中存储有数据和程序。
为了能够基于由刀架10的传感器检测到的数据，在处理所述数据之后通过评估设备84进行机床78上的控制干预，机器控制装置80有利地以数据传输方式与评估设备84连接。
设备装置77还能够具有刀库86，所述刀库具有刀库管理装置88。刀库86连同刀库管理装置88能够不仅与机器控制装置80连接而且与评估设备84连接，使得在刀库管理装置88中也可使用由刀架10的传感器检测到的数据。因此，例如能够基于由刀架10的传感器检测的变量，当由评估设备84推断出达到刀具11的磨损极限时，在刀库86上提供等效的替换刀具11’并且将其代替磨损的刀具11夹紧在机床78中。
原则上，已经能够通过在刀架中的之前所描述的电路40进行传感器的检测信号的处理。然而，能够通过在刀架10之外的外部的评估设备84，一方面提供明显更高的数据处理能力，而另一方面减少在刀架中的电路40的大小。

Claims (30)

1.一种刀架(10；110；210)，所述刀架构成为用于围绕限定轴向方向的刀架旋转轴线(D)旋转；并且所述刀架在其一个轴向的纵向端部(10a；110a；210a)上具有刀具部段(14；114；214)，所述刀具部段具有用于容纳刀具(11)的刀具容纳结构(18；118；218)；并且所述刀架在其另一轴向的纵向端部(10b；110b；210b)上具有耦联部段(16；116；216)，所述耦联部段具有用于与机床(78)的机床主轴以传递扭矩的方式耦联的耦联结构(20；120；220)，其中在所述刀架(10；110；210)上设有用于检测涉及所述刀架(10；110；210)的运行的数据的测量设备(28；128；228)，所述测量设备至少包括如下部件：
-至少一个提供检测信号的传感器(30，32，34，36；130，136；230，236)；
-信号传输设备(38；138；238)，其用于将所述测量设备(28；128；228)的测量信号传输至与所述刀架(10；110；210)分开构成的且远离所述刀架设置的接收设备(82)；
-与所述传感器(30，32，34，36；130，136；230，236)和所述信号传输设备(38；138；238)以传输信号的方式连接的电路(40；40a，40b，40c)，所述电路用于操控所述传感器(30，32，34，36；130，136；230，236)和/或用于处理所述传感器(30，32，34，36；130，136；230，236)的检测信号和/或用于操控所述信号传输设备(38；138；238)；和
-能量供应设备(42；142)，所述能量供应设备以传输能量的方式与所述信号传输设备(38；138；238)和所述电路(40；40a，40b，40c)连接，
其特征在于，所述刀架(10；110；210)具有刀架基体(12；112；212)，所述刀架基体具有所述刀具部段(14；114；214)和/或所述耦联部段(16；116；216)，其中传感器(30，32，34，36；130，136；230，236)、电路(40；40a，40b，40c)和能量供应设备(42；142)中的至少一个部件容纳在位于所述刀架基体(12；112；212)的内部中的凹部(56，62；56a，56b；156，162；256)中。
2.根据权利要求1所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述刀架(10；110；210)一件式地构成并且具有所述刀具部段(14；114；214)以及所述耦联部段(16；116；216)。
3.根据权利要求1或2所述的或根据权利要求1的前序部分所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，在垂直于所述刀架旋转轴线(D)沿至少两个围绕所述刀架旋转轴线(D)相对于彼此扭转90°的不同的观察方向观察时，优选沿三个不同的观察方向观察，其中每两个相邻的观察方向围绕所述刀架旋转轴线(D)相对于彼此扭转120°时，特别优选沿每个任意的垂直于所述刀架旋转轴线(D)的观察方向观察时，具有测量设备(28；128；228)的所述刀架(10；110；210)与在切削方面功能相同而不具有测量设备的刀架一样具有相同的外轮廓。
4.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述刀架基体(12；112；212)具有轴向凹部(56；56a，56b；156；256)，优选具有完全围绕所述刀架旋转轴线(D)延伸的环形的凹部(56；156；256)，在所述环形的凹部中容纳有所述电路(40；40a，40b，40c)。
5.根据权利要求4所述的具有测量设备(28)的刀架(10)，
其特征在于，所述刀架基体(12)具有至少两个轴向凹部(56a，56b)，在所述轴向凹部中分别容纳有所述电路(40；40a，40b，40c)的构件(54，76)。
6.根据权利要求4或5所述的具有测量设备(28)的刀架(10)，
其特征在于，所述电路(40；40a，40b，40c)包括多个彼此分开的带状导线和承载电部件的刚性的电路基板(76a，76b，76c)，所述刚性的电路基板优选沿环周方向围绕所述刀架旋转轴线(D)分布地设置在所述轴向凹部(56)中，特别优选地分布为，使得所述电路基板的整体的惯性轴基本上与所述刀架旋转轴线(D)重合，和/或所述电路(40；40a，40b，40c)包括带状导线和承载电部件的柔性的电路基板(54；154；254)，所述柔性的电路基板围绕所述刀架旋转轴线(D)形变地，尤其卷弯地，设置在所述轴向凹部(56；156；256)中。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的具有测量设备(28；128)的刀架(10；110)，
其特征在于，至少一个所述轴向凹部(56；156)能通过将容纳腔用盖(58；158)，尤其螺旋盖(58；158)限界来封闭。
8.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，至少一个传感器作为刀具部段传感器(30；130；230)设置在所述刀架基体(12；112；212)的所述刀具部段(14；114；214)中，优选设置在所述刀具容纳结构(18；118；218)的刀具容纳凹部(18；118；218)的径向内部的壁(18a，118a，218a)和所述刀架基体(12；112；212)的径向外部的壁(14a，114a；214a)之间。
9.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述刀具容纳结构(18；118；218)是热缩刀柄或液压膨胀刀柄或面铣刀刀柄或弹簧夹头或动力卡盘。
10.根据权利要求9所述的具有测量设备(128)的刀架(110)，
其特征在于，所述刀具容纳结构(118)是液压膨胀刀柄，并且所述刀具部段传感器(130)设置在所述液压膨胀刀柄的压力腔(170)的壁部中并且构成为用于间接或直接地检测在所述压力腔(170)中的夹紧压力。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，至少一个所述刀具部段传感器(30；130；230)是温度传感器和/或形变传感器和/或加速度传感器和/或压力传感器。
12.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28)的刀架(10)，
其特征在于，至少一个传感器作为冷却剂传感器(32)设置在所述刀架基体(12)中的、用于引导冷却剂和/或润滑剂通过的冷却剂通道(26a)中，优选设置在中央的冷却剂通道(26a)中，其中所述冷却剂传感器(32)优选是温度传感器和/或压力传感器和/或流量传感器。
13.根据引用权利要求4或5的上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，至少一个传感器作为体部传感器(34；36；136；236)设置在所述轴向凹部(56；156；256)中，优选设置在将所述轴向凹部(56；156；256)径向向内限界的内壁上和/或设置在将所述轴向凹部(56；156；256)径向向外限界的外壁上，其中所述体部传感器(34；36；136；236)优选是温度传感器和/或形变传感器和/或加速度传感器。
14.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，用于检测第一运行变量的多个相同类型的传感器沿环周方向围绕所述刀架旋转轴线(D)分布地设置，其中所述测量设备(28；128；228)还包括信号评估设备，所述信号评估设备构成为，用于通过比较多个传感器的检测信号间接地推断出由传感器非直接地检测出的第二运行变量。
15.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述能量供应设备(42；142)是电的蓄能器。
16.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述能量供应设备包括构成为用于感应地传输电能的感应设备，优选感应线圈。
17.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128)的刀架(10；110)，
其特征在于，所述能量供应设备(42；142)优选在中间设置有电绝缘的绝缘结构(64；164)的情况下容纳在从所述刀架基体(12；112)的外侧向内延伸的凹部(62；162)中。
18.根据权利要求17所述的具有测量设备(28；128)的刀架(10；110)，
其特征在于，向内延伸的凹部(62；162)能通过将容纳容积用盖(66；166)，尤其螺旋盖(66，166)限界来封闭。
19.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述信号传输设备(38；138；238)设置在、优选粘贴在所述刀架基体(12；112；212)的外侧上。
20.根据权利要求19所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述刀架(10；110；210)在其外侧上具有沿环周方向围绕所述刀架旋转轴线(D)伸展的抓槽(24；124；224)，所述抓槽构成为用于与抓紧装置形状配合地接合，其中所述信号传输设备(38；138；238)容纳在与所述抓槽(24；124；224)轴向相邻的凹陷部(44；144；244)中。
21.根据权利要求20所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，轴向地在所述凹陷部(44；144；244)和所述抓槽(24；124；224)之间设有径向突出的且沿环周方向围绕所述刀架旋转轴线(D)伸展的连接片(68；168；268)，所述连接片将所述凹陷部(44；144；244)与所述抓槽(24；124；224)分开。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的具有测量设备(28)的刀架(10)，
其特征在于，所述刀架(10)在其外侧上具有两个沿环周方向彼此间隔地设置的轴向槽(72，74)，其中所述信号传输设备(38)沿环周方向容纳在所述轴向槽(72，74)之间。
23.根据权利要求22所述的具有测量设备(28)的刀架(10)，
其特征在于，所述刀架(10)在其外侧上具有沿环周方向围绕所述刀架旋转轴线(D)伸展的抓槽(24)，所述抓槽构成为用于与抓紧装置形状配合地接合，其中至少一个轴向槽(72，74)，优选两个轴向槽(72，74)与所述抓槽(24)交叉，其中优选所述信号传输设备(38)设置在对所述抓槽(24)轴向限界的径向突起(46)上。
24.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，用于接收信号的导线通道(48，50，52，60；148，152，160；248，252)和/或在所述测量设备(28；128；228)的两个部件之间传输能量的连接导线与从所述刀架旋转轴线(D)起始的半径射线围成角度，优选切向地伸展，其中同样优选地，所述导线通道(52；152；252)位于垂直于所述刀架旋转轴线(D)的平面中。
25.根据上述权利要求中任一项所述的具有测量设备(28；128；228)的刀架(10；110；210)，
其特征在于，所述耦联结构(18；118；218)包括空心锥柄(20；120；220)或大锥度柄(220)和/或用于球形夹紧系统的接合结构(120)。
26.用于制备工件的设备装置(77)，所述设备装置包括：至少一个根据上述权利要求中任一项所述的刀架(10)；机床(78)，其具有机床主轴，所述机床主轴构成为用于与至少一个所述刀架(10)耦联；以及接收装置(82)，其构成为用于接收由所述信号传输设备(38)传输的测量信号。
27.根据权利要求26所述的设备装置(77)，
其特征在于，所述接收装置(82)构成为用于双向信号传输的发送/接收装置。
28.根据权利要求26或27所述的设备装置(77)，
其特征在于，所述设备装置具有与所述接收装置(82)以传输数据的方式连接的评估设备(84)，所述评估设备构成为用于处理和/或评估由所述信号传输设备(38)传输的测量信号。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的设备装置(77)，
其特征在于，所述机床(78)包括机器控制装置(80)，所述机器控制装置控制用于加工工件的所述机床(78)的驱动器，并且所述机器控制装置优选以传输数据的方式与所述评估设备(84)和/或与所述接收装置(82)连接。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的设备装置(77)，
其特征在于，所述设备装置具有刀库(86)，所述刀库具有刀库管理装置(88)，其中所述刀库管理装置(88)以传输数据的方式与所述接收装置(82)和/或与所述评估设备(84)和/或与所述机器控制装置(80)连接。
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