ES2612705T3

ES2612705T3 - Dispositivo para la supervisión de la posición de una herramienta o de un soporte de herramienta en un husillo de trabajo

Info

Publication number: ES2612705T3
Application number: ES14151114.7T
Authority: ES
Inventors: Stefan Bonerz; Josef Greif
Original assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Current assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: EP2762269A2; DE102013100975B3; EP2762269A3; EP2762269B1

Abstract

Dispositivo para la supervisión de la posición de una herramienta (4) o de un soporte de herramienta en un husillo de trabajo (1), en particular en una máquina de mecanizado, presentando el husillo de trabajo (1) al menos un canal (5, 8, 9) que conduce desde una superficie exterior del husillo de trabajo (1) a la herramienta (4) o al soporte de herramienta, que conforma un recorrido para la propagación de una señal electromagnética, y habiendo dispuesta una instalación de medición (11) fuera del husillo de trabajo (1), que comprende una unidad de emisión para el acoplamiento de una señal electromagnética en el canal (5, 8, 9), una unidad de recepción para recibir una señal reflejada desde el canal (5, 8, 9) y una instalación de procesamiento de señal para la determinación de una medida para la posición de la herramienta (4) o del soporte de herramienta en relación con el husillo de trabajo (1) mediante la señal reflejada, caracterizado por que en al menos uno de los dos extremos del canal (5, 8, 9) hay dispuesto en el husillo de trabajo (1) un inserto (12; 112; 15) que define la forma de una sección (8, 9; 108, 109; 5A) del canal (5, 8, 9).

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo para la supervision de la posicion de una herramienta o de un soporte de herramienta en un husillo de trabajo

La invencion se refiere a un dispositivo para la supervision de la posicion de una herramienta o soporte de herramienta en un husillo de trabajo, segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Durante las operaciones de mecanizado llevadas a cabo por maquinas herramienta modernas controladas numericamente, son necesarios frecuentes cambios de herramienta rapidos, llevados a cabo en general de forma automatica. Los dispositivos de sujecion usados para ello tienen habitualmente una configuracion modular de dos partes y presentan superficies de contacto planas correspondientes entre si, las cuales, favorecidas por cargas tensionales muy grandes, se ocupan de un asiento de las herramientas preciso y rigido. Existe no obstante, al ponerse en contacto las superficies de contacto planas complementarias entre si, un factor de perturbacion esencial, el cual resulta necesariamente de las condiciones de funcionamiento de maquinas herramienta de mecanizado con arranque de virutas. Siempre y cuando el material retirado, presente en forma de virutas en ocasiones muy finas, no pueda retirarse completamente de la zona de actuacion de las maquinas, existe, al interactuar con los medios usados para ello, por ejemplo, emulsiones de perforacion y de corte, la posibilidad de la adhesion de virutas sobre las superficies de contacto planas. Debido a ello, es de esperar en la mayoria de los casos, una alineacion erronea de la herramienta y una rigidez no suficiente durante la sujecion. Unas virutas muy finas conducen a sujeciones erroneas apenas perceptibles, las cuales tienen como consecuencia a pesar de ello, un resultado de mecanizado insuficiente.

Del documento DE 10 2009 005 745 A1 se conoce un dispositivo de supervision para la deteccion de este tipo de sujeciones erroneas. La funcion de este dispositivo de supervision se basa en la propagacion de una senal de radar por un canal conformado dentro del husillo de trabajo conformado por varias perforaciones, el cual en el funcionamiento es cerrado directamente por una superficie de contacto plana de la herramienta o del soporte de herramienta, estando configurada la zona de extremo del canal como resonador de espacio hueco. Un contacto erroneo de la herramienta o del soporte de herramienta en el dispositivo de sujecion de la herramienta puede detectarse mediante una senal de radar, la cual se irradia en el canal mediante un sensor dispuesto fuera del husillo de trabajo, se refleja en la herramienta o soporte de herramienta y se devuelve a traves del canal al emisor. El logro de una exactitud de medicion alta requiere no obstante en el caso de este dispositivo, unas dimensiones muy precisas de la totalidad del canal, lo cual provoca un esfuerzo de fabricacion muy alto.

El documento US 3,157,847 muestra la realizacion de un conductor de ondas hueco para reunir placas con ranuras configuradas en las superficies de estas placas, pudiendo proporcionarse entre las placas, tambien piezas de placa adicionales para la ampliacion de la altura del canal mas alla de la suma de las profundidades de las ranuras. De manera alternativa a ello, se propone el revestimiento de una disposicion a partir de un substrato metalico y una franja dielectrica dispuesta sobre este, con un segundo material metalico y la supresion posterior de la franja dielectrica para la configuration de un canal con paredes metalicas.

El documento EP 1,424,746 A1 tambien muestra la realizacion de un conductor de ondas hueco mediante la union de dos placas simetricas entre si con las ranuras configuradas en las superficies dirigidas una hacia la otra. El documento US 2008/0186113 A1 muestra una pieza de paso para unir un conductor de ondas hueco rectangular con un conductor de ondas hueco circular. En una de sus formas de realizacion, esta pieza de paso comprende tambien la funcion de un desvio de la senal de microondas a razon de 90°. En el documento US 4,564,826 tambien se describe un adaptador de conduction de ondas hueco con una modification de la direction de 90°. Este adaptador se proporciona para introducir una senal de microondas en una antena, la cual esta dispuesta en la punta de un poste de celosia.

Es tarea de la invencion, mejorar de tal manera el dispositivo de supervision conocido de la publication mencionada anteriormente, que pueda producirse sin reducciones en la exactitud de la medicion de manera mas sencilla y economica.

Esta tarea se soluciona segun la invencion mediante un dispositivo con las caracteristicas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones secundarias se indican configuraciones ventajosas.

Segun la invencion, en el caso de un dispositivo de supervision conforme al orden se dispone en al menos uno de los dos extremos de un canal que va desde una superficie exterior del husillo de trabajo a la herramienta o soporte de herramienta, que conforma un recorrido para la propagacion de una senal electromagnetica, un inserto, el cual define la forma de una section del canal. Debido a ello se facilita notablemente la production de un canal de este tipo en el husillo de trabajo, en cuanto que las secciones del canal no han de producirse exclusivamente mediante procesamientos de remocion de material de alta precision en el husillo de trabajo mismo, sino que pueden producirse partes separadas del husillo de trabajo con correspondiente exactitud e introducirse entonces en el husillo de trabajo.

El canal puede estar configurado en este caso a election como conductor de arbol hueco, para lo cual, el inserto ha

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de consistir en material conductor o presentar al menos una superficie interior conductora, la cual conforma la superficie de la seccion de canal definida por ella, o puede proporcionarse para el alojamiento de un conductor de ondas en forma de una conduction coaxial y servir a lo largo de una parte predominante de su longitud solo como sujecion para la conduccion coaxial, sin guiar ella misma la propagation de ondas de forma electromagnetica.

Es particularmente ventajosa en el caso de la necesidad de una modification de la direction del canal en su recorrido, la configuration de aquella seccion, en la que se produce la modificacion de la direccion, en un inserto, dado que una modificacion de la direccion en un conductor de ondas electromagnetico representa una perturbation que provoca reflexiones y una configuracion de minimization de reflexiones de una seccion de canal puede configurarse de manera esencialmente mas sencilla con una modificacion de la direccion en una parte separada, que mediante un procesamiento de remocion de material en el interior del husillo de trabajo.

Una forma de realization preferida de un inserto, en particular de uno tal que comprenda una seccion del canal con una modificacion de la direccion, consiste en dos segmentos, que se encuentran en un plano plano entre si y que comprenden ranuras simetricas entre si, las cuales conforman juntas tras la union de los segmentos, la seccion de canal en el inserto. La modificacion de la direccion puede configurarse en este caso mediante una modificacion de la direccion correspondiente de las dos ranuras, las cuales pueden trabajarse en una superficie del segmento a partir de este, en particular fresarse, con una alta exactitud.

Un inserto puede consistir alternativamente, en particular uno tal, que comprenda una seccion de canal con una modificacion de la direccion, en una parte principal con dos perforaciones de paso que se cortan, con diferentes direcciones, que conforman respectivamente secciones de canal, y cuya zona de corte se extiende al menos parcialmente por fuera de la parte principal, y en una parte final, la cual cierra hacia el exterior la zona de corte de las perforaciones de paso y completa de esta manera la tercera seccion de canal con la modificacion de la direccion. Esta forma de realizacion es particularmente ventajosa, cuando en el canal ha de disponerse una conduccion coaxial, ya que la parte final puede comprender en este caso un conector acodado o configurarse en general mediante un conector acodado, el cual une entre si dos secciones con diferente direccion de esta conduccion coaxial. Al usarse un cable coaxial como conductor de ondas en el canal, puede hacerse uso de esta manera en esta forma de realizacion, para la realizacion de una modificacion de la direccion, de componentes terminados disponibles.

Tambien puede haber configurado en un inserto una seccion de extremo del canal, la cual se extiende hasta la herramienta o soporte de herramienta, la cual junto con una superficie de la herramienta o soporte de herramienta conforma un resonador de microondas con una frecuencia de resonancia dependiente de la separation de la superficie de la herramienta o soporte de herramienta del extremo de la seccion de extremo, para facilitar la production de un resonador de este tipo con dimensiones precisas. En este caso el inserto es preferiblemente un cuerpo en forma de vaso, cuyo borde esta dirigido hacia la herramienta o soporte de herramienta y cuya base presenta una abertura, a traves de la cual se posibilita un acoplamiento de una senal de microondas en el resonador. En cuanto que el diametro exterior de este cuerpo es mayor que el diametro de la seccion del canal que se une a la abertura por la base, resulta un tope, el cual recoge una carga mecanica del inserto en direccion axial a traves de la herramienta que entra en contacto por el lado opuesto y evita una carga de otros componentes, como por ejemplo, una conduccion coaxial conectada al resonador de microondas.

Son objeto de otras reivindicaciones secundarias acoplamientos electricos ventajosos de una conexion coaxial a un resonador de microondas configurado por un inserto segun la invention.

A continuation, se describen ejemplos de realizacion de la invencion haciendo referencia a los dibujos. En estos muestra

La Fig. 1

La Fig. 2

La Fig. 3

La Fig. 4

La Fig. 5

La Fig. 6 La Fig. 7

La Fig. 8

una vista anterior de un husillo de trabajo,

una vista en seccion esquematica de una sujecion de herramienta defectuosa,

una vista de seccion longitudinal esquematica de un dispositivo para la supervision de la superficie de contacto plana de la herramienta,

una vista en detalle de un recorte de la Fig. 3 con una primera forma de realizacion de un inserto segun la invencion,

una vista de un recorte de la Fig. 4 vista desde arriba,

una vista en detalle de una segunda forma de realizacion de un inserto segun la invencion,

una vista de un recorte de la Fig. 4 con una tercera forma de realizacion de un inserto segun la

invencion,

un primer tipo de acoplamiento de una conduccion coaxial a la tercera forma de realizacion de un inserto

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segun la invencion,

La Fig. 9 un segundo tipo de acoplamiento de una conduccion coaxial a la tercera forma de realizacion de un inserto segun la invencion.

La Fig. 1 muestra la vista anterior de un husillo de trabajo 1, el cual es componente de una maquina de mecanizado no representada, en particular de una maquina herramienta. El husillo de trabajo 1 presenta en su lado frontal una o varias superficies de contacto planas 2, con las cuales ha de entrar en contacto de forma plana una herramienta o un soporte de herramienta en el estado sujeto. En el caso de varias superficies de contacto 2 separadas, estas se encuentran de manera exactamente planoparalela entre si en un unico plano. Determinadas herramientas o soportes de herramienta para usar en el husillo de trabajo 1, pudiendo alojar estos ultimos por su parte diferentes herramientas, presentan en su lado posterior igualmente correspondientes superficies de contacto frontales. En el caso de un contacto plano de las superficies de contacto del lado de la herramienta o del lado del soporte de la herramienta, con la superficie de contacto 2 del lado del husillo, el eje longitudinal de la herramienta o del soporte de herramienta se extiende manera exactamente paralela con respecto al eje longitudinal del husillo de trabajo 1. El centrado de la herramienta o del soporte de herramienta con respecto al husillo de trabajo 1 se produce mediante superficies de apoyo en forma de cono en el interior del husillo de trabajo 1.

En el caso de un ensuciamiento de una superficie de contacto 2, ya no es posible ningun contacto plano de la herramienta o del soporte de herramienta con el husillo de trabajo 1. Un ensuciamiento de este tipo puede producirse particularmente mediante virutas que hacen su aparicion durante el mecanizado de una pieza de trabajo. Una situacion de este tipo se representa esquematicamente en la Fig. 2. Sobre la parte derecha de la superficie de contacto 2 hay una viruta 3, que al sujetarse la herramienta 4 al husillo de trabajo 1, queda aprisionada entre este y la herramienta 4, y se ocupa de que quede entre ellos una ranura en forma de cuna. Al mecanizarse una pieza de trabajo con una herramienta 4 inclinada en esta medida, no es de esperar un resultado con dimensionamiento exacto, sino un producto defectuoso.

En la superficie de contacto 2 se proporcionan varias secciones de canal 5 en forma de perforaciones, en el ejemplo mostrado tres, en direccion axial del husillo de trabajo 1, de las cuales puede verse en la Fig. 1 respectivamente la salida por el lado frontal del husillo de trabajo 1. La Fig. 3 muestra una vista en seccion longitudinal esquematica de un recorte del husillo de trabajo 1 y de un estator 6, en el cual el husillo de trabajo 1 esta alojado de manera giratoria en un punto no visible en la Fig. 3, y del cual esta separado en la zona visible en la Fig. 3 por una delgada rendija de aire 7. Alli solo puede verse la superior de tres secciones de canal 5 axiales de la Fig. 1. Esta se encuentra en el interior del husillo de trabajo 1 con una seccion de canal 8 que se extiende en direccion radial del husillo de trabajo 1, debido a lo cual se define una tercera seccion de canal 9, en la cual el canal continuo conformado por las secciones individuales 5, 8 y 9, modifica su direccion a razon de 90°. De igual forma, cada una de las dos otras secciones de canal 5 axiales, no visibles en la Fig. 3, se encuentra respectivamente con una seccion de canal 8 radial asignada en el husillo de trabajo 1. En la posicion angular mostrada en la Fig. 3, del husillo de trabajo 1, la seccion de canal 8 radial se alinea en el husillo de trabajo 1 con una seccion de canal 10 radial en el estator 6.

En un espacio hueco que se extiende desde el exterior hacia el estator 6, hay dispuesta una instalacion de medicion electronica 11 en forma de un sistema de radar, que comprende un emisor, un receptor y una antena. La antena esta orientada hacia la seccion de canal 10 en el estator 6, para posibilitar la irradiacion de una senal de radar en la seccion de canal 10 y la recepcion de una senal de radar desde la seccion de canal 10. La seccion de canal 10 funciona al igual que las secciones de canal 5, 8 y 9 como conductor hueco para una onda electromagnetica irradiada en esta, como se conoce lo suficientemente de la tecnica de radar.

En la posicion angular del husillo de trabajo 1, mostrada en la Fig. 3, existe de esta manera en general un canal 5, 8, 9, 10 eficaz como conductor hueco entre la instalacion de medicion 11 y la superficie de apoyo posterior de la herramienta 4, con el cual, esta se dispone sobre la superficie de apoyo 2 del husillo de trabajo 1. Una senal de radar irradiada por la instalacion de medicion 11 en la seccion de canal 10, se expande por la seccion de canal 10, la seccion de canal 8 alineada con esta y las secciones de canal 9 y 5 hasta la superficie de apoyo posterior de la herramienta 4, desviandose en la seccion de canal 9 a razon de 90°. En este caso, el canal 5, 8, 9, 10, guia la onda electromagnetica que se expande por el, en el sentido de un conductor hueco. En la superficie de apoyo posterior de la herramienta 4 se refleja la senal de radar y vuelve por el canal 5, 8, 9, 10, en direccion contraria, hasta la instalacion de medicion 11, donde se recibe y se procesa, para determinar la posicion exacta de la herramienta 4 con respecto a la superficie de apoyo 2 del husillo de trabajo 1.

En caso de que el canal 5, 8, 9, 10 comprenda en su interior un medio dielectrico, se modifica la frecuencia limite, a partir de la cual el canal 5, 8, 9, 10 es eficaz como conductor hueco. Es particularmente conveniente llenar el canal 5, 8, 9, 10 al menos en la zona de la seccion 5 del lado de la herramienta de un medio dielectrico, para evitar una penetracion de suciedad y virutas, lo cual perturbaria claramente la propagacion de las ondas. Para crear propiedades de propagacion homogeneas es preferible no obstante, llenar la totalidad del canal 5, 8, 9, 10 con un medio dielectrico. Se adecua para ello por ejemplo, una masa de sellado a base de poliuretano.

Para aumentar la sensibilidad es conveniente configurar de tal manera la seccion 5, que se de una resonancia en la

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medida de lo posible acentuada, lo cual se representa esquematicamente en la Fig. 3 mediante un ensanchamiento en el extremo del lado de la herramienta hacia una camara 5A, que conforma junto con la superficie posterior de la herramienta 4 un resonador de microondas. Debido a ello puede realizarse un resonador de alta calidad, cuya frecuencia de resonancia depende de la posicion de la superficie de apoyo posterior de la herramienta 4 con respecto al husillo de trabajo 1. Un resonador de microondas de este tipo se desafina ya en caso de una desviacion minima de la posicion de la herramienta 4 de un contacto plano perfecto en la superficie de apoyo 2 del husillo de trabajo 1, lo cual puede detectarse mediante una medicion del coeficiente de reflexion en caso de una variation de la frecuencia de la senal irradiada mediante una instalacion de procesamiento de senal comprendida en el sistema de radar 11.

Al disenarse este resonador de microondas, ha de tenerse en cuenta ademas del canal 5, 8, 9, 10, y de la camara 5A, tambien la influencia de la rendija de aire 7 presente entre el estator 6 y el husillo de trabajo 1 rotativo, en la cual terminan alineadas entre si, las secciones de canal 8 y 10. En una realization de las secciones de canal 5, 8 y 10 como perforaciones, el dispositivo descrito anteriormente coincide con el del documento mencionado anteriormente DE 10 2009 005 745 A1 conocido del estado de la tecnica. La manera en la que este dispositivo puede ser mejorado segun la invention, se explica a continuation mediante el resto de las figuras 4 a 9.

La Fig. 4 muestra una vista en detalle de un recorte de la Fig. 3 con una primera forma de realizacion de un inserto 12 segun la invencion. En una camara 5A configurada como perforation axial de la superficie de contacto 2 en el husillo de trabajo 1, hay insertado un cuerpo consistente en material ceramico, el cual se apoya mecanicamente en direction axial a traves del paso a una section de canal 5 configurada tambien como perforacion axial en el husillo de trabajo 1, con un diametro menor. Al mismo tiempo se ajusta debido a ello el acoplamiento del resonador de microondas en el conductor de ondas, a traves del cual se suministra al resonador una potencia de microondas de frecuencia variable y se retira potencia de microondas reflejada. En el caso de este conductor de ondas se trata de la seccion de canal 5 axial que se une a la camara 5A, la cual esta llenada igualmente de un medio dielectrico de preferiblemente material ceramico.

La perforacion que conforma la seccion de canal 5 axial se encuentra en el interior del husillo de trabajo 1 con una perforacion radial en el husillo de trabajo 1 con diametro esencialmente mayor, en la cual se aloja un inserto 12. Dentro de este inserto 12 se configuran una seccion de canal 8 radial y una seccion de canal 9 con una modification de la direccion de 90°, la cual une la seccion de canal 5 axial con la seccion de canal 8 radial, estando alineado el extremo de la seccion de canal 9 en la superficie del inserto 12 con el extremo de la seccion de canal 5 axial en la superficie de la perforacion, en la cual esta introducido el inserto 12. Las secciones de canal 8 y 9 no han de realizarse de esta manera mediante la configuration de perforaciones directamente en el husillo de trabajo 1, sino que pueden producirse en el inserto 12, el cual entonces, para completar un canal que va desde la superficie de contacto de herramienta 12 hasta la superficie de revestimiento del husillo de trabajo 1, ya solo ha de introducirse en una perforacion radial correspondientemente grande en el husillo de trabajo 1 y fijarse alli.

Como muestra la vista superior de la Fig. 5 de un recorte de la superficie de revestimiento del husillo de trabajo 1, el inserto 12 consiste en dos segmentos 12A y 12B con simetria de espejo entre si, los cuales tienen correspondientemente la forma de un semicilindro y por lo tanto en la Fig. 5 un contorno esencialmente semicircular. En cada uno de los dos segmentos 12A y 12B hay configuradas ranuras semicirculares con disposition simetrica entre si, de manera que en el caso de una union de los dos segmentos 12A y 12B dando lugar en su plano de simetria a un cilindro completo, resultan en el inserto 12 las secciones de canal 8 y 9 con correspondientemente seccion transversal circular, de las cuales en la Fig. 5 solo se ve el extremo de la seccion 8 radial.

Ambos segmentos 12A y 12B se fijan mediante tornillos 13 o 14 en la perforacion en el husillo de trabajo 1, para lo cual se necesitan correspondientes perforaciones en cada segmento 12A y 12B, asi como roscas alienadas con estas en el husillo de trabajo 1, que no se representan en las figuras. Las secciones de canal 8 y 9 que se encuentran dentro del inserto 12 tambien comprenden en su interior un medio dielectrico, en particular de material ceramico.

El paso del canal 5, 8, 9 efectivo como conductor de ondas entre la direccion axial y la direccion radial del husillo de trabajo 1, a la seccion 9, se produce en el ejemplo de realizacion representado en la Fig. 4, a traves de dos modificaciones de la direccion de respectivamente 45° en dos puntos de dobladura 9A y 9B. Estos puntos de dobladura 9A y 9B representan para las microondas que se multiplican en el canal, perturbaciones, las cuales conducen a reflexiones de una parte de la potencia de las microondas. Para minimizar estas reflexiones, la modificacion de la direccion de propagacion de las microondas esta distribuida en el conductor de ondas en dos puntos de dobladura 9A y 9B y su separation mutua esta fijada como multiplo impar de una cuarta parte de la longitud de onda de la senal que se expande dentro de la seccion de canal 9. Debido a ello se da una interferencia destructiva de las proporciones reflejadas en ambos puntos de dobladura 9A y 9B de la potencia de microondas guiada por el conductor de ondas.

En el caso de la estructura de conductor de ondas que se proporciona en este caso, pueden usarse no obstante tambien, otras soluciones para la minimization de retrodispersiones en el caso de modificaciones de la direccion de propagation de ondas que se multiplican en un conductor de ondas. Una solution de este tipo es la introduction en

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un plano conductor en el lado exterior de un punto de dobladura, cuyo vector normal es paralelo al angulo de dobladura que divide el angulo conformado por ambas secciones de conductor de ondas unidas en el punto de dobladura. Otra solucion es la configuracion de la modificacion de la direccion en forma de un arco circular, cuyo radio supera esencialmente el diametro del conductor de ondas.

El conductor de ondas esta representado en las Figs. 4 y 5 como conductor hueco, lo cual presupone que el inserto 12 consiste al igual que el husillo de trabajo 1, en material conductor como metal o que al menos las secciones de canal 8 y 9 que se extienden por el inserto 12, estan provistas en su superficie de un revestimiento conductor. El conductor de ondas puede estar configurado alternativamente tambien como conduccion TEM. Una forma convencional de una conduccion TEM es un cable coaxial, que puede disponerse en el canal 5, 8, 9. En este caso, se ofrece la configuracion de la modificacion de la direccion en la seccion de canal 9, en forma de un arco circular, para facilitar la disposicion del cable en el canal 5, 8, 9. Al usarse un cable coaxial, la superficie de las secciones de canal 8 y 9 no ha de ser conductora, dado que el inserto 12 funciona entonces solo como sujecion mecanica para el cable coaxial.

Debido al diametro reducido en el caso de estos usos, de un cable coaxial y en particular de su conductor interior, existe en este caso un problema en la superacion baja en perdida y reflexion de la rendija de aire 7 entre el husillo de trabajo 1 y el estator 6. Una posibilidad muy baja en perdidas para la superacion de esta rendija de aire 7, consiste en el posicionamiento de correspondientemente una antena de ranura adaptada a la longitud de onda a transmitir, sobre el husillo de trabajo 1 y en el estator 6, es decir, en los correspondientes extremos de las secciones de canal 8 y 10 en la rendija de aire. Los lados estrechos de las antenas de ranura se extienden en este caso en direccion axial del husillo de trabajo 1, los lados longitudinales en direccion perimetral. De esta manera es posible para una zona de angulo de rotacion lo mas grande posible, el mejor solapamiento posible de las antenas opuestas. Las antenas de ranura son conocidas como tales en los circulos expertos y no requieren en este lugar debido a ello de explicacion.

Una forma de realizacion alternativa representada esquematicamente en la Fig. 6, de un inserto 112 consiste en una parte principal 112A con dos perforaciones 108 y 109 perpendiculares entre si, que se cortan en la zona de una superficie de la parte principal 112A, y en una parte final 11 2b unida fijamente a la parte principal 112A, la cual cierra hacia el exterior la zona mencionada del punto de corte de las perforaciones 108 y 109. La perforacion 108 representa una seccion de canal, que se corresponde a la seccion de canal 8 radial de la primera forma de realizacion y la perforacion 109 representa una seccion de canal, la cual se corresponde a la seccion de canal 9 de la primera forma de realizacion y que da lugar a una modificacion de la direccion. Mediante la suma de la parte final 112B, que en el caso mas sencillo segun la Fig. 6 tiene la forma de una placa y puede fijarse a la parte principal 112A mediante tornillos 113 y 114, se conforma en esta forma de realizacion una seccion de canal 109 cerrada con una modificacion de direccion de 90°, que se une a la seccion de canal 108 radial.

Se entiende que la parte principal 112A tiene que tener una forma especial, para garantizar que la zona de corte de las dos perforaciones 108 y 109 se encuentra al menos parcialmente fuera de la parte principal 112A, no siendo la unica posibilidad la inclinacion mostrada en la Fig. 6, sino que podria proporcionarse por ejemplo tambien, una escotadura con una superficie concava. Cuando las secciones de canal 108 y 109 funcionan como conductores de ondas huecos, entonces al menos la superficie interior de la parte final 112B ha de ser conductora, para actuar como superficie de reflexion para la desviacion de ondas electromagneticas que se extienden por las secciones de canal 108 y 109.

Antes del montaje de la parte final 112B existe la posibilidad, a traves de la abertura entonces aun presente en la zona, en la cual salen las dos perforaciones 108 y 109 de la parte principal 112A, de disponer cuerpos de material dielectrico en las perforaciones 108 y 109. En particular existe no obstante la posibilidad, al usarse una conduccion coaxial como conductor de ondas, de unir entre si dos secciones de conduccion en las perforaciones 108 y 109 en la zona de la abertura mediante un conector acodado, para ocuparse de esta manera de un desvio de la propagacion de ondas a razon de 90°.

Como muestra la Fig. 7, en el otro extremo del canal 5, 8, 9 en el husillo de trabajo 1, en concreto para la realizacion de la camara 5A, que conforma junto con la herramienta 4 un resonador de microondas, es ventajoso tambien el uso de un inserto 15. El inserto 15 consiste en material conductor, preferiblemente en metal y tiene la forma de un vaso con una abertura 16 en la base. El espacio interior del inserto 15 que conforma la camara 5A, comprende en su interior, como la totalidad del canal 5, 8, 9, en el husillo de trabajo 1, un material dielectrico. El inserto 15 esta introducido a ras con la superficie de contacto de herramienta 2, en un husillo de trabajo 1, cuyo diametro es mayor que el diametro de la seccion de canal 5 axial unida directamente. La base del inserto 15 esta en contacto con el resalte presente en el paso de la perforacion mayor a la seccion de canal 5. Debido a ello se garantiza el desvio de una fuerza que actua en caso del contacto del inserto 15 con la herramienta 4 en direccion axial sobre el inserto 15, al husillo de trabajo 1 y la evitacion de una carga de un medio dielectrico dispuesto en la seccion de canal 5 o de una conduccion axial alli presente.

La Fig. 8 muestra el acoplamiento del resonador de microondas conformado por el inserto 15, el elemento dielectrico presente en la camara 5A y la herramienta 4, con la conduccion coaxial 17. Un segmento 18A corto, el cual

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sobresale mas alia del extremo de la conduction coaxial 17, del conductor interior 18, se extiende hacia una perforation axial central hacia el elemento dielectrico en la camara 5A, debido a lo cual el resonador de microondas es estimulado durante el funcionamiento lateralmente en el modo E01. El conductor exterior de la conduccion coaxial 17 se encuentra en contacto en la zona de la abertura 16 con la base del inserto 15 en forma de vaso y la contacta electricamente.

Es posible igualmente una estimulacion del resonador de microondas en el modo H11. El medio dielectrico presenta para ello en la camara 5A una perforacion adicional, la cual llega desde su superficie superior radialmente hasta el extremo de la perforacion axial central, en la cual se encuentra otro segmento conductor 18B unido de manera conductora electricamente con el segmento de conduccion interior 18A, que en la Fig. 8 se representa de forma rayada. El segmento conductor 18B radial puede estar configurado tambien de una pieza con el segmento de conduccion interior 18A axial.

Una posibilidad de realization alternativa consiste en la configuration del segmento conductor 18B radial como pista conductora sobre una placa de circuito dispuesta en la base del inserto en direction radial. La union con el segmento conductor interior 18A axial se produce en este caso mediante soldadura del segmento conductor interior 18A con una conexion de paso, la cual conduce al segmento conductor 18B radial en el otro lado de la placa de circuito. En este caso, el segmento conductor 18B radial no se encuentra dentro de un cuerpo dielectrico unico, sino que el elemento dielectrico de la camara 5A es de dos partes y consiste en el substrato dielectrico de la mencionada placa de circuito y en un segundo cuerpo, el cual completa el espacio entre la placa de circuito y el extremo cerrado de la camara 5A por la herramienta 4. La position axial del segmento conductor 18B radial en la camara 5A se determina como consecuencia mediante el grosor de la placa de circuito. Esta estructura es mas facil de producir que la disposition de un segmento conductor 18B radial dentro de un unico cuerpo dielectrico.

En la Fig. 9 se representa otra variante posible del acoplamiento de una conduccion coaxial 17 al resonador de microondas. En la abertura 16 en la base 15A del inserto 15, hay dispuesto un soporte 19 metalico en forma de un segmento cilindrico, el cual une el conductor exterior de la conduccion coaxial 17 con el inserto 15, tanto mecanicamente, como tambien de forma electrica, para lo cual, la base 15A del inserto 15 tiene un grosor mayor que su pared lateral 15B. Sobre la superficie plana en el lado superior del soporte 19, hay dispuesto un substrato 20 dielectrico en forma de placa, sobre cuyo lado superior alejado del soporte 19 hay una conduccion de microbandas, con respecto a la cual, la superficie del soporte 19 conforma una superficie de masa.

El extremo del conductor interior 18 de la conduccion coaxial 17 esta unido con la conduccion de microbandas sobre el substrato 20. En el paso de la abertura 16 del inserto 15 a la camara 5A en el interior del inserto 15, hay dispuesta una pantalla 21 electricamente conductora, en la cual hay introducida centralmente una ranura, cuyo borde esta unido con la pista conductora en el lado superior del substrato 20. Con esta disposicion tambien puede acoplarse una senal de microondas de la conduccion coaxial 17 en el resonador de microondas y reacoplarse una senal de reflexion en la conduccion coaxial 17.

No se ha incidido en detalle en el modo de funcionamiento de la instalacion de medicion 11 en la description anterior, dado que para ello existen en el documento DE 10 2009 005 745 A1 mencionado inicialmente indicaciones detalladas, a las que con esto se remite. Estas indicaciones se refieren concretamente al uso de un sistema de radar como instalacion de medicion 11 y presuponen por lo tanto un efecto del canal 5, 8, 9, 10 como conductor de ondas hueco para una senal de radar. Cuando en el canal 5, 8, 9, 10 se dispone en lugar de ello como conductor de ondas, una conduccion coaxial, se modifica solo el acoplamiento de la instalacion de medicion 11 al conductor de ondas, para lo cual en este caso ya no se necesita ninguna antena, mientras que el principio de funcionamiento de la medicion de la reflexion continua siendo el mismo. La conexion correcta de una conduccion coaxial a una instalacion de medicion de la reflexion se conoce en los circulos de expertos y no requiere por lo tanto en este lugar de ninguna explicacion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la supervision de la posicion de una herramienta (4) o de un soporte de herramienta en un husillo de trabajo (1), en particular en una maquina de mecanizado, presentando el husillo de trabajo (1) al menos un canal (5, 8, 9) que conduce desde una superficie exterior del husillo de trabajo (1) a la herramienta (4) o al soporte de herramienta, que conforma un recorrido para la propagation de una senal electromagnetica, y habiendo dispuesta una instalacion de medicion (11) fuera del husillo de trabajo (1), que comprende una unidad de emision para el acoplamiento de una senal electromagnetica en el canal (5, 8, 9), una unidad de reception para recibir una senal reflejada desde el canal (5, 8, 9) y una instalacion de procesamiento de senal para la determination de una medida para la posicion de la herramienta (4) o del soporte de herramienta en relation con el husillo de trabajo (1) mediante la senal reflejada, caracterizado por que en al menos uno de los dos extremos del canal (5, 8, 9) hay dispuesto en el husillo de trabajo (1) un inserto (12; 112; 15) que define la forma de una section (8, 9; 108, 109; 5A) del canal (5, 8, 9).
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el inserto (12; 112; 15) consiste en material conductor o presenta al menos una superficie interior conductora que conforma la superficie de la seccion definida por este, del canal (5, 8, 9).
3. Dispositivo segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el canal (5, 8, 9) presenta una primera seccion (8; 108) que termina en la superficie exterior del husillo de trabajo (1), con un componente de direction radial con respecto al eje del husillo de trabajo (1), una segunda seccion (5) que termina en la herramienta (4) o en el soporte de herramienta, con un componente de direccion axial con respecto al eje del husillo de trabajo (1) y una tercera seccion (9; 109), que se encuentra entre la primera y la segunda secciones, con una modification de la direccion, y por que la primera seccion (8; 108) y la tercera seccion (9; 109) estan configuradas en el inserto (12; 112).
4. Dispositivo segun la reivindicacion 3, caracterizado por que la modificacion de la direccion se produce en la tercera seccion (9; 109) en forma de una o de varias modificaciones de la direccion (9A, 9B) abruptas o en forma de una modificacion de la direccion continua, cuyo radio de curvatura es esencialmente mayor que el diametro de la seccion de canal (9; 109).
5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que un inserto (12) consiste en dos segmentos (12A, 12B), que se encuentran en un plano en contacto plano entre si, y por que la seccion (8, 9) del canal en el inserto (12) se conforma mediante ranuras simetricas entre si en los dos segmentos.
6. Dispositivo segun las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por que el inserto (112) presenta una parte principal (112A) con dos perforaciones de paso (108, 109) con diferentes direcciones, que se cortan entre si, que conforman respectivamente secciones (108, 109) del canal (5, 8, 9) y cuya zona de corte se extiende al menos parcialmente por fuera de la parte principal (112A), y una parte final (112B) que cierra la zona de corte de las perforaciones de paso (108, 109) hacia el exterior y de esta manera completa la tercera seccion (109) del canal (5, 8, 9) con la modificacion de la direccion.
7. Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado por que en el canal (5, 8, 9) hay dispuesta una conduction coaxial, y por que la parte final (112B) comprende un conector acodado que une entre si dos secciones con diferentes direcciones de esta conduccion coaxial (17).
8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que esta configurado en un inserto (15) una seccion de final (5A) del canal (5, 8, 9), que se extiende hasta la herramienta (4) o el soporte de herramienta, la cual junto con una superficie de la herramienta (4) o del soporte de herramienta, conforma un resonador de microondas con una frecuencia de resonancia dependiente de la separation entre la superficie de la herramienta (4) o del soporte de herramienta y el extremo de la seccion final (5A).
9. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado por que el inserto (15) es un cuerpo conductor en forma de vaso, cuyo borde esta dirigido hacia la herramienta (4) o el soporte de herramienta, cuya base presenta una abertura (16) y cuyo diametro exterior es mayor que el diametro de la seccion (5) del canal (5, 8, 9), que se une a la abertura (16) en la base.
10. Dispositivo segun las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que la seccion final (5A) del canal (5, 8, 9), que esta configurada en el inserto (15), esta llena en su interior de al menos un medio dielectrico, y por que en la seccion (5) del canal (5, 8, 9) que se une al inserto (15) hay dispuesta una conduccion coaxial (17), cuyo conductor exterior esta unido al inserto (15) y cuyo conductor interior (18) presenta un segmento (18A) que se extiende axialmente hacia el interior de la seccion final (5A) a razon de una medida predeterminada.
11. Dispositivo segun la reivindicacion 10, caracterizado por que en el extremo del segmento de conduccion interior (18A) que se extiende axialmente hacia la seccion final (5A) del canal (5, 8, 9), esta previsto un segmento de conduccion (18B) que se extiende en direccion radial, que esta unido electricamente al segmento de conduccion

interior (18A) que se extiende axialmente o esta configurado de una pieza con este.
12. Dispositivo segun la reivindicacion 11, caracterizado por que el segmento de conduccion (18B) que se extiende en direccion radial, se conforma mediante una pista conductora sobre una placa de circuito y esta unido

5 electricamente a traves de una conexion de paso al segmento de conduccion interior (18A) que se extiende axialmente, y por que en la seccion final (5A) el elemento dielectrico consta del substrato dielectrico de la placa de circuito y un segundo cuerpo dielectrico.
13. Dispositivo segun las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que el lado del inserto (15) dirigido hacia la 10 seccion (5) del canal (5, 8, 9) que se une al inserto (15), termina con una pantalla (20) de material conductor con una

ranura que, a traves de una conduccion de microbandas, esta unida al conductor interior (18) de una conduccion coaxial (17) dispuesta en la seccion (5) del canal (5, 8, 9) que se une al inserto (15), cuyo conductor exterior esta unido a la superficie de masa de la conduccion de microbandas y al inserto (15).