專利名稱：機器改裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如機床這樣的機器內(nèi)的電力和/或數(shù)據(jù)的傳輸，更具體地涉及(但不僅涉及)向電氣附件供電和與其進行數(shù)據(jù)通信的裝置，所述電氣附件例如為裝在機器主軸上的測量探針。
背景技術(shù)：
當(dāng)例如測量探針這樣的電氣附件布置在通常用作刀具的機床主軸上時，難以向所述附件供電，也難以提供到達和/或來自所述附件的信號通道。電池具有有限壽命，特別是向遠程接收器無線傳輸大量探測數(shù)據(jù)時更是如此。同樣，不希望在機器主軸周圍安裝具有額外電源或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，這是因為這些元件會干涉以連續(xù)方式布置在主軸中的刀具，或者這些元件可能會與工件或者自動換刀機構(gòu)相碰撞。
美國專利No.4,339,714中顯示了一個包括安裝在主軸周圍的元件的機器的一個示例，所述元件向所述機器供電，并用于傳輸來自機器的信號。其它類似的設(shè)備顯示在美國專利No.5,791,836和No.4,536，661中。
美國專利No.5,109,223公開了一種在機床內(nèi)提供信號通道的一種布置。所述公開內(nèi)容顯示了機床主體具有一個以第一電感鏈路的形式到達可轉(zhuǎn)動的主軸的信號通道。此外還顯示了在所述主軸和測量探針之間橫跨錐柄(5)的最寬部分的第二電感鏈路。探針安裝在所述柄上。
在該專利中第二鏈路的布置不適合于現(xiàn)代機床，這是因為使用刀具時，由于例如高的刀具側(cè)面加載以及高的主軸速度，所述圓錐的基座上的大面積高度受壓。該第二鏈路的位置意味著，其可能受到正插入的刀具柄的碰撞，并可能從柄固定器上移開。因此，車床制造商將難以成功地改裝其現(xiàn)有的機器設(shè)計以便結(jié)合所示的布置。同樣，新設(shè)計也將需要另外加固件以便補償由所示第二電感鏈路產(chǎn)生的缺點。
并且，如果鏈路太小，那么它們將不能傳輸足夠的電力。因此，看起來有必要將第二鏈路布置在錐柄的較大端，以使其尺寸最大。此外，在小工具柄(例如直徑小于或等于30mm)上使用第二鏈路將不是個實用的建議，這是因為柄上的鏈路將過小，以至于不能傳輸足夠的電力。
為了使電感鏈路有效地運行，不應(yīng)該用可磁化的材料(例如所述柄的金屬表面)來分離美國專利No.5,109,223所提及的鐵氧體元件。因此為了有效運行，在柄上的鏈路處，必須在柄的表面上形成遮斷。這種遮斷必須被密封住。在美國專利No.5,109,223的圖1中所示的機床運行環(huán)境中的受壓位置處，使非金屬元件和金屬元件形成密封非常困難。
該專利中圖1的布置要求在工具柄和主軸之間相對定向。這種定向在機床中并不總能做到。圖2的布置要求在前述高度受壓位置處的柄中具有環(huán)形槽。
美國專利No.5,109,223中并未設(shè)想向探針傳輸電力。
國際專利申請No.PCT/GB2003/001677中所示的實施例解決以上問題，但并沒有顯示下列各項。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，提供了一種機床附件，包括柄，用于以可松開的方式將所述附件連接到機床的主軸上，所述柄能夠沿多個方向連接在主軸上，并具有用于和所述主軸上的互補電接頭(electrical contact)電氣通信的電接頭，所述附件還包括用于確定所述柄的接頭相對于所述主軸上的互補接頭的方向的電路。
本說明書中，電接頭是提供物理導(dǎo)電接觸從而產(chǎn)生通過電鏈路的導(dǎo)電通路的任何部件。第一鏈路描繪為本說明書中的第一元件，第二鏈路描繪為第三元件。
本發(fā)明涉及一種機床柄，所述機床柄用于將車床刀具或其它機床附件按可松開的方式安裝到機床主軸上，所述機床柄包括以多個電接頭形式的電鏈路的一部分，所述電接頭如此布置使得每個電接頭能夠連接到所述主軸的柄接受區(qū)域上的多個互補接頭中的任一接頭上。
本發(fā)明涉及一種機床，該機床包括靜止元件、具有柄接受區(qū)域的主軸、能夠相對于所述主軸的任何方向或多個方向按可松開的方式容納于所述柄接受區(qū)域的的柄、以及連在所述柄上的機床附件，還包括所述靜止元件和所述主軸之間的第一電鏈路以及在所述柄接受區(qū)域的第二電鏈路，所述第二鏈路與所述第一鏈路電氣通信，用以在所述主軸和所述柄之間提供可斷開的電鏈路，以將電力或者信號提供給所述附件，其中，所述第二鏈路形成兩個部分，一部分裝在所述主軸上，另一部分裝在所述柄上，其中，每個部分都具有用于在所述兩個部分之間進行電氣通信的多個互補接頭，還具有電路，用于確定所述一部分的多個電接頭中哪個接頭與所述另一部分的多個電接頭中的哪個接頭進行連接。
本發(fā)明也涉及適用于上述機床或柄的測量探針。
優(yōu)選地，上述的所述鏈路用于向所述附件供電。優(yōu)選地，所述鏈路用于將信號傳輸給所述附件和/或從所述附件傳輸信號。


現(xiàn)將參看

本發(fā)明，附圖中圖1顯示機床主軸的典型布置，所述主軸適用于向安裝在其上的附件供電，以及將數(shù)據(jù)傳輸給所述附件和從所述附件傳輸數(shù)據(jù)；圖2～11顯示裝置的各種實施例，所述裝置用于供電給所述主軸，并且用于向所述主軸傳輸數(shù)據(jù)或者接收來自所述主軸的數(shù)據(jù)；圖12和13顯示用于沿主軸傳輸電力和信號的裝置；圖14a顯示的裝置用于從主軸供應(yīng)電力和接收/發(fā)送數(shù)據(jù)到裝于所述主軸的附件上；圖14b顯示如14a所示的裝置的可選布置；圖15顯示圖14所示裝置的一部分、以及用于確定主軸中柄的方向的電路；圖16顯示圖14所示裝置的一部分、以及包含于使用電力和信號的附件中的電路；圖17a顯示裝置的另一實施例，所述裝置用于從主軸供應(yīng)電力和接收/發(fā)送數(shù)據(jù)到附件上；圖17b顯示圖17a所示裝置的局部俯視圖；圖18顯示的裝置用于從主軸供應(yīng)電力和接收/發(fā)送數(shù)據(jù)到裝于所述主軸的附件上；圖19顯示和本發(fā)明一起使用的密封布置。
具體實施例方式
參看圖1，顯示的機床200的一部分具有由馬達220直接驅(qū)動的主軸210。所述主軸210中，錐形外殼230形式的空腔或柄接受區(qū)域用于保持刀具，或者保持如該圖所示的測量探針100?，F(xiàn)代機床具有自動換刀器。也能用其它附件代替刀具。所有附件將安裝在標(biāo)準(zhǔn)工具柄360上。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)工具柄為錐形(截錐體)構(gòu)造。本發(fā)明將使用刀具以及一個或多個附件的圓盤傳送帶，并且將由程序來選擇正確的刀具/附件。當(dāng)要進行測量操作時，將從所述圓盤傳送帶選擇測量探針形式的附件，并自動地將其裝到所述主軸上。要么通過所述主軸的平移運動，要么(如果所述探針本身能移動的話)通過保持所述主軸不動而操縱所述探針，機器可移動到期望位置，所述工件能得到測量。
為了通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(在該情況下是可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的主軸210)向機床200上的測量探針100或其它附件提供電力或信號通道，需要三個元件。第一元件是靜止機器200和主軸210之間的電鏈路，用于橫過旋轉(zhuǎn)界面提供電力和/或信號連接；第二元件是沿主軸210的通道；以及第三元件是可斷開的電鏈路，該鏈路從所述主軸210到達探針100或柄接受區(qū)域230的其它附件。
可布置上述第一元件(以下詳細說明其各種不同變化)在許多位置處，這些位置的示例如圖1中圓圈內(nèi)參考標(biāo)記1a、1b、1c和1d所示。位置1a已用點劃線示意顯示，該位置設(shè)置的旋轉(zhuǎn)鏈路給出了信號通道S、電源P和(本例中)底座回線E。
參考標(biāo)記1b顯示所述第一元件的另一可能位置。在該位置1b上，機器與其主軸之間的鏈路將可能形成在馬達220之內(nèi)，并且將采用如下所述的定子和轉(zhuǎn)子線圈的形式。
參考標(biāo)記1c和1d顯示所述第一元件的其它可能位置，所述第一元件可采用下述具有完全封裝優(yōu)點的任何鏈路的形式。
參考數(shù)字2表示第二元件，亦即沿著所述主軸連接第一和第三元件的電力和信號通道。該元件的可選實施例將在以后說明。
參考數(shù)字3同樣表示第三元件的位置，亦即主軸210和探針100或其它附件之間的鏈路。該元件的可選實施例也將在以后說明。
圖2～11顯示提供從靜止機器200到旋轉(zhuǎn)元件(在本例中是主軸210)的電力和信號鏈路的各種方式。
圖2顯示具有兩個環(huán)222和兩個電刷225的滑環(huán)布置，一個提供電力和信號的組合(P+S)，一個形成公共回線E。電力和信號供應(yīng)確定為通過沿主軸的絕緣通道I進行傳輸，公共回線E由主軸的剩余部分形成。例如可使用三個或更多滑環(huán)來用作分離的電力和信號通道。
圖3顯示機器到主軸的另一鏈路，該鏈路采用電感旋轉(zhuǎn)變壓器的形式。在這種變型中，交變電流通過靜止變壓器線圈235，并由旋轉(zhuǎn)線圈230獲得。該布置中只使用了一套線圈，但可使用更多線圈，例如兩套。在該布置中，電力P和信號S結(jié)合在一個交變電流中，該電流通過絕緣主軸軌道I送到附件100，并通過主軸通道E返回。當(dāng)使用非常高的主軸速度時，例如50,000rpm時，該旋轉(zhuǎn)變壓器更堅固，這是因為所述變壓器的線圈在使用中將離心地推向側(cè)壁250。這些壁在旋轉(zhuǎn)期間將支撐所述線圈。
圖4顯示機器到主軸的另一鏈路，該鏈路采用單線圈旋轉(zhuǎn)變壓器形式，所述變壓器具有軸向隔開的定子245和轉(zhuǎn)子240。該布置按照與圖3所示的旋轉(zhuǎn)變壓器相似的方式運行。
圖5顯示機器到主軸的電感鏈路，該鏈路采用具有旋轉(zhuǎn)元件252和靜止元件253的多線圈旋轉(zhuǎn)變壓器的形式。使用中能利用分離的電力和信號通道，在這種情況下，主軸上將需要由兩個絕緣的通道IP和IS。在此使用了公共主軸回線E。
圖6顯示機器到主軸的另一鏈路，該變化鏈路采用具有定子265和轉(zhuǎn)子260的旋轉(zhuǎn)變壓器與電容鏈路，所述電容鏈路同樣具有定子元件275和轉(zhuǎn)子元件270。信號S經(jīng)過電容鏈路，電力通過旋轉(zhuǎn)變壓器供應(yīng)。所述主軸具有兩個絕緣通道IS和IP以及公共回線E。
圖7顯示機器到主軸的鏈路，該鏈路完全是電容性的。圖中顯示了定子290和轉(zhuǎn)子295。在該示例中，存在電力通道P-IP、分離的信號通道S-IS、以及公共回線E。所述電力通道將必須具有較高電容，因此電容板280的表面面積應(yīng)比信號通道板285的面積更大。
圖8顯示另一電容性的機器到主軸的鏈路。該變化鏈路具有徑向延伸的板297/300，以提供比圖6和圖7中所示周向延伸的板可達到的面積更大的表面面積。該示例按照與如圖7所示和如上所述的電容性鏈路相同的方式運行。圖中顯示了定子297和轉(zhuǎn)子300。
圖9顯示又一機器到主軸的鏈路。該示例中，旋轉(zhuǎn)變壓器310用于電力傳輸。信號通道IS由主軸中的光纖315提供，所述光纖與光學(xué)機器模塊(OMM)相互配合。主軸中的信號通道是通過使用中會旋轉(zhuǎn)的光纖315。在靜止的OMM和主軸的旋轉(zhuǎn)元件之間存在小的間隙來通過光線。因此，形成了用于信號的旋轉(zhuǎn)鏈路?？稍谥鬏S或附件中設(shè)置光學(xué)收發(fā)機來沿著光纖315進行雙向通信。
圖10和11顯示光纖到OMM的鏈路的示例。圖10顯示纖維315，所述光纖315能通過靜止的軸向發(fā)射器/傳感器320傳輸和/或接收數(shù)據(jù)。圖11a顯示y形纖維315，所述y形纖維315能通過周向布置在其端部周圍的靜止發(fā)射器/傳感器325的環(huán)來傳輸和/或接收數(shù)據(jù)。圖11b顯示纖維315熔合到盤316上，所述盤316也能通過靜止發(fā)射器/傳感器325的環(huán)來傳輸和/或接收數(shù)據(jù)。
圖2所示的電鏈路是個接觸鏈路，而圖3～11b所示的電鏈路都是非接觸鏈路。
圖12和圖13顯示所述第二元件的示例，并顯示了通過主軸210的具有拉桿孔330的部分。每張圖上都顯示了分別用于信號和電力的兩個絕緣通道IS和IP、以及由主軸的剩余部分形成的公共回線E。在這些示例中使用兩根導(dǎo)線來用于主軸的動態(tài)平衡。也可使用組合的信號和電力通道，因而就可以只需要一根導(dǎo)線。如果只存在一根導(dǎo)線，則要使用平衡物或不對稱部件來提供平衡的軸。圖中顯示了兩根絕緣導(dǎo)線，但是可使用多于兩根導(dǎo)線?？蛇x地或者另外地，一根或多根光纖可形成所需的信號通道。也可能完全省略光纖，因而在機器到主軸的鏈路和電氣設(shè)備之間會設(shè)有直線光路。
電通路IS和IP可由任何不同的導(dǎo)電通道形成，例如由可能處于一個或多個凹槽中或者是卷在中心拉桿孔330內(nèi)的柔性導(dǎo)電帶形成。通過絕緣拉桿、在主軸或拉桿上形成的導(dǎo)電鍍層的離散帶、或者是主軸內(nèi)或拉桿內(nèi)的同軸絕緣管，可形成電力和信號通道。
圖14a顯示本發(fā)明第三元件的示例，亦即所述主軸和所述電氣設(shè)備之間的可斷開的鏈路。
探針100連在柄360上，該柄360可插入(通常是自動的)柄接受區(qū)域，該柄接受區(qū)域以錐形外殼230的形式處于主軸210的端部。導(dǎo)電軌道24和22提供用于向探針100提供電力和信號的通道，或者提供來自探針100的信號。所述軌道與其周圍環(huán)境電絕緣。
當(dāng)所述柄插入所述外殼230時，柄上的彈簧銷340與所述軌道接觸，并提供了到達所述探針的電力和信號通道。銷340也絕緣于其支撐的周圍環(huán)境。所述銷鄰近外殼230。圖14b顯示軌道22/24和銷340的可選布置。在這種情況下，每個軌道22/24設(shè)置了三個銷340。
圖15顯示了軌道24和22的供電電路。這些電路在圖18中得到更詳細的顯示。所述電路可從接頭22/24供電。
現(xiàn)在，如果不能控制所述柄相對于所述主軸的方向，或者所述柄可在兩個或更多位置上隨機定向，那么所述銷相對于所述軌道的位置將無法得知或者是不確定的。為克服該問題，銷340連接到電路360上，所述電路360將確定哪些銷連到哪些軌道上。然后所述電路會切換所述銷來提供正確的探針電路。
每個銷連接多路受控開關(guān)350(亦即開關(guān)1、2、3或4)，所述多路受控開關(guān)350在該例中是固態(tài)開關(guān)，具有測試位置T，并且在該情況下還具有四個其它位置，其中兩個位置用于供電P1、P2，而兩個位置用于信號通道S1、S2。電路360包括控制器，在該例中所述控制器是微處理器，該控制器控制開關(guān)350并將每個開關(guān)350設(shè)置到初始測試位置T。在該位置上，通過軌道24供應(yīng)的交變電流將在交替的半周期上，產(chǎn)生通過電阻R1、R2、R3或R4中的兩個電阻的半波增壓。通過每個電阻的電壓V由微處理器監(jiān)控。如果其對應(yīng)電阻R1、R2、R3或R4上有電壓通過，則微處理器將開關(guān)1、2、3或4中的第一個開關(guān)切換到P1位置。同樣，如果其對應(yīng)電阻R1、R2、R3或R4上有電壓通過，則微處理器將開關(guān)1、2、3或4中的第二個開關(guān)切換到P2位置。
所述微處理器能接著將剩余的兩個開關(guān)切換到位置S1和S2。
圖16顯示了簡化的探針電路，其中開關(guān)350已經(jīng)通過微處理器得到正確切換。負荷電路380通過開關(guān)1和2接入，信號通道通過開關(guān)3和4設(shè)置到發(fā)送和接收電路390。圖15中，要注意，每個電連接24和21都是并排顯示的。但是，如果它們對角相對布置，則不需要有電路來確定所述接頭的方向，這是因為所述接頭都聚集到了一起，使得它們的方向不再重要了。
圖17a和17b顯示了圖15和16的裝置的細部結(jié)構(gòu)。由于圖15和16中所示的一個或多個銷340有可能會落入所述軌道24之間的間隙400中，如圖17b所示，則較好的方式是設(shè)置5個銷340，如圖17a和17b中所示的1、2、3、4和5。下一步，至少一個銷340將與每個軌道24/22接觸，而不需考慮所述柄360相對于外殼230的方向。
在該細部結(jié)構(gòu)中，必須修改電路360的運行。如前所述，所述電路將確定哪些銷與電源連接。然后，所述微處理器能確定哪些銷具有的阻抗與它們之間的變壓器線圈55的阻抗相等(指示連接到信號通道S)、那些銷的阻抗小于它們之間的阻抗(指示兩個銷在相同軌道上)、以及那些銷是斷路的(指示間隙400中沒有連接銷)。接下來，所述微處理器能正確地切換開關(guān)350，因而形成電路380和390的合適的連接。以上剛說明的技術(shù)可用于多個軌道和多個銷。軌道和銷的數(shù)目不需要相同。
圖14～17顯示了柄360上的彈簧銷340以及主軸210上的軌道24/22。所述銷和軌道的位置可以顛倒。任何類型的電接頭都可以用來代替所示銷和軌道。可采用任何合適數(shù)目的軌道和銷等，但是為了簡化起見，在主軸上優(yōu)選地是具兩個接頭來用于電力和/或兩個接頭用于信號，所述主軸與裝于所述柄上的5個銷或軌道配合。
圖18是代表用于圖14～17b所示的裝置的電氣原理的示意圖。兩個電感鏈路用于提供靜止外殼和所述主軸的旋轉(zhuǎn)元件之間的通信，一個鏈路用于提供電力而一個鏈路用于傳輸信號(第一元件)。圖中還顯示了用于在所述主軸和所述柄之間進行通信的兩個接頭組21/22、24/25。所述鏈路的旋轉(zhuǎn)元件顯示在由點劃線所界定的區(qū)域之內(nèi)。每個電感鏈路由間隔微小的一對環(huán)形圈40/50(圖18)組成，所述環(huán)形圈在該情況下是鐵氧體圈，每個圈具有與其關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體線圈。所述鐵氧體圈和線圈一起，在靜止機器200和主軸210之間形成非接觸電感鏈路。所述鐵氧體圈和線圈可相對彼此轉(zhuǎn)動。在該實施例中，兩組鐵氧體圈/線圈具有不同的直徑DP和DS，因此一組能夠布置在另一組之內(nèi)。這意味著，能夠節(jié)約機器的軸向空間。已顯示的電感元件之間的間隔為圍繞所述主軸的旋轉(zhuǎn)軸的圓柱形。然而，間隔也可能在垂直于所述軸的平面內(nèi)。
以上所示的接頭必須在惡劣環(huán)境下運行。例如，使用機器冷卻液，并且常常迫使所述冷卻液通過通過所述主軸330(圖1所示)的中心。這種冷卻液會在所述接頭上引起電接觸問題。為了緩解該問題，可設(shè)置密封。
圖19顯示了稱為BT40柄的錐形柄。接頭22和24布置在柄360周圍。裝在接頭340附近的密封362防止來自所述主軸中心330的冷卻液泄漏到接頭22/24/340上。當(dāng)柄360插入到主軸空腔230時，所述密封開始起作用。在可選布置中，密封362可裝到柄360上。
通過測量探針?biāo)惭b的機器向所述測量探針供電和/或提供信號通道的優(yōu)點在于探針中只需要很少或者不需要內(nèi)部電力；由于不需要電池盒以及傳輸塊，使得探針更緊湊；不需要操作員來更換電池；與機器的主軸外所使用的無線電或光數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相比，所述接頭、電感或電容性的信號鏈路受到外部干擾的可能性較??；以及由于沒有使用機器外部的元件，當(dāng)不使用探針時，不會存在多余元件來干擾機器的其它運行。
雖然本發(fā)明已根據(jù)其對機床和測量探針的應(yīng)用進行了說明，但是本發(fā)明有許多其它應(yīng)用，因此本發(fā)明并不試圖局限在該領(lǐng)域。例如，適于在旋轉(zhuǎn)的機器元件上容納電氣設(shè)備并能夠向所述設(shè)備供電或者提供與所述設(shè)備進行信號往來的通道的任何機器中，都可以使用本發(fā)明。
可與所述旋轉(zhuǎn)元件一起使用的、不同于探針的其它附件的例子有機器人夾子或工件操縱器；激光去毛刺工具(可鉸接)；激光鉆孔機/靠模工具機/雕刻機/表面硬化機；照相機，例如用于測量光潔度或用于監(jiān)視工具斷裂；尺寸調(diào)整工具、工件清潔器(例如真空吸塵器)；電磁鐵；高速馬達(例如用于去毛刺)或具有輔助裝備的工具，例如磨損、偏斜、斷裂、識別、以及使用記錄設(shè)備，或者是溫度、切削扭矩或振動監(jiān)測設(shè)備。
可以使用的不同探針的例子包括掃描探針，例如模擬探針或數(shù)據(jù)流探針；觸發(fā)探針；非接觸探針，例如照相機或激光探針或表面結(jié)構(gòu)探針(surface texture probe)；此外，通過將可移動的探頭裝到上述柄上，所述探針能夠進行鉸接。
所述附件可包括數(shù)據(jù)存儲，并且可讀取或重寫所述數(shù)據(jù)。存放的數(shù)據(jù)可包括識別信息(其中使用了工具以及輔助裝備)和工具的幾何形狀或使用信息。
說明書和權(quán)利要求書中涉及柄。此中，所述術(shù)語“柄”意味著包含適于按可拆卸方式連接機器旋轉(zhuǎn)元件和附件的任何接頭(例如外螺紋接頭或內(nèi)螺紋接頭)目前有幾種標(biāo)準(zhǔn)的工具柄設(shè)計，亦即裝入機床的主軸端部的工具部分。如圖1和圖14～23所示的探針100只顯示了兩種柄(HSK和BT40)。因此，替代例如探針這樣的工具使用的任何附件，可能需要幾個不同的柄來安裝所有這些機器，所述機器具有適于供電或傳輸信號的主軸。因此，本發(fā)明的一個特征在于所述柄本身，亦即在所述附件和所述機器的旋轉(zhuǎn)元件之間的接頭，雖然在一些附圖中所述接頭已描繪為與探針形成一體的柄，但所述接頭可能是分離的部件，該分離的部件可以從許多設(shè)計中選擇出來，以便適應(yīng)于其上要使用所述附件的所述機器，但是所述分離的部件將具有向附件供電和/或提供信號通道的能力。
在此說明和顯示的這些柄預(yù)期在使用中安裝到機器上。然而，它們也可以脫離機器使用。例如，雖然脫離了所述機器，但是所述柄上的接頭可用于提供為測量探針等元件保溫的預(yù)熱電流，使得在測量中不存在由熱引起的誤差。另一個例子是，在所述接頭連接到機器上之前，通過所述接頭將工具數(shù)據(jù)，例如幾何形狀、工具設(shè)置信息、預(yù)期使用、齒的數(shù)目等，上載到工具中。
權(quán)利要求書涉及到主軸。在此，所述術(shù)語“主軸”意味著包含在機床上適于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和固定工具的可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的部件。
說明書和權(quán)利要求書中所使用的“鏈路”意味著包含所有電連接，不論是串聯(lián)還是并聯(lián)、單通路還是多通路、接觸還是非接觸。
所述信號優(yōu)選地以1～100MHz之間的頻率傳輸。這個頻率范圍所造成的損失較低。所述電力優(yōu)選地以頻率大于20KHz(優(yōu)選地是大約100KHz)的交流電傳輸。在該頻率或更高的頻率下，在所使用的任何接頭之間很少發(fā)生電解腐蝕。為了進一步減少接頭上的腐蝕，所述接頭可以用鎢制成。盡管當(dāng)使用20KHz或更高頻率的交流電時腐蝕很少，但是也可使用短脈沖電力以便消除使用中特別是在信號通道S中的任何腐蝕。
權(quán)利要求
1.一種機床附件，其包括柄，用于以可松開的方式將所述附件連接到機床的主軸上，所述柄能夠沿多個方向連接在所述主軸上，并具有用于和所述主軸上的互補電接頭電氣通信的電接頭，所述附件還包括用于確定所述柄的接頭相對于所述主軸上的互補接頭的方向的電路。
2.如權(quán)利要求1所述的機床附件，其中，所述主軸能夠圍繞軸旋轉(zhuǎn)，并且所述附件的所述柄能夠在圍繞所述軸的任何方向上連接到所述主軸。
3.如權(quán)利要求2所述的機床附件，其中，所述柄上的接頭數(shù)目大于所述所述主軸上的互補接頭的數(shù)目。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的機床附件，其中，所述電路包括多個多路開關(guān)，其能夠切換以便適當(dāng)?shù)卦O(shè)定接頭通路。
5.如權(quán)利要求4所述的機床附件，其中，所述電路包括電壓或電流檢測設(shè)備，用于檢測通過所述接頭的電壓的存在、或者用于檢測流過所述接頭的電流、以及用于引起所述開關(guān)進行適當(dāng)?shù)厍袚Q。
6.如權(quán)利要求4或5所述的機床附件，其中，所述電路能用于檢測通過所述互補接頭的阻抗。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的機床附件，其中，所述接頭提供通道，用于所述附件的供電以及與所述附件的信號往來。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的機床附件，其中，所述電路由電源從所述接頭提供電力。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的機床附件，其中，所述接頭包括至少三個接頭。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的機床附件，其中，所述柄包括公圓錐，并且所述接頭布置在所述圓錐之上或布置在其附近。
11.一種機床，所述機床包括靜止元件；可旋轉(zhuǎn)的主軸；以及具有柄的機床附件；所述主軸具有柄接受區(qū)域，所述柄接受區(qū)域用于在多個方向上按可松開的方式容納所述機床附件的所述柄；所述機床還包括所述靜止元件和所述主軸之間的第一電鏈路、以及在所述主軸和所述柄之間的第二電鏈路，所述第二電鏈路采用所述柄上的多個電接頭以及所述主軸的所述柄接受區(qū)域處的多個互補電接頭的形式，所述電接頭布置為使得每個電接頭能夠與所述互補接頭中的任何一個互補接頭連接。
12.如權(quán)利要求10所述的機床，其中，所述附件與權(quán)利要求1～9中的任一權(quán)利要求所述的附件相同。
13.如權(quán)利要求12所述的機床，其中，液體密封設(shè)置在所述柄和所述主軸之間。
全文摘要
披露了通過機床主軸柄傳輸電力和/或信號。所述柄上的接頭(340)可連接到主軸(210)上的軌道(24/22)。當(dāng)所述柄在未知方向上插入所述主軸時，可用電路(例如圖15)確定所述接頭相對于所述軌道的的方向。
文檔編號B23Q5/00GK1874869SQ200480032262
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者安德魯·詹姆士·哈丁, 大衛(wèi)·肯尼斯·托瑪斯, 蒂莫西·唐納德·海特 申請人:瑞尼斯豪公司