CN1782693A - 工具损坏检测设备 - Google Patents

Abstract

一种用于检测有无损坏的工具损坏检测设备(1)，具有可旋转地支撑于壳体(2)上的接触杆(18)；气动操作的空气驱动设备(3)，可操作地与压缩气体供应装置连接；和从线性运动到旋转运动的转换设备，可操作地与接触杆和直接空气驱动设备相互连接。弹性部件(5)设在接触杆和转换设备之间。

Description

工具损坏检测设备

技术领域

本发明涉及一种工具损坏检测设备或类似设备。

背景技术

日本专利公开特开2001-38512中公开了传统工具损坏检测设备的一个例子。如图6所示，这个检测设备是这样的，一个电动机50用于检测一个接触杆51是否接触到了工具52的位于接触杆51能够检测到的弧内的主体部分。当接触杆51经过工具52的主体部分而不接触它时，电动机50检测出该处为一个“损坏”状态，并向机器控制部分(未图示)输出报警或中止信号。

但是，上述检测器经常用于有大量切割剂(液体)与检测器相接触的环境中，或者烟雾切割剂充满于空气的环境中。由于切割剂包括大量表面活性剂，从而具有极高的渗透性和腐蚀性。因此，有必要提高检测器支座的防水能力。为了做到这点，需要提供更多的防水措施，包括使用橡胶O形环、密封圈、V形密封垫等。但是，这些措施有一个缺点，就是随之而来的摩擦阻止了接触杆的转动，转矩输出减小。

另外，在使用上述检测器的情况下，由于切割剂包括表面活性剂，它们显示出高度的渗透性和腐蚀性。结果，由于例如电动机线圈绕组绝缘方面的故障或由于电力过载而生热量的问题，控制电动机的耐久性明显降低。此外，需要昂贵的电控部分。另外，根据与位于接触杆的转动范围之内的工具边缘(倾斜部分)的接触来检测任何损坏(破损)也几乎是不可能的。

发明内容

本发明就是要解决上述问题。因此，本发明的目的是提供一个工具损坏检测设备，它能够检测工具主体部分或者边缘的损坏，而不会发生由于切割剂的渗透或提供防水措施而电力过载所产生的问题。

本发明进一步的目的和优点将在本发明的以下描述中体现。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的工具损坏检测设备通过接触杆与工具的接触来检测有无损坏，该接触杆以直角方向从伸出主壳体的旋转轴伸出，并当检测到损坏时输出信号。旋转轴由直接传动的空气驱动(气动操作)设备转动，以使工具损坏检测设备的耐久性不受切割剂的渗透影响。

另外，根据本发明第二方面的工具损坏检测设备，在其上支持有接触杆的旋转部件和气动直接传动的空气驱动部件之间，使用弹性构件例如扭转弹簧来提供有效的驱动连接。这个措施能够削弱工具和接触杆之间的碰撞。

此外，根据本发明第三方面的工具损坏检测设备，在伸出主壳体的旋转轴的直角方向上伸出的臂杆的外侧末端，设有用于检测工具边缘损坏的柱塞式接触传感器。工具损坏检测设备能够通过工具边缘相对传感器接触面的位移量来检测损坏。

根据本发明的第一方面，由于接触杆由直接传动的空气驱动设备转动，所以不再需要电力控制的电动机。因此就没有由包含表面活性剂等的切割剂(液体)的渗透的负面影响。因此，本发明的实施例能够用于有大量切割剂(液体)与检测器接触或者检测器暴露在切割剂已经被分散为气体烟雾中的环境中，而不会再遇到上述类型的问题。

另外，根据本发明的第二方面，随着旋转轴转动，传感器部分通过由直接传动的空气驱动部件转动的旋转部件的螺旋弹簧检测接触杆的转动角度，并且接触杆接触工具的主体。因此，接触工具的力能够保持在适当大小的水平，从而可以减少与工具的碰撞。

此外，根据本发明的第三方面的实施例，设在从主壳体伸出的旋转轴的直角方向上的臂杆上的柱塞式接触传感器被转动，并停在与工具边缘相对应的位置。因此，这些实施例能够根据直到工具边缘接触传感器接触面后才产生的位移量来检测损坏。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的设备截面图，具有垂直设置的直接传动的空气驱动部件；

图2是一个旋转凸轮管的透视图，该管将直接传动的空气驱动部件的线性运动转换为旋转运动；

图3是根据本发明的一个实施例的设备的分解透视图，具有水平设置的直接传动的空气驱动部件；

图4是齿条(和小齿轮)装置的透视图，该装置将直接传动的空气驱动部件的线性运动转换为旋转运动；

图5是本发明第三实施例的截面图，其中使用了柱塞式接触传感器；

图6表示传统设备的接触杆的旋转和工具之间的关系，其已在本申请的开篇段落中论述过了。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的一个实施例。图1是本发明的一个实施例的截面图，它具有被称为垂直或轴向作用的直接传动的空气驱动部件；图2是一个透视图，示出了将直接传动的空气驱动部件的线性运动转换为旋转运动的旋转凸轮管；图3是本发明的一个实施例的分解透视图，它具有被称为水平或横向作用的直接传动的空气驱动部件；图4是齿条和小齿轮装置的透视图，该装置将直接传动的空气驱动部件的线性运动转换为旋转运动；图5是本发明的具有柱塞式接触传感器的设备截面图。

在图1中，标记1代表本发明的一个实施例，它具有垂直作用的直接传动的空气驱动部件3，该部件3设在壳体2下面，在主壳体或壳体2的轴向运行。根据通过空气软管4供应的压缩空气，直接传动的空气驱动部件3使活塞6向上移动来对抗弹簧5的偏压，其中空气软管4与压缩空气源例如空气压缩机/阀装置(未图示)连通。当活塞6向上移动时，活塞或柱塞8通过连接杆7被向上驱动。另一方面，当没有压缩空气通过空气软管4供应时，柱塞8在弹簧5的偏压作用下返回到先前位置。

在图1和2中，所示柱塞8通过连接杆7和柔性结合点9与活塞6相连，其中柔性结合点9用于吸收活塞6与柱塞8的中心之间的偏差。如果偏差不是问题，那么柱塞8可以不用柔性结合点9而与活塞6连接。

当通过直接传动的空气驱动部件3的驱动而使柱塞8向上移动时，通过与螺旋形(螺旋状)凸轮槽11配合，由柱塞8轴向支撑的辊10驱动旋转凸轮管12来围绕柱塞8往复的轴旋转，辊10接收(滑动)在凸轮槽11中并用作凸轮随动器。旋转凸轮管12的转动驱动可旋转部件14转动。可旋转部件14通过连接装置13与旋转凸轮管12结合为一体。

上述可旋转部件14通过由螺旋弹簧15(扭转螺旋弹簧)建立的连接来驱动传感器驱动轴16转动。传感器驱动轴16从壳体2的上表面伸出。传感器驱动轴16的上端与接触杆18连接，接触杆18以直角伸出覆盖传感器驱动轴16的盖部件17。

接触杆18设置为在旋转时与工具20的主体部分(侧面)接触。由于直接传动的空气驱动部件3引起可旋转部件14转动，接触杆18通过螺旋弹簧15施加的转矩而转动。这允许传感器驱动轴16通过接触杆18的旋转和接触杆与工具20之间产生的接触力来检测旋转角度。在这种情况下，接触杆18以较小的接触力来接触工具20的主体部分，并因此减少了对工具20的震动。

传感器驱动轴16由壳体2通过轴承19支撑。另外，传感器驱动轴16的毂状基座部分21为鼓形并围绕可旋转部件14。螺旋弹簧15的一端与毂状基座部分21连接，另一端与可旋转部件14连接。

由直接传动的空气驱动部件3驱动而转动的可旋转部件14的旋转通过如上所述的螺旋弹簧15传递给传感器驱动轴16。这种结构的结果是，当接触杆18接触到工具20的主体部分并停下来时，可旋转部件14与旋转凸轮管12仅继续旋转一个预定的旋转角度。

磁性开关22a和磁铁22b设置为在壳体2的内圆周表面和驱动轴16的基座部分21的外圆周表面之间形成一个非接触开关。当接触杆18在旋转中不和工具20的主体部分接触时，磁性开关22a和磁铁22b将其判断为“损坏”，并输出一个“已损坏信号”。该信号输出电路没有在图中示出。相反，当接触杆18在旋转中和工具20的主体部分接触时，工具被判定为“正常”。

旋转凸轮管12的上端和下端部分通过轴承23a、23b支撑在壳体2的内圆周表面上，以保证平稳转动。带有直或线性凹槽24的管件25设置在旋转凸轮管12(壳体2的内圆周表面)的外部。直线凹槽24沿垂直方向引导与由柱塞8轴向支撑的辊10同轴的外部辊10’。管件25的直线凹槽24可以直接形成于壳体2的内圆周表面上。而且，直线凹槽24用于在直接传动的空气驱动部件3的驱动下在垂直方向引导柱塞8。但是，也可以修改为其他结构，而不脱离本发明的范围。

旋转凸轮管12通过在直接传动的空气驱动部件3的驱动下而上下移动的柱塞8来旋转。但是，旋转凸轮管12的旋转角度由直接传动的空气驱动部件3的活塞6的滑行长度(冲程)来确定。冲程需要具有一定长度，因为为了节省旋转时的阻力增大了螺旋形或螺旋状凹槽11的角度。在这个实施例中，也考虑了上述条件。

由磁性开关26a和磁铁26b组成的非接触开关设置在管件或套管件25上，套管件25形成旋转凸轮管12的外壁，并且其上形成有线性凹槽24。这样就能够输出表示旋转凸轮管12的旋转的起点(开始)和终点的定位信号。同样在这种情况下，旋转凸轮管12的定位信号的输出电路没有在图中示出。

直接传动的空气驱动部件3使用压缩空气将接触杆18从起点向停止端转动。受到由弹簧5提供的偏压影响，接触杆18在起点和停止端之间转动。

但是，当直接传动的空气驱动部件3从起点向停止端转动时，可以使用弹簧压力，并且可以在起点和停止端之间使用空气压力。另外，直接传动的空气驱动部件能够用双动式空气驱动器代替。

本发明的第二实施例示于图3和4中。如图所示，在这个第二实施例中，直接传动的空气驱动部件3设置为相对于壳体2而言在水平方向(即横向)上运行。利用通过与空气压缩机(未图示)连通的空气软管4供应的空气，这个实施例中的直接传动的空气驱动部件3沿Y轴方向与图4所示的弹簧5的弹力对抗而推动滑动部件27。当没有空气通过空气软管4供应时，滑动部件27在由气动引起的冲程压缩的弹簧5的偏压作用下返回到先前位置。

当滑动部件27前进时，可旋转部件14通过形成了滑动部件27主体部分的齿条28和与齿条28啮合的小齿轮29转动。通过螺旋弹簧15，可旋转部件14连续转动从壳体2的上表面凸出的驱动轴16。驱动轴16与接触杆18相连，接触杆18通过覆盖驱动轴16上端的盖部件17以直角伸出。如图1所示，当接触杆18在旋转过程中不与工具20的主体部分接触时，接触体18输出“损坏”信号。

图3所示的壳体2由箱形的壳体上部和下部2a、2b组成，它们通过定位销30和相应的销孔(未图示)彼此相对定位。上部和下部2a、2b通过螺杆31在多个位置固定。如图1所示，壳体2允许接触杆18通过来自直接传动的空气驱动部件3的螺旋弹簧15转动，并在接触杆转动到接触工具20时产生必须的接触力。同样，壳体2能够迅速减少对工具20的震动。

本发明的第三实施例示于图5。在这个实施例中，示例性臂杆由管状部件33和柱塞式接触传感器35组成。臂杆33与伸出壳体2的传感器驱动轴16相连，并以直角方向通过毂单元32伸出。柱塞式接触传感器35通过使臂杆33接触工具20的边缘34来检测边缘34(在该实施例中，倾斜的边缘代表切割部分)的损坏。而且，工具20的边缘(斜坡＝切割部分)34并不局限于图示的向下弯曲形式的元件。

传感器驱动轴16的旋转角度由与传感器驱动轴16的旋转角度一体化的旋转凸轮管12的螺旋形凹槽11的螺旋形或螺旋状角度来确定。换句话说，当活塞6响应于通过空气软管4供应的压缩空气而与弹簧5的弹力对抗向上移动时，柱塞8由连接杆7向上推动，其中直接传动的空气驱动部件3与空气压缩机(未图示)连通。结果，旋转凸轮管12通过螺旋形凹槽11在水平方向转动，凹槽11中安装(滑动)有由垂直轴8轴向支撑的辊10。同样，与旋转凸轮管12一体化的驱动轴16仅在水平方向转动(旋转)一个特定角度。

但是，在直接传动的空气驱动部件3的驱动过程中，如果通过毂单元32在直角方向伸出的臂杆33的起点和终点在传感器驱动轴16上预先确定，带有臂杆33的柱塞式接触传感器35的传感器接触面35’的中心能够精确地直接停止在工具20的边缘34(相应位置)的下方。在这种情况下，臂杆33的长度必须预先确定。

柱塞式接触传感器35在臂杆33旋转的终点处预先确定传感器接触面35’和工具20的边缘34之间的距离A。如果在检测过程中工具20的边缘34相对于传感器接触面35’的位移量与上述定义距离相等，柱塞式接触传感器35就确认它是“正常的”。另一方面，如果工具20的边缘34的位移量大了，柱塞式接触传感器35就确认它是“损坏的”，并输出已损坏信号。这种情况下没有示出输出电路。

下面将解释本发明的这个实施例中的带有在垂直方向或轴向运行的直接传动的空气驱动部件的设备1的操作。

首先，通过(例如)阀或其他类似物从空气压缩机或任何其他合适的压缩空气源(未图示)供应压缩空气。压缩空气通过与压缩空气源(例如空气压缩机)连通的空气软管4供应到直接传动的空气驱动部件3。活塞6驱动柱塞8向上与弹簧5的偏压对抗。在柱塞8的向上移动中，旋转凸轮管12由于支撑在柱塞8上的辊10的作用而转动。可旋转部件14由于该转动而转动，而且伸出驱动轴16的接触杆18由于螺旋弹簧15施加的转矩而转动，从起点向停止端转动。当接触杆18在旋转过程中撞击到工具20的主体部分时，接触体18就停下来。但是，可旋转部件14仍然与旋转凸轮管12继续旋转一个预定的旋转角度。

如上所述，当接触杆18在旋转过程中接触到工具的主体部分时，设备1输出“正常”。当接触杆没有接触到工具20的主体部分而通过时，通过设在传感器驱动轴16的基座部分和壳体主体之间的磁性开关22a和磁铁22b的操作，设备1输出“损坏”信号。另外，在本发明的这个实施例中，使用磁性开关输出信号。但是，发明的实施例并不局限于使用这种磁性类型开关，还可以采用接触开关或类似形式的开关，只要其具有足够的防水性能。另外，在所示实施例中，接触杆示为顺时针旋转，但是，发明并不局限于此，如果需要，接触杆可以逆时针旋转工具。

本发明的实施例可以固定在一个机器工具例如汽车、私人飞机等上，用作工具损坏或边缘缺失的检测传感器。而且，由于本发明的设备1不使用电动机，本发明的实施例就能够用在大量切割剂与设备接触的环境中，还能够顺利地在空气中充满切割剂烟雾的条件下操作。

虽然本发明仅仅由几个有限的实施例来描述，但是不脱离本发明范围的、仅由所附权利要求限定的不同修改和变化，对于本发明所属领域或近似领域的技术人员而言都是不言而喻的。

在此引入于2004年2月9日提交的第2004-32756号和于2004年11月30日提交的第2004-347683号日本专利申请的内容。

Claims (7)

1.一种用于检测有无损坏的工具损坏检测设备(1)，包括：

壳体(2)；

接触杆(18)，可旋转地设在壳体上来接触待检测工具；和

旋转接触杆(18)的操作装置，

所述检测设备(1)的特征在于：所述操作装置包括气动操作的空气驱动设备(3)，可操作地与空气供给装置连接，和设在壳体内的从线性运动到旋转运动的转换设备，可操作地与接触杆(18)和空气驱动设备(3)相互连接，以使接触杆通过空气驱动设备围绕壳体旋转来检测有无损坏。

2.如权利要求1所述的工具损坏检测设备(1)，其中从线性运动到旋转运动的转换设备包括连接于空气驱动设备(3)的旋转装置，用于将线性运动转换为旋转运动，连接于接触杆的驱动轴(16)，和位于驱动轴和旋转装置之间的弹性部件(15)，利用弹性在其间实现同步旋转。

3.如权利要求2所述的工具损坏检测设备(1)，其中所述旋转装置包括连接于空气驱动设备(3)的柱塞(8)，可旋转地连接于柱塞(8)并具有螺旋形凸轮凹槽(11)的圆柱形部件(12)，与凸轮凹槽配合的凸轮随动器(10)，和固定于凸轮随动器并连接于弹性部件的旋转部件(14)。

4.如权利要求2所述的工具损坏检测设备(1)，其中所述旋转装置包括固定于空气驱动设备(3)的活塞部件上的齿条(28)，和构造为与齿条啮合并通过弹性部件连接于驱动轴的小齿轮(29)。

5.如权利要求1-4中任一项所述的工具损坏检测设备(1)，还包括非接触的磁性开关装置(26a，26b)，该开关装置对驱动轴相对其上支撑有接触杆的壳体的旋转作出响应。

6.如权利要求2-5中任一项所述的工具损坏检测设备(1)，其中所述弹性部件包括螺旋扭转弹簧(5)。

7.如权利要求1-6中任一项所述的工具损坏检测设备(1)，还包括柱塞式接触传感器(35)，该传感器构造为检测工具边缘的损坏，该柱塞式接触传感器设在接触杆的外侧末端。

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