TWI422462B - 具感測器之動力刀把構造 - Google Patents

Description

具感測器之動力刀把構造

本發明係關於一種具感測器之動力刀把構造；特別是關於一種具數個應變感測元件[strain gauge member]配置於數個感測點之動力刀把構造。

習用主軸拉刀系統，如中華民國專利公告第318887號之〝主軸拉刀力量測儀及其應用測量法〞發明專利，其揭示一種量測儀供量測工具機[machine Tool]的主軸[Spindle]的拉刀力[Tool clamping force]，其係將主軸拉刀力轉換成一位移量，並配合位移感測器利用非接觸量測方式量測位移，則不需接觸主軸，即可達到量測的目的，不僅能量測靜態拉刀力大小，亦能量測旋轉中主軸拉刀力的動態變化。

另一習用主軸拉刀系統，如中華民國專利公告第352832號之〝主軸拉刀力量測儀之改良構造〞新型專利，其揭示一種主軸拉刀力量測儀，該主軸拉刀力量測儀係由拉桿件一端被主軸拉刀件夾持，拉桿件外徑穿置於刀把本體軸孔、力量感測器軸孔及定位套螺孔內；其特徵在於：拉桿件另端設螺紋可與定位套之螺孔旋合，刀把本體與定位套間可嵌入力量感測器，定位套設貫穿孔供訊號線通過，訊號傳遞件結合於定位套另端，以訊號線外接一顯示器，供顯示所量測之值者。

另一習用主軸拉刀系統，如中華民國專利公告第M280884號之〝錐度主軸拉刀力量測裝置〞新型專利，其揭示一種錐度主軸拉刀力量測裝置，其包括：一機體包含一顯示裝置且由電池供應電源，該顯示裝置一面軸向凸伸一連接桿；一本體由一錐柱件與一圓柱件所相連而成，該錐柱件之自由端軸向開設有一具深度之連接孔，而連接孔底面黏設一個以上可測量應變值之應變規進而形成應變敏感區，該應變規連結一條以上之連結線並傳送至顯示裝置，該圓柱件自由端軸向開設有一螺合孔可與不同形式之拉桿結合；因此，當主軸拉力量測裝置量測時，不用再另外接設線路。

另一習用主軸拉刀系統，如中華民國專利公告第M281262號之〝中空短刀把[HSK]主軸拉刀力量量測裝置〞新型專利，其揭示一種主軸拉刀力量量測裝置，其包括一機體包含一顯示裝置且由電池供應電源，該顯示裝置一面軸向凸伸一連接桿；一本體由一圓柱件與一錐柱件所相連而成，該圓柱件與錐柱件相連的另一面軸向向內部開設有一連接孔，而錐柱件外緣適當位置處環狀凹設有一環狀槽，環狀槽內環狀又凹設有一凹槽，該凹槽黏設有供測量應變值之應變規，該應變規連結一條以上之連結線並藉由一連通孔穿至顯示裝置而與顯示裝置相連，另該錐柱件之自由端向內部軸向開設有一具階級狀斜面之卡合孔可與主軸之拉桿結合；因此，當主軸拉力量測裝置量測時，不用再另外接設線路。

另一習用工具機之切削顫振偵測與抑制系統，如中華民國專利公告第I268196號之〝電腦輔助切削顫振偵測與抑制系統〞發明專利，其揭示一種工具機之切削顫振偵測與抑制系統，其包括一網路監控系統、一訊號擷取系統、一顫振偵測系統、以及一顫振抑制系統。網路監控系統用以監控一工具機與接收切削過程中產生的聲音。訊號擷取系統用以擷取切削過程中產生的振動位移訊號，並且將該振動位移訊號轉換成為數位訊號並傳送之。顫振偵測系統用以接收該數位化之振動位移訊號，並且判斷該振動位移訊號為顫振訊號時發出一控制命令。顫振抑制系統接收該顫振偵測系統發出之該控制命令，並且據以調整該工具機之該主軸的轉速。

然而，前述中華民國專利公告第318887號、第352832號、第M280884號、第M281262號及第I268196號並未揭示針對動力刀把之感測技術。因此，習用動力刀把存在有必要進一步提供現場感測數據的需求。前述諸專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種具感測器之動力刀把構造，其利用數個應變感測元件配置於數個感測點，以感測該動力刀把之應變，以解決習用動力刀把未提供現場感測數據的問題。

本發明之主要目的係提供一種具感測器之動力刀把構造，其利用數個應變感測元件配置於數個感測點，以感測該動力刀把之受力，以達成簡化感測動力刀把之目的。

為了達成上述目的，本發明之具感測器之動力刀把構造包含：一刀把本體，其包含一主軸容室及一凹槽，該凹槽具有一預定量測面及一感測點；至少一應變感測元件，其設置於該凹槽之預定量測面上，以便該應變感測元件接觸該感測點；及一套筒，其套置於該刀把本體上，以密封該應變感測元件；其中該應變感測元件量測該感測點之應變。

本發明另一較佳實施例之具感測器之動力刀把構造包含：一刀把本體，其包含一主軸容室及一凹槽，該凹槽具有一第一預定量測面、一第二預定量測面、一第一感測點及一第二感測點；一第一應變感測元件，其設置於該凹槽之第一預定量測面上，以便該第一應變感測元件接觸該第一感測點；及一第二應變感測元件，其設置於該凹槽之第二預定量測面上，以便該第二應變感測元件接觸該第二感測點；其中該第一應變感測元件及第二應變感測元件同步量測該第一感測點及第二感測點之應變。

本發明較佳實施例之該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點。

本發明較佳實施例之該應變感測元件選自一壓阻式應變計或一壓電式應變計。

本發明較佳實施例之該凹槽另具有一第三預定量測面、一第四預定量測面、一第三感測點及一第四感測點，一第三應變感測元件及一第四應變感測元件分別設置於該凹槽之第三預定量測面及第四預定量測面上，以便該第三應變感測元件及第四應變感測元件接觸該第三感測點及第四感測點。

本發明較佳實施例之該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，及該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點。

本發明較佳實施例之該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面及第四預定量測面形成方形周邊、正方形周邊或長方形周邊。

本發明較佳實施例之該凹槽另具有一第五預定量測面、一第六預定量測面、一第五感測點及一第六感測點，一第五應變感測元件及一第六應變感測元件分別設置於該凹槽之第五預定量測面及第六預定量測面上，以便該第五應變感測元件及第六應變感測元件接觸該第五感測點及第六感測點。

本發明較佳實施例之該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點，及該第五預定量測面及其第五感測點對稱於該第六預定量測面及其第六感測點。

本發明較佳實施例之該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面、第四預定量測面、第五預定量測面及第六預定量測面形成六角形周邊或正六角形周邊。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造可應用感測於各種工具機或主軸拉刀系統之應變，以取得其應變數據，但其並非用以限定本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之分解立體圖；第2圖揭示本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之組合立體圖，其對照於第1圖之分解立體圖；第3圖揭示本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之側剖視圖，其對照於第2圖之組合立體圖。請參照第1至3圖所示，本發明較佳實施例之動力刀把構造包含一刀把本體1、一第一應變感測元件21、一第二應變感測元件22、一第三應變感測元件23、一第四應變感測元件24及一套筒10。

請再參照第1至3圖所示，該刀把本體1包含一主軸容室11及一凹槽12。該主軸容室11位於該刀把本體1之內表面，而該凹槽12位於該刀把本體1之外表面。該凹槽12之底表面具有一第一預定量測面、一第二預定量測面、一第三預定量測面、一第四預定量測面、一第一感測點、一第二感測點、一第三感測點及一第四感測點。

請再參照第1至3圖所示，在位置配置上，該第一感測點、第二感測點、第三感測點及第四感測點分別位於該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面及第四預定量測面。該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，且該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點。

請再參照第1至3圖所示，該凹槽12之第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面及第四預定量測面形成方形[quadrangle]周邊、正方形[square]周邊或長方形[rectangle]周邊。該第一感測點、第二感測點、第三感測點及第四感測點分佈於該凹槽12之方形周邊、正方形周邊或長方形周邊上。舉例而言，當該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面及第四預定量測面形成正方形時，四個該預定量測面及其感測點正對稱於該正方形上。

第4圖揭示本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造結合主軸之側剖視圖，其對照於第3圖之側剖視圖。請再參照第1及4圖所示，該主軸容室11軸向貫穿於該刀把本體1，以便穿設一主軸組件30。該凹槽12環設於該刀把本體1之外表面，如此該凹槽12環繞於該主軸組件30。

請再參照第1及3圖所示，在組裝時，該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23及第四應變感測元件24分別設置於該凹槽12之第一預定量測面上，以便該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23及第四應變感測元件24分別接觸該第一感測點、第二感測點、第三感測點及第四感測點。

請再參照第1及3圖所示，該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23及第四應變感測元件24同步量測該第一感測點、第二感測點、第三感測點及第四感測點之應變。本發明較佳實施例之該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23或第四應變感測元件24選自一壓阻式應變計或一壓電式應變計。

請再參照第2圖所示，最後，該套筒10套置於該刀把本體1上，以密封該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23及第四應變感測元件24於該刀把本體1及套筒10之間。另外，該第一應變感測元件21、第二應變感測元件22、第三應變感測元件23及第四應變感測元件24之訊號線延伸至外部。

本發明另一較佳實施例之該凹槽12另增加設置一第五預定量測面、一第六預定量測面、一第五感測點及一第六感測點，即該凹槽12共具有六個預定量測面及六個感測點。除了四個應變感測元件之外，增加一第五應變感測元件及一第六應變感測元件，該第五應變感測元件及第六應變感測元件分別設置於該凹槽12之第五預定量測面及第六預定量測面上，以便該第五應變感測元件及第六應變感測元件接觸該第五感測點及第六感測點。

該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點，且該第五預定量測面及其第五感測點對稱於該第六預定量測面及其第六感測點。該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面、第四預定量測面、第五預定量測面及第六預定量測面形成六角形[hexagon]周邊或正六角形[right hexagon]周邊。

本發明另一較佳實施例之該凹槽12僅設置單一個預定量測面及至少一感測點，且該至少一應變感測元件設置於該凹槽之單一個預定量測面上，以便該應變感測元件接觸該感測點。或者，兩個或數個應變感測元件排列設置於該凹槽之單一個預定量測面上，如第5圖所示。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。

1．．．刀把本體

10．．．套筒

11．．．主軸容室

12．．．凹槽

21．．．第一應變感測元件

22．．．第二應變感測元件

23．．．第三應變感測元件

24．．．第四應變感測元件

30．．．主軸組件

第1圖：本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之分解立體圖。

第2圖：本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之組合立體圖。

第3圖：本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之側剖視圖。

第4圖：本發明較佳實施例之具感測器之動力刀把構造結合主軸之側剖視圖。

第5圖：本發明另一較佳實施例之具感測器之動力刀把構造之分解立體圖。

1．．．刀把本體

10．．．套筒

11．．．主軸容室

12．．．凹槽

21．．．第一應變感測元件

22．．．第二應變感測元件

23．．．第三應變感測元件

24．．．第四應變感測元件

Claims (10)

1. 一種具感測器之動力刀把構造，其包含：一刀把本體，其包含一主軸容室及一凹槽，該刀把本體具有一外表面，該凹槽環設於該刀把本體之外表面，該凹槽具有一預定量測面及一感測點；至少一應變感測元件，其設置於該凹槽之預定量測面上，以便該應變感測元件接觸該感測點；及一套筒，其套置於該刀把本體上，以密封該應變感測元件；其中該應變感測元件量測該感測點之應變，如此該應變感測元件直接量測該刀把本體之外表面之應變。
2. 一種具感測器之動力刀把構造，其包含：一刀把本體，其包含一主軸容室及一凹槽，該刀把本體具有一外表面，該凹槽環設於該刀把本體之外表面，該凹槽具有一第一預定量測面、一第二預定量測面、一第一感測點及一第二感測點；一第一應變感測元件，其設置於該凹槽之第一預定量測面上，以便該第一應變感測元件接觸該第一感測點；及一第二應變感測元件，其設置於該凹槽之第二預定量測面上，以便該第二應變感測元件接觸該第二感測點；其中該第一應變感測元件及第二應變感測元件同步量測該第一感測點及第二感測點之應變，如此該第一應變感測元件及第二應變感測元件同步直接量測該刀把本體之外表面之不同方向應變。
3. 依申請專利範圍第2項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點。
4. 依申請專利範圍第2項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該凹槽另具有一第三預定量測面、一第四預定量測面、一第三感測點及一第四感測點，一第三應變感測元件及一第四應變感測元件分別設置於該凹槽之第三預定量測面及第四預定量 測面上，以便該第三應變感測元件及第四應變感測元件接觸該第三感測點及第四感測點。
5. 依申請專利範圍第4項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，及該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點。
6. 依申請專利範圍第4項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面及第四預定量測面形成方形周邊、正方形周邊或長方形周邊。
7. 依申請專利範圍第4項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該凹槽另具有一第五預定量測面、一第六預定量測面、一第五感測點及一第六感測點，一第五應變感測元件及一第六應變感測元件分別設置於該凹槽之第五預定量測面及第六預定量測面上，以便該第五應變感測元件及第六應變感測元件接觸該第五感測點及第六感測點。
8. 依申請專利範圍第7項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該第一預定量測面及其第一感測點對稱於該第二預定量測面及其第二感測點，該第三預定量測面及其第三感測點對稱於該第四預定量測面及其第四感測點，及該第五預定量測面及其第五感測點對稱於該第六預定量測面及其第六感測點。
9. 依申請專利範圍第7項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該第一預定量測面、第二預定量測面、第三預定量測面、第四預定量測面、第五預定量測面及第六預定量測面形成六角形周邊或正六角形周邊。
10. 依申請專利範圍第1或2項所述之具感測器之動力刀把構造，其中該應變感測元件、第一應變感測元件或第二應變感測元件選自一壓阻式應變計或一壓電式應變計。