專利名稱：工具夾持力測量系統(tǒng)和工具夾持力測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量工具夾持裝置夾持工具的力的技術，其中該 工具夾持裝置被安裝到由加工設備例如加工中心中的驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地 驅(qū)動的主軸。
更具體地，本發(fā)明涉及以節(jié)省勞力的方式測量工具夾持裝置的工 具夾持力。
背景技術：
在加工設備例如加工中心方面，通常，幾種工具的基部被形成為 特定形狀并且每個基部用作受夾部分，并且在由驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動 的主軸中設置工具夾持裝置從而夾持工具的受夾部分。由工具夾持裝 置夾持的工具能夠互換從而能夠由一個加工設備執(zhí)行各種加工例如切 削和磨削。
加工設備大多具有一種稱為自動工具交換裝置(以下稱為ATC)的 器件。通常，ATC包括分別在預定位置處容納多個工具的工具容納裝 置和在工具容納裝置與工具夾持裝置之間輸送工具的工具輸送裝置， 從而以節(jié)省勞力的方式互換由工具夾持裝置夾持的工具。
將參考圖IO對設置于通用加工設備的主軸IOO中的作為工具夾持 裝置的一個實例的夾緊機構101以及利用夾緊機構101固定到主軸100 的工具200給出解釋。
主軸100是大致柱形的，通過軸承110和111利用加工設備的結 構112樞轉(zhuǎn)，并且由驅(qū)動源(未示出)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。在主軸100的內(nèi)表面的端部的開口處形成錐形表面100a。
夾緊機構101主要包括桿102、基部彈簧托架103、頂端彈簧托架 104、錐形彈簧105、夾持爪106等，并且被布置在主軸100的內(nèi)部空 間中。
桿102形成為棒形，并且基部彈簧托架103被擰入桿102的基部 中。其中可旋轉(zhuǎn)地接合夾持爪106的基部的凹槽在桿102的頂端中形 成。
基部彈簧托架103可滑動地接觸主軸100的內(nèi)周邊表面。頂端彈 簧托架104是大致柱形的并且接合在主軸IOO的內(nèi)周邊表面的中部中。 頂端彈簧托架104的內(nèi)周邊表面的基側具有小的內(nèi)徑并且可滑動地接 觸桿102。其內(nèi)周邊表面的頂側具有大的內(nèi)徑。
錐形彈簧105在外部接合在桿102上，并且接觸基部彈簧托架103 和頂端彈簧托架104從而朝向主軸100的頂端偏壓桿102。
夾持爪106的基部可旋轉(zhuǎn)地接合桿102的頂端。在夾持爪106的 頂端處形成凸起106a。
工具200主要包括工具部分201、受夾部分202、用于輸送的支撐 部分203等。
工具部分201實際上接觸物體并且執(zhí)行物體加工(切削等)。工具部 分201通常被構造成使得陶瓷或者工業(yè)金剛石的頂端被連接到作為工 具部分201的本體的金屬柄的端部。受夾部分202包括錐形柄202a和 拉栓202b。錐形柄202a是大致截頭圓錐形的，并且其外周邊表面的形 狀與錐形表面100a對應。拉栓202b的頂端比其基部(聯(lián)結到錐形柄202a
的部分)更加擴展。當加工設備的輸送器件(未示出)輸送工具200時，用于輸送的支撐
部分203被夾持，并且凹槽203a在用于輸送的支撐部分203的外周邊 表面中形成。輸送器件(未示出)接合凹槽203a從而輸送工具200而不 使其落下。
當致動器(未示出)朝向主軸100的頂端推動桿102時，使桿102 與錐形彈簧105的偏壓力相反地朝向主軸100的頂端突出。結果，夾 持爪106的頂端比頂端彈簧托架104更加突出并且打開。
在夾持爪106的頂端被打開時，當工具200的受夾部分202接合 主軸IOO的頂端并且然后致動器(未示出)停止朝向主軸IOO的頂端推動 桿102時，桿102在錐形彈簧105的偏壓力作用下朝向主軸100的基 部滑動。結果，使得夾持爪106的頂端進入頂端彈簧托架104中并且 接觸頂端彈簧托架104的內(nèi)周邊表面，然后夾持爪106被關閉。此時， 在夾持爪106的頂端處形成的凸起106a接合拉栓202b并且夾持它從而 工具200朝向主軸100的基部進入并且當錐形柄202a接觸錐形表面 100a時被固定。
通常，為了提高加工設備的加工精度，需要使得主軸100的中央 軸線與被保持在主軸100上的工具200的中央軸線精確地一致。
還需要將工具200穩(wěn)固到主軸100，即，夾持工具200的夾緊機構 101的夾持力很大。
然而，在該實施例中設置于主軸100中的夾緊機構101的夾持力 依賴于錐形彈簧105的偏壓力從而當長期使用時錐形彈簧105退化(其 偏壓力減小)，由此不能獲得所需的偏壓力。在此情形中，由加工設備 加工的物體的尺寸精度可能降低。在最壞的情形中，當進行加工時， 工具200可能從主軸100落下并且損壞加工設備或者物體。作為解決上述問題的一種方法，存在這樣一種方法，其中利用夾 持力測量裝置有規(guī)律地測量設置于加工設備的主軸中的工具夾持裝置 的夾持力，并且當夾持力低于期望數(shù)值時，對加工設備進行維修(例如， 產(chǎn)生夾持力的彈簧被更換)。已知一種用于這種夾持力測量的夾持力測
量器件。例如，在專利文獻1(日本實用新型公報Hei.6-45238)和專利文 獻2(日本實用新型Sho.63-7443)中描述的技術。
在專利文獻1中描述的夾持力測量器件包括主軸受夾部分，它具 有與設置于加工設備的主軸中的工具夾持裝置夾持的工具部分相同的 形狀；探測工具夾持裝置夾持主軸受夾部分的力的測壓元件；和顯示
由測壓元件探測到的夾持力的顯示部分，其中該主軸受夾部分、測壓 元件和顯示部分成一體地構造。
在專利文獻2中描述的夾持力測量器件包括測量器件，它包括與
設置于加工設備的主軸中的工具夾持裝置夾持的工具部分相同的形狀
的主軸受夾部分；探測工具夾持裝置夾持主軸受夾部分的力的測壓元 件；以及通過電纜連接到測量器件并且通過電纜獲得由測量器件探測
到的夾持力并且顯示夾持力的顯示器件。
然而，關于在專利文獻1中描述的夾持力測量器件，顯示部分與 夾持力測量器件成一體地構造從而至少一個操作者必須位于夾持力測
量器件的附近，s卩，在測量夾持力時位于夾持力測量器件的工作空間中。
因此，為了保證夾持力測量工作的安全性，在加工設備外部操作 加工設備并且在工作空間中處理夾持力測量器件的操作者需要在確認 工作進展時小心地作業(yè)，由此作業(yè)繁重并且作業(yè)所需時間難以縮短。
能夠如此構造，使得與加工設備的普通電路并聯(lián)地設置用于夾持
8力測量作業(yè)的電路，該電路防止加工設備的各種致動部分(例如主軸和 多個工件)執(zhí)行除了夾持工具(夾持力測量裝置)之外的任何動作，并且 在夾持力測量作業(yè)時使用用于夾持力測量作業(yè)的電路。然而，提供用 于夾持力測量作業(yè)的電路需要成本。而且，即使提供該電路，需要至 少兩個操作者在加工設備的外部操作加工設備并且在作業(yè)空間中處理 夾持力測量器件。
"作業(yè)空間"指的是加工設備在其中固定、移動和加工物體的空間。
關于在專利文獻2中描述的夾持力測量器件，由加工設備夾持的 測量器件從顯示測得夾持力的顯示器件分離從而可以靠近設置于加工 設備外部的操作裝置布置該顯示器件。因此， 一個操作者能夠在遠離 加工設備的作業(yè)空間的位置處測量夾持力。然而，在加工設備中使用 的冷卻劑(切削液)可能進入電纜和由設置于電纜的加工設備的主軸中 的工具夾持裝置夾持的測量器件之間的連接部分(連接器)中從而破壞 加工設備。而且，在利用設置于主軸中的工具夾持裝置夾持測量器件 和解除夾持時，操作者必須用手支撐測量器件以防止測量器件從主軸 落下，由此最終需要兩個或者更多操作者。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題
考慮到上述問題，本發(fā)明提供使得能夠由一個操作者測量夾持力、 最終使得夾持力測量作業(yè)節(jié)約勞力且縮短作業(yè)所需時間的夾持力測量 系統(tǒng)和夾持力測量方法。
解決問題的手段 利用以下手段解決上述問題。
關于測量加工設備的工具夾持裝置的夾持力的工具夾持力測量系統(tǒng)，其中所述加工設備包括
工具容納裝置，所述工具容納裝置在其中容納多個工具，所述多 個工具中的每個工具具有大致相同形狀的受夾部分；
所述工具夾持裝置設置于由驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主軸中，且在 夾持所述工具的所述受夾部分時沿著所述主軸的軸線引入所述工具從 而夾持所述工具；和
工具輸送裝置，所述工具輸送裝置選擇性地取出在所述工具容納 裝置中容納的所述工具中的一個工具，將所取出的工具輸送到使得所 述工具的所述受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置，接收由 所述工具夾持裝置夾持的所述工具，并將所述工具輸送到所述工具容 納裝置；
所述工具夾持力測量系統(tǒng)包括
主軸受夾部分，所述主軸受夾部分具有與所述工具的所述受夾部 分大致相同的形狀；
移位部分，通過將所述主軸受夾部分引入所述工具夾持裝置中使 所述移位部分移位；
夾持力計算部分，所述夾持力計算部分探測所述移位部分的移位 量，以便基于所述移位量計算所述工具夾持裝置的夾持力；和
輸出部分，所述輸出部分輸出由所述夾持力計算部分計算出的所 述夾持力。
根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量系統(tǒng)還包括
測量器件，所述測量器件具有所述主軸受夾部分、所述移位部分、 所述夾持力計算部分和所述輸出部分；和
顯示器件，所述顯示器件獨立于所述測量器件，并接收從所述輸 出部分傳送來的所述夾持力。
關于通過工具夾持力測量系統(tǒng)測量加工設備的工具夾持裝置的夾 持力的根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法，其中所述加工設備包括
工具容納裝置，所述工具容納裝置在其中容納多個工具，所述多個工具中的每個工具具有大致相同形狀的受夾部分；
所述工具夾持裝置設置于由驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主軸中，且在 夾持所述工具的受夾部分時沿著所述主軸的軸線引入所述工具從而夾 持所述工具；和
工具輸送裝置，所述工具輸送裝置選擇性地取出在所述工具容納 裝置中容納的所述工具中的一個工具，將所取出的工具輸送到使得所 述工具的受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置，接收由所述 工具夾持裝置夾持的所述工具，并將所述工具輸送到所述工具容納裝 置；
其中，所述工具夾持力測量系統(tǒng)包括
主軸受夾部分，所述主軸受夾部分具有與所述工具的受夾部分大 致相同的形狀；
移位部分，通過將所述主軸受夾部分引入所述工具夾持裝置中使
所述移位部分移位；
夾持力計算部分，所述夾持力計算部分探測所述移位部分的移位 量，以便基于所述移位量計算所述工具夾持裝置的夾持力；和
輸出部分，所述輸出部分輸出由所述夾持力計算部分計算出的所 述夾持力，
所述工具夾持力測量方法的特征在于，所述工具夾持力測量方法 包括
輸送步驟，其中所述工具輸送裝置選擇性地將預先被容納于所述 工具容納裝置中的所述工具中的一個工具取出，并將所取出的工具輸
送到使得所述工具的受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置； 夾持步驟，其中所述工具夾持裝置夾持所述工具夾持力測量系統(tǒng)
的所述主軸受夾部分，然后所述工具輸送裝置解除對所述工具夾持力 測量系統(tǒng)的支撐；
夾持力測量步驟，其中在夾持所述主軸受夾部分時所述工具夾持 力測量系統(tǒng)計算并輸出所述工具夾持裝置的夾持力；
解除步驟，其中所述工具輸送裝置支撐由所述工具夾持裝置夾持
的所述工具夾持力測量系統(tǒng)，然后所述工具夾持裝置解除對所述工具夾持力測量系統(tǒng)的主軸受夾部分的夾持；和
容納步驟，其中所述工具輸送裝置輸送所述工具夾持力測量系統(tǒng)， 并將所述工具夾持力測量系統(tǒng)容納在所述工具容納裝置中。
關于根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法，多次重復所述夾持步驟、 所述夾持力測量步驟和所述解除步驟的序列。
關于根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法，所述工具夾持力測量系 統(tǒng)包括
測量器件，所述測量器件具有所述主軸受夾部分、所述移位部分、 所述夾持力計算部分和所述輸出部分；和
顯示器件，所述顯示器件獨立于所述測量器件，并接收從所述輸 出部分傳送來的所述夾持力。
發(fā)明效果
如上構造的本發(fā)明帶來以下的效果。
根據(jù)本發(fā)明的夾持力測量系統(tǒng)和夾持力測量方法， 一個操作者能 夠測量工具夾持裝置的夾持力。
在加工設備外部的操作者能夠知道工具夾持裝置的夾持力的測量 結果。
一個操作者能夠測量工具夾持裝置的夾持力。
提高了工具夾持裝置的夾持力的測量結果的可靠性。
位于加工設備外部的操作者能夠知道工具夾持裝置的夾持力的測 量結果。附圖的簡要說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的加工設備的概圖2是根據(jù)本發(fā)明的加工設備的ATC的概圖3是根據(jù)本發(fā)明的加工設備的主軸的截面?zhèn)纫晥D4是根據(jù)本發(fā)明的工具的側視圖5是根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量系統(tǒng)的整體透視圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的夾持力測量器件的側視圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的框圖8是根據(jù)本發(fā)明的夾持力測量器件的另一實施例的側視圖; 圖9是根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法的流程圖； 圖IO是傳統(tǒng)加工設備的主軸的截面?zhèn)纫晥D。
附圖標記說明
1工具夾持力測量系統(tǒng)
2測量器件
3顯示器件
21主軸受夾部分
22用于輸送的支撐部分
23測壓元件(夾持力計算裝置)
24無線發(fā)射器(輸出部分)
25電池
27外罩
300加工設備
301馬達(驅(qū)動源)
303主軸
304夾緊機構(工具夾持裝置)
具體實施例方式
將參考圖1對作為根據(jù)本發(fā)明的加工設備的實施例的加工設備
300進行解釋。加工設備300是加工物體的設備。
在本申請中"加工"包括切削、磨削、拋光、鏜孔、鉆孔等。
在本申請中"加工設備"廣泛地包括加工中心、銑削機器、普通 車床、鉆孔機器等。
在本申請中"物體"主要包括無機材料例如金屬材料、半導體材 料和陶瓷，有機材料例如樹脂、石墨等。
加工設備300包括多個工具400并且根據(jù)目的適當?shù)厥褂盟鼈円?執(zhí)行各種加工(切削、磨削、拋光、鏜孔、鉆孔等)。
如圖4所示，在加工設備300中使用的每個工具400主要包括工 具部分401、受夾部分402、用于輸送的支撐部分403等。
工具部分401實際上接觸物體并且執(zhí)行物體加工(切削等)。
在工具400是切削工具的情形中，工具部分401通常被構造成使 得陶瓷或者工業(yè)金剛石的頂端401b被連接到作為工具部分401的本體 的金屬柄401a的端部。根據(jù)目的(切削、磨削、拋光、鏜孔、鉆孔等)， 加工設備300的工具400的每個工具部分401的形狀和構造相互不同。
受夾部分402是工具400的由以后討論的夾緊機構304夾持的部分。
受夾部分402的輪廓是大致截頭圓錐形的，并且其外周邊表面接 觸主軸303的錐形表面303a。受夾部分402的外周邊表面在其中設有 接合孔402a。用于輸送的支撐部分403是工具400的由ATC307的旋轉(zhuǎn)臂340 支撐的部分，并且大致為柱體，其外周邊表面在其中設有凹槽403a。
如圖1所示，加工設備300主要包括馬達301、驅(qū)動傳動機構302、 主軸303、夾緊機構304、夾緊機構致動缸305、平臺306、 ATC307、 操作面板308、外壁309等。
馬達301是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動源的實施例并且旋轉(zhuǎn)主軸303。馬達 301在該實施例中是電機。然而，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動源不限于此，并且 可以采用可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動主軸的另一種構造。
驅(qū)動傳動機構302向主軸303傳遞由馬達301產(chǎn)生的驅(qū)動力，并 且具體包括齒輪、旋轉(zhuǎn)軸等。
如圖1和3所示，主軸303是根據(jù)本發(fā)明的主軸的實施例。主軸 303是大致柱形的并且能夠通過軸承317和318在結構310上樞轉(zhuǎn)，并 且由馬達301可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。具有錐形表面303a的凹部在主軸303的 端部處形成。
如圖1和3所示，夾緊機構304是根據(jù)本發(fā)明的工具夾持裝置的 實施例并且在主軸303上夾持工具400。
在本申請中"在主軸上夾持工具"指的是在主軸上以可拆卸方式 固定工具(更嚴格地，在主軸上可拆卸地并且相對不能旋轉(zhuǎn)地固定工 具)。
夾緊機構304主要包括桿311、基部彈簧托架312、頂端彈簧托架 313、錐形彈簧314、小珠315等，并且布置在主軸303的內(nèi)部空間中。桿311是棒形的。桿311的基部可滑動地穿過基部彈簧托架312,
并且其頂端被擰入頂端彈簧托架313中?；繌椈赏屑?12被擰入主 軸303的基部中。頂端彈簧托架313可滑動地接觸主軸303的內(nèi)部空 間的內(nèi)周邊表面。
錐形彈簧314在外部接合在桿311上，并且接觸基部彈簧托架312 和頂端彈簧托架313從而朝向主軸303的頂端偏壓桿311。
小珠315是在將錐形表面303a和主軸303連通的通路中布置的球 形部件，并且接觸頂端彈簧托架313的錐形表面313a。
夾緊機構致動缸305致動夾緊機構304，即，在工具400能夠被夾 持在主軸303上的狀態(tài)和工具400能夠從主軸303拆卸的狀態(tài)之間切 換夾緊機構304。
夾緊機構致動缸305是單動液壓缸，其活塞桿在油壓下移動從而 被壓縮，并且在解除油壓時移動從而被伸展。夾緊機構致動缸305的 活塞桿的頂端通過接合部件(未示出)以相對可滑動方式接合在設置于 桿311的基部中的凹槽中。
如圖4中的雙點鏈線所示，當夾緊機構致動缸305伸展時(油壓被 解除)，桿311由于錐形彈簧314的偏壓力而朝向主軸303的頂端移動。
因此，小珠315接觸頂端彈簧托架313的錐形表面313a并且被推 動，并且小珠315的一部分從主軸303的錐形表面303a突出。然后， 小珠315接合設置于工具400的受夾部分402的外周邊表面中的接合 孔402a。因此，工具400的受夾部分402被引入主軸303中并且被夾 持從而在主軸303的頂端處夾持工具400。
如圖4中的實線所示，當夾緊機構致動缸305被壓縮時，在錐形彈簧314的偏壓力作用下，桿311與頂端彈簧托架313 —體地朝向主 軸303的基部移動。
結果，小珠315能夠沿著主軸303的半徑移動。因此，在小珠315 和接合孔402a之間的接合可被解除從而將工具400從主軸303拆下。
在該實施例中設置于主軸303中的夾緊機構304被構造成使得工 具400被小珠315夾持。然而，根據(jù)本發(fā)明的工具夾持裝置不限于此 并且可以采用使得工具可被夾持在主軸上的另一種構造。作為另一種 構造的實例，可以給出圖IO所示的傳統(tǒng)的夾緊機構101，其中工具由 夾持爪106夾持。
由加工設備300加工的物體被固定在平臺306上并且相對于在主 軸303上夾持的工具400移動。
ATC(自動工具交換裝置)307更換利用夾緊機構304在主軸303上 夾持的工具400，并且主要包括工具架320、工具取出機構330、旋轉(zhuǎn) 臂340等。
工具架320是根據(jù)本發(fā)明的工具容納裝置的實施例。
如圖2所示，工具架320主要包括主體321、工具夾持塊322等。
主體321是工具架320的主要結構并且其前表面上設有卵形導軌 321a。
工具夾持塊322中的每個均包括類似于夾緊機構304的并且夾持 工具400的受夾部分402的機構，并且在夾持工具400時利用致動器(未 示出)沿著導軌321a移動。因此，當由工具夾持塊322夾持工具400時，工具400被容納在 工具架320中。
工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340的組合是根據(jù)本發(fā)明的工具輸送 裝置的實施例。在工具架320中容納的工具400中的一個被選擇性地 取出，被取出的工具400被輸送到工具400的受夾部分402可被夾緊 機構304夾持的位置處，并且被夾緊機構304夾持的工具400被接收 并且輸送到工具架320。
工具取出機構330選擇性地取出在工具架320中容納的工具400 中的一個。
在該實施例中，工具取出機構330包括致動器(未示出)，該致動器 將在工具架320的導軌321a的預定位置(取出位置)處布置的工具夾持 塊322旋轉(zhuǎn)到主體321—側，和引導件331，該引導件用于將致動器旋 轉(zhuǎn)到分配位置的工具夾持塊322引導到旋轉(zhuǎn)臂340。
被工具夾持塊322夾持的期望的工具400沿著工具架320的導軌 321a被工具取出機構330移動到取出位置501并且然后被移動到旋轉(zhuǎn) 臂340的分配位置502從而將在工具架320中容納的工具400中的一 個選擇性地取出。
旋轉(zhuǎn)臂340接收由工具取出機構330取出的工具400并且在以預 定姿態(tài)支撐它時將其輸送到夾緊機構304，并且接收由夾緊機構304夾 持的工具400并且當以預定姿態(tài)支撐它時將其輸送到工具架320。
在本申請中"以預定姿態(tài)支撐工具"指的是將工具固定到工具輸 送裝置，同時防止它從工具輸送裝置落出并且保持它處于預定姿態(tài)中。
旋轉(zhuǎn)臂340主要包括臂部件341、滑動旋轉(zhuǎn)軸342等。臂部件341是長和窄的板部件并且其端部在其中設有切口 341a。 切口 341a中的每個接合設置于用于輸送的支撐部分403的凹槽403a 的一部分。臂部件341的切口 341a在其中設有凸起341b，該凸起341b 能夠從臂部件341的端表面的開口突出并被引入其中。
當凸起341b突出同時切口 341a接合凹槽403a的設置于工具400 的用于輸送的支撐部分403中的部分時，切口 341a的端表面的開口變 小從而防止工具400從臂部件341落出。當凸起341b突出時，工具400 被固定到臂部件341的切口341a的內(nèi)部從而工具400相對于臂部件341 被保持在預定姿態(tài)中。
滑動旋轉(zhuǎn)軸342的端部中的一個被固定到臂部件341的大致的中 心處，并且滑動旋轉(zhuǎn)軸342被加工設備300的機構(未示出)樞轉(zhuǎn)?；瑒?旋轉(zhuǎn)軸342的軸線大致平行于主軸303的軸線?；瑒有D(zhuǎn)軸342能夠 相對于樞轉(zhuǎn)它的結構(未示出)沿著軸的圓周方向軸向滑動和旋轉(zhuǎn)。
在該實施例中ATC307包括工具架320、工具取出機構330和旋轉(zhuǎn) 臂340。然而，結構不限于此，并且可以采用具有與根據(jù)本發(fā)明的工具 容納裝置和工具輸送裝置相同功能的另一種結構。
例如，可以采用一種結構，它包括容納工具和以后描述的工具夾 持力測量器件的擱架以及取出在該擱架中容納的任意工具和以后描述 的工具夾持力測量器件的機械臂。在該情形中，該擱架用作工具容納
裝置并且機械臂用作工具輸送裝置。
操作面板308被連接到馬達301、夾緊機構致動缸305、平臺306、 ATC307(工具架320、工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340)等并且操作它們。
在該實施例中的操作面板308包括用于加工設備300的各種操作的接觸面板和操作按鈕，并且示意加工設備300的實際狀態(tài)的信息被 顯示在該接觸面板上。
操作面板308被構造成手動地操作加工設備300。然而，通過在操 作面板的控制單元上安裝程序可以自動地執(zhí)行預定操作。
外壁309覆蓋設置于加工設備300中的其它部件從而防止在加工 時產(chǎn)生的物體的切屑和在加工時使用的切削液散布到周圍并且屏蔽加 工噪音。
將參考圖5和6解釋作為根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量系統(tǒng)的實 施例的工具夾持力測量系統(tǒng)1。
工具夾持力測量系統(tǒng)1測量設置于加工設備300的主軸303中的 夾緊機構304的夾持力(更嚴格而言，夾持力的大小)。
在本申請中"工具夾持裝置的夾持力"指的是工具夾持裝置在主 軸上夾持的力。
工具夾持力測量系統(tǒng)1主要包括測量器件2和顯示器件3。
將參考圖5和6解釋作為根據(jù)本發(fā)明的測量器件的實施例的測量 器件2。
測量器件2主要包括主軸受夾部分21、輸送支撐部分22、測壓元 件23、無線發(fā)射器24、電池25、電路26、外罩27、滑動部件28等。
主軸受夾部分21是根據(jù)本發(fā)明的夾持力測量系統(tǒng)的主軸受夾部分 的實施例。主軸受夾部分21是測量器件2的由夾緊機構304夾持的部分并且 具有與工具400的由夾緊機構304夾持的部分即受夾部分402大致相 同的形狀。
主軸受夾部分21的輪廓大致為截頭圓錐，并且其外周邊表面接觸 主軸303的錐形表面303a。主軸受夾部分21的外周邊表面在其中設有 接合孔21a。
輸送支撐部分22是測量器件2的由ATC307的旋轉(zhuǎn)臂340支撐的 部分并且具有與工具400的由旋轉(zhuǎn)臂340支撐的部分即用于輸送的支 撐部分403大致相同的形狀。輸送支撐部分22是大致柱形的并且其外 周邊表面在其中形成凹槽22a。
測量器件2的主軸受夾部分21和輸送支撐部分22的組合具有與 工具400的受夾部分402和用于輸送的支撐部分403的組合大致相同 的形狀。然而，測量器件2的主軸受夾部分21和輸送支撐部分22的 組合的內(nèi)部結構不同于工具400的受夾部分402和用于輸送的支撐部 分403的組合的內(nèi)部結構。
雖然工具400的受夾部分402被固定到用于輸送的支撐部分403， 但是測量器件2的主軸受夾部分21被固定在可滑動地穿過設置于輸送 支撐部分22中的通孔22b的滑動部件28的端部中的一個上。因此， 主軸受夾部分21能夠沿著主軸303的軸線(即，沿著夾緊機構304將工 具400引入的方向)與滑動部件28 —體地滑動。
滑動部件28是根據(jù)本發(fā)明的移位部分的實施例并且當夾緊機構 304將主軸受夾部分21引入時移位(在該實施例中，相對于輸送支撐部 分22的位置改變)。
根據(jù)本發(fā)明的主軸受夾部分的構造不限于主軸受夾部分21的構造并且需要相應于在加工設備中使用的工具的主軸受夾部分的構造而被 適當?shù)馗淖儭?br>
例如，當在加工設備中使用的工具的主軸受夾部分通過錐形柄和
拉栓的組合構造時，需要提供包括錐形柄121a和拉栓121b的主軸受夾 部分121，以及作為圖8所示的夾持力測量器件120的用于輸送的支撐 部分122。
在該情形中，主軸受夾部分121的內(nèi)部也需要被構造成使得拉栓 121b被固定到穿過設置于錐形柄121a中的孔的滑動部件以及用于輸送 的支撐部分122從而能夠沿著主軸的軸線與滑動部件一體地滑動。
測壓元件23是根據(jù)本發(fā)明的夾持力計算裝置的實施例并且探測滑 動部件28的移位量從而基于該移位量計算夾緊機構304的夾持力。在 該實施例中，主軸受夾部分21的另一端(與在此處固定主軸受夾部分 21的端部相對的一端)被固定到測壓元件23。測壓元件23的應變計的 應變量相應于夾緊機構304的夾持力(更嚴格而言，將主軸受夾部分21 吸入的測壓元件23的力)改變，并且在應變計上施加的電壓也改變。因 此，能夠基于測壓元件23的應變計的電壓的變化計算夾緊機構304的 夾持力。
無線發(fā)射器24是根據(jù)本發(fā)明的輸出部分的實施例并且通過無線傳 送方式將測壓元件23計算出的夾緊機構304的夾持力輸出。
此外，在本實施例中的無線發(fā)射器24可以傳送與以后討論的電池 25的剩余電量有關的信息。
電池25向測壓元件23和無線發(fā)射器24提供電力。在本實施例中 的電池25是二次電池。然而，根據(jù)本發(fā)明的電力供應部件不限于此， 并且可以采用干電池等。電路26被連接到測壓元件23、無線發(fā)射器24和電池25。
電路26具有將電池25的電力供應給測壓元件23和無線發(fā)射器24 同時分別適當?shù)馗淖兿蚱涫┘拥碾妷旱墓δ?、將由測壓元件23探測到 的夾緊機構304的夾持力有關的信息轉(zhuǎn)換為無線發(fā)射器24能夠發(fā)射的 格式的功能，等。
外罩27防止在加工設備300中使用的切削液接觸無線發(fā)射器24、 電池25和電路26。在該實施例中的外罩27是樹脂部件，該部件被大 致形成為柱體，其一個端部打開并且另一個端部關閉。打開的端部在 其上設有0形環(huán)并且被擰到測壓元件23(測壓元件23的外罩)。
作為在該實施例中的外罩27的材料，選擇預定樹脂，它能夠耐切 削液而且不屏蔽無線發(fā)射器24的發(fā)射波。
測量器件2的輪廓，尤其是測量器件2的除了主軸受夾部分21和 輸送支撐部分22之外的部分具有與工具400的受夾部分402和用于輸 送的支撐部分403大致相同的形狀，從而滿足在工具400和加工設備 300之間的干涉條件。
在本申請中"在工具400和加工設備300之間的干涉條件"指的 是在工具被工具輸送裝置從工具容納裝置取出、被主軸的工具夾持裝 置輸送和夾持的作用序列以及被工具夾持裝置夾持的工具被工具輸送 裝置輸送并且被容納在工具容納裝置中的作用序列的過程中防止工具 接觸構成加工設備的部件或者物體的工具的形狀(特別是輪廓)的約束 條件。
關于該實施例中的測量器件2，測量器件2的軸向長度L(見圖6) 短于加工設備300的具有最長軸向長度的工具400中的一個的軸向長度。當從軸向方向觀察時，測量器件2的直徑R(見圖6)短于當從軸向
方向觀察時加工設備300的具有最長直徑的工具400中的一個的直徑。
通過如上所述確定測量器件2的輪廓，ATC307和夾緊機構304能 夠類似于工具400那樣處理測量器件2。
將參考圖1、 5和7給出對作為根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的一個實施 例的顯示器件3的解釋。
顯示器件3接收并且顯示由測量器件2(更嚴格而言，無線發(fā)射器 24)傳送來的夾緊機構304的夾持力(更嚴格而言，與夾緊機構304的夾 持力有關的信息)，并且主要包括無線接收器31、控制部件32、操作部 件33、顯示部件3434、力供應部件35等。
無線接收器31接收由測量器件2的無線發(fā)射器24發(fā)射的與夾緊 機構304的夾持力有關的信息和與測量器件2的電池25的剩余電量有 關的信息。
控制部件32被連接到無線接收器31并且獲取由無線接收器31接 收到的與夾緊機構304的夾持力有關的信息。
控制部件32包括存儲計算夾緊機構304的夾持力的程序的存儲裝 置、擴展該程序的擴展裝置、按照該程序執(zhí)行預定計算的計算裝置、 記憶該計算結果的記憶裝置等。
更具體地，控制部件32可被構造成使得CPU、 ROM、 RAM、 HDD 等通過總線等相互連接，或者可由一個LSI芯片等構造。
控制部件32的存儲裝置預先地存儲示出在與夾緊機構304的夾持 力有關的信息(電壓)和夾緊機構304的夾持力之間的關系的數(shù)據(jù)表。通過比較該數(shù)據(jù)表與從無線接收器31獲取的和夾緊機構304的夾持力有
關的信息，發(fā)現(xiàn)夾緊機構304的夾持力。
控制部件32可以是專用的或者可替代地由市場上的個人計算機或 者工作站構成。然而，為了使得顯示器件3是便攜的，無線接收器31、 控制部件32、操作部件33、顯示部件34和力供應部件35優(yōu)選地成一 體地構造，如圖5所示。
控制部件32的存儲裝置存儲示出在與夾緊機構304的夾持力有關 的信息(電壓)和關于不同模式(例如，在主軸受夾部分的形狀方面不同 的模式)的多個夾持力測量器件的夾緊機構的夾持力之間的關系的數(shù)據(jù) 表，并且一個顯示器件3能夠發(fā)現(xiàn)由多個夾持力測量器件中的每個探 測到的夾緊機構的夾持力。
操作部件33由操作者使用從而執(zhí)行顯示器件3的各種操作，并且 被連接到控制部件32。
在該實施例中的操作部件33包括打開和關閉顯示器件3的力源的 開關、選擇在控制部件32的存儲裝置中存儲的多個數(shù)據(jù)表中的一個的 開關(數(shù)據(jù)表示出由測壓元件探測到的電壓和夾緊機構的夾持力之間的 關系)等。
在該實施例中的操作部件33包括多個開關。然而，操作部件可由 市場上的鍵盤或者觸摸面板構成。通過使用觸摸面板，操作部件33能 夠與以后討論的顯示部件34成一 體地構造。
顯示部件34顯示由控制部件32發(fā)現(xiàn)的夾緊機構304的夾持力并 且被連接到控制部件32。顯示部件34可以是專用的或者可替代地由市 場上的鍵盤或者觸摸面板構成。除了由控制部件32發(fā)現(xiàn)的并且被連接到控制部件32的夾緊機構 304的夾持力，顯示部件34能夠顯示實際上選定的數(shù)據(jù)表(示出由測壓 元件探測到的電壓和夾緊機構的夾持力之間關系的數(shù)據(jù)表)、測量器件 2的剩余電量、顯示器件3的剩余電量等。
當測量器件2的剩余電量，更嚴格地，測量器件2的電池25的剩 余電量被顯示時，能夠易于掌握測量器件2是否被正確地啟動，由此 提高可操作性。
力供應部件35向無線接收器31、控制部件32、操作部件33和顯 示部件34供應電力，并且連接到控制部件32。在該實施例中力供應部 件35由干電池構成。然而，二次電池具有大致相同的效果。
將參考圖1、2和9給出根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法的解釋。
在該實施例中的工具夾持力測量方法通過工具夾持力測量系統(tǒng)1 測量加工設備300的夾緊機構304的夾持力。
在該實施例中的工具夾持力測量方法主要包括輸送步驟1000、夾 持步驟2000、夾持力測量步驟3000、解除步驟4000、容納步驟5000 等。
輸送步驟IOOO是根據(jù)本發(fā)明的輸送步驟的實施例，并且在該步驟 中，工具取出機構330取出預先被容納于工具架320中的測量器件2， 并且旋轉(zhuǎn)臂340輸送測量器件2并且將其夾持在向設置于主軸303中 的夾緊機構304的分配位置503處。
在本申請中"向夾緊機構304的分配位置503"指的是夾緊機構 304在此處能夠夾持測量器件2的主軸受夾部分21同時夾緊機構304 支撐測量器件2的位置。
26在輸送步驟1000中，ATC307的工具架320將夾持測量器件2的 工具夾持塊322沿著導軌321a移動到取出位置501。
接著，ATC307的工具取出機構330將夾持測量器件2的工具夾持 塊322移動到向旋轉(zhuǎn)臂340的分配位置502。
隨后，旋轉(zhuǎn)臂340沿著滑動旋轉(zhuǎn)軸342的周邊旋轉(zhuǎn)從而臂部件341 的切口 341a接合測量器件2的輸送支撐部分22的凹槽22a，并且臂部 件341的凸起341b突出從而支撐測量器件2。
然后，夾持測量器件2的工具夾持塊322解除測量器件2。
隨后，當支撐測量器件2時，旋轉(zhuǎn)臂340在滑動旋轉(zhuǎn)軸342的軸 向上與由工具取出機構330取出的工具夾持塊322相反地滑動、沿著 滑動旋轉(zhuǎn)軸342的周邊旋轉(zhuǎn)、并且在滑動旋轉(zhuǎn)軸342的軸向上朝向主 軸303的夾緊機構304滑動，由此測量器件2被輸送到向夾緊機構304 的分配位置503并且被保持在分配位置503處。
當輸送步驟1000結束時，該過程前進到夾持步驟2000。
夾持步驟2000是根據(jù)本發(fā)明的夾持步驟的實施例，并且在該步驟 中，夾緊機構304夾持被保持在分配位置503處的測量器件2的主軸 受夾部分21，并且然后旋轉(zhuǎn)臂340解除測量器件2的輸送支撐部分22 的支撐。
在夾持步驟2000中，夾緊機構304夾持在分配位置503處保持的 測量器件2的主軸受夾部分21 。
接著，凸起341b被引入臂部件341中并且旋轉(zhuǎn)臂340沿著滑動旋轉(zhuǎn)軸342的周邊旋轉(zhuǎn)從而移動到從測量器件2分離的位置，由此解除
測量器件2的輸送支撐部分22的支撐。
當夾持步驟2000結束時，該過程前進到夾持力測量步驟3000。
夾持力測量步驟3000是根據(jù)本發(fā)明的夾持力測量步驟的實施例， 并且在該步驟中，在夾持測量器件2的主軸受夾部分21時，測量器件 2計算并且輸出(以無線方式發(fā)射)夾緊機構304的夾持力，并且顯示器 件3顯示由測量器件2計算出的夾持力(接收并且顯示由測量器件2以 無線方式發(fā)射的夾持力)。
當夾持力測量步驟3000結束時，該過程前進到解除步驟4000。
解除步驟4000是根據(jù)本發(fā)明的解除步驟的實施例，并且在該步驟 中，旋轉(zhuǎn)臂340支撐由夾緊機構304夾持的測量器件2的輸送支撐部 分22，并且然后夾緊機構304解除對測量器件2的主軸受夾部分21的 夾持。
在解除步驟4000中，旋轉(zhuǎn)臂340沿著滑動旋轉(zhuǎn)軸342的周邊從與 測量器件2分離的位置旋轉(zhuǎn)從而使得臂部件341的切口 341a接合測量 器件2的輸送支撐部分22的凹槽22a，并且然后臂部件341的凸起341b 突出從而支撐由旋轉(zhuǎn)臂340夾持的測量器件2的輸送支撐部分22。
接著，夾緊機構304解除對測量器件2的主軸受夾部分21的夾持。
當解除步驟4000結束時，該過程前進到容納步驟5000。
容納步驟5000是根據(jù)本發(fā)明的容納步驟的實施例，并且在該步驟 中，旋轉(zhuǎn)臂340輸送測量器件2并且將其容納于工具架320中。在容納步驟5000中，當支撐測量器件2時，旋轉(zhuǎn)臂340沿著滑動 旋轉(zhuǎn)軸342的軸線滑動從而與夾緊機構304相反地移動測量器件2并 且沿著滑動旋轉(zhuǎn)軸342的周邊旋轉(zhuǎn)，并且然后朝向由工具取出機構330 取出的工具夾持塊322沿著滑動旋轉(zhuǎn)軸342的軸線滑動，由此測量器 件2移動到向工具取出機構330的分配位置502處并且被保持在分配 位置502處。
接著，由工具取出機構330取出的工具夾持塊322夾持在分配位 置502處被保持的測量器件2的主軸受夾部分21 。
隨后，工具取出機構330將夾持測量器件2的主軸受夾部分21的 工具夾持塊322移動到工具架320的取出位置501處并且將測量器件2 容納于工具架320中。
基于工具夾持力測量系統(tǒng)1獲得的夾持力的測量結果，操作者判 斷是否對加工設備300的夾緊機構304進行維修(更換錐形彈簧314等)。 例如，當工具夾持力測量系統(tǒng)1獲得的夾持力的測量結果低于預定夾 持力時，認為夾持力不足并且對夾緊機構304進行維修。當測量結果 高于預定夾持力時，認為夾持力足夠并且連續(xù)地使用加工設備300而 不對夾緊機構304進行維修。
此外，替代地，可以如此進行構造，即與對是否進行維修進行判 斷有關的程序被安裝進顯示器件3中從而顯示器件3進行判斷。
關于該實施例中的工具夾持力測量方法，輸送步驟IOOO、夾持步 驟2000、夾持力測量步驟3000、解除步驟4000和容納步驟5000以此 順序執(zhí)行。然而，可替代地，可以如此進行構造，即當解除步驟4000 結束時，該過程轉(zhuǎn)變到夾持步驟2000并且然后執(zhí)行夾持力測量步驟 3000和解除步驟4000， S卩，多次地重復夾持步驟2000、夾持力測量步 驟3000和解除步驟4000的序列(見圖9中的虛線箭頭)。因此，即使夾緊機構304并未正確地夾持測量器件2的主軸受夾
部分21，也能夠易于掌握這種不正確的夾持并且考慮到測量結果的分
散也能夠進行測量(例如，可以采用多個測量結果的平均值)，由此提高
夾緊機構304的夾持力的測量結果的可靠性。
在該實施例中的工具夾持力測量方法能夠通過適當?shù)夭僮骷庸ぴO 備300的操作面板308而手動地執(zhí)行。然而，可將與工具夾持力測量 方法有關的程序安裝到加工設備300的控制單元中從而自動地執(zhí)行該 方法。
因此，作為根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量系統(tǒng)的實施例的工具夾 持力測量系統(tǒng)1測量加工設備300的夾緊機構304的夾持力，該加工 設備300包括
工具架320，所述工具架在其中容納多個工具400，工具中的每個 具有形狀大致相同的受夾部分402;
夾緊機構304，所述夾緊機構設置于由馬達301可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主 軸303中并且在夾持受夾部分402時沿著主軸303的軸線將工具400 引入從而夾持工具400;和
工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340，所述工具取出機構和旋轉(zhuǎn)臂選擇 性地取出在工具架320中容納的工具400中的一個，將取出的工具400 輸送到工具400的受夾部分402能夠被夾緊機構304夾持的位置處， 接收由夾緊機構304夾持的工具400，并且將工具400輸送到工具架 320，
其中該工具夾持力測量系統(tǒng)1包括
主軸受夾部分21，所述主軸受夾部分具有與工具400的受夾部分 402大致相同的形狀；
滑動部件28，所述滑動部件通過將主軸受夾部分21引入夾緊機構 304中而移位；
測壓元件23，所述測壓元件探測滑動部件28的移位量以基于該移位量計算夾緊機構304的夾持力；和
無線發(fā)射器24，所述無線發(fā)射器通過以無線方式發(fā)射而輸出由測
壓元件23計算出的夾持力。
該構造帶來以下的效果。
首先，ATC307(工具架320、工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340)能夠 以類似于在加工設備300中使用的工具400的方式處理測量器件2從 而操作者能夠在加工設備300外部使得夾緊機構304夾持測量器件2。 通過在加工設備300的外部布置顯示器件3，測量器件2獨立于顯示器 件3并且夾持力(夾持力測量結果)以無線方式從測量器件2發(fā)射到顯示 器件3從而操作者能夠在加工設備300外部知道夾持力的測量結果。
因此，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力。
第二，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力從而傳統(tǒng)上由至少兩個操作者執(zhí)行的夾緊機構304的夾持 力的測量作業(yè)變得節(jié)約勞力。
第三，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力從而傳統(tǒng)上由至少兩個操作者執(zhí)行的夾持力的測量作業(yè) 所需的時間縮短，由此加工設備300的操作時間延長從而提高了生產(chǎn) 率。測量夾持力的所需時間縮短從而夾緊機構304的夾持力能夠被更 高頻率地測量，由此防止夾緊機構304的夾持力降低從而維持加工設 備300的加工精度并且防止工具400從主軸303跌落。
工具夾持力測量系統(tǒng)1包括
測量器件2，所述測量器件具有主軸受夾部分21、滑動部件28、 測壓元件23和無線發(fā)射器24;和顯示器件3，所述顯示器件獨立于測量器件2并且接收從無線發(fā)射 器24發(fā)射的夾持力。
因此，在加工設備300外部的操作者能夠知道夾緊機構304的夾 持力的測量結果。
通過使用工具夾持力測量系統(tǒng)l，根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方 法的實施例測量在加工設備300中包括的夾緊機構304的夾持力， 其中該加工設備300包括
工具架320，所述工具架在其中容納多個工具400，工具中的每個 具有形狀大致相同的受夾部分402;
夾緊機構304，所述夾緊機構設置于由馬達301可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主 軸303中并且在夾持受夾部分402時沿著主軸303的軸線將工具400 引入從而夾持工具400;和
工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340，所述工具取出機構和旋轉(zhuǎn)臂選擇 性地取出在工具架320中容納的工具400中的一個，將取出的工具400 輸送到工具400的受夾部分402能夠被夾緊機構304夾持的位置處， 接收由夾緊機構304夾持的工具400，并且將工具400輸送到工具架 320，
其中該工具夾持力測量系統(tǒng)1包括
主軸受夾部分21，所述主軸受夾部分具有與工具400的受夾部分 402大致相同的形狀；
滑動部件28，所述滑動部件通過將主軸受夾部分21引入夾緊機構 304中而移位；
測壓元件23，所述測壓元件探測滑動部件28的移位量以基于該移 位量計算夾緊機構304的夾持力；和
無線發(fā)射器24，所述無線發(fā)射器通過以無線方式發(fā)射而輸出由測 壓元件23計算出的夾持力，
其中該工具夾持力測量方法包括
輸送步驟1000,其中工具取出機構330選擇性地將預先被容納于工具架320中的工具400中的一個取出并且旋轉(zhuǎn)臂340將取出的工具 400輸送到工具400的受夾部分402能夠被夾緊機構304夾持的位置；
夾持步驟2000，其中該夾緊機構304夾持工具夾持力測量系統(tǒng) l(更嚴格而言，測量器件2)的主軸受夾部分21并且然后旋轉(zhuǎn)臂340解 除對工具夾持力測量系統(tǒng)l(更嚴格而言，測量器件2)的支撐；
夾持力測量步驟3000，其中在夾持主軸受夾部分21時該工具夾持 力測量系統(tǒng)l(更嚴格而言，測量器件2)計算并且輸出夾緊機構304的 夾持力；
解除步驟4000，其中該旋轉(zhuǎn)臂340支撐由夾緊機構304夾持的工 具夾持力測量系統(tǒng)1(更嚴格而言，測量器件2)并且然后該夾緊機構304 解除對工具夾持力測量系統(tǒng)l(更嚴格而言，測量器件2)的主軸受夾部 分21的夾持；和
容納步驟5000，其中該旋轉(zhuǎn)臂340輸送工具夾持力測量系統(tǒng)l(更 嚴格而言，測量器件2)并且將其容納在工具架320中。
該構造帶來以下的效果。
首先，ATC307(工具架320、工具取出機構330和旋轉(zhuǎn)臂340)能夠 以類似于在加工設備300中使用的工具400的方式處理測量器件2從 而操作者能夠在加工設備300外部使得夾緊機構304夾持測量器件2。 通過在加工設備300的外部布置顯示器件3，測量器件2獨立于顯示器 件3并且夾持力(夾持力測量結果)以無線方式從測量器件2發(fā)射到顯示 器件3從而操作者能夠在加工設備300外部知道夾持力的測量結果。
因此，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力。
第二，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力從而傳統(tǒng)上由至少兩個操作者執(zhí)行的夾緊機構304的夾持
力的測量作業(yè)變得節(jié)約勞力。第三，工具夾持力測量系統(tǒng)1使得一個操作者能夠測量夾緊機構 304的夾持力從而傳統(tǒng)上由至少兩個操作者執(zhí)行的夾持力的測量作業(yè)
所需的時間縮短，由此加工設備300的操作時間延長從而提高了生產(chǎn) 率。用于測量夾持力的所需時間縮短從而夾緊機構304的夾持力能夠 被更高頻率地測量，由此防止夾緊機構304的夾持力降低從而維持加 工設備300的加工精度并且防止工具400從主軸303跌落。
關于根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法的實施例，多次地重復執(zhí) 行夾持步驟2000、夾持力測量步驟3000和解除步驟4000的序列。
因此，提高了夾緊機構304的夾持力的測量結果的可靠性。
關于根據(jù)本發(fā)明的工具夾持力測量方法的實施例，工具夾持力測 量系統(tǒng)1包括
測量器件2，所述測量器件具有主軸受夾部分21、滑動部件28、 測壓元件23和無線發(fā)射器24;和
顯示器件3，所述顯示器件獨立于測量器件2并且接收從無線發(fā)射 器24發(fā)射的夾持力。
因此，在加工設備300外部的操作者能夠知道夾緊機構304的夾 持力的測量結果。
工業(yè)可應用性
本發(fā)明適用于加工設備例如加工中心的領域。
權利要求
1.一種工具夾持力測量系統(tǒng)，所述工具夾持力測量系統(tǒng)測量加工設備的工具夾持裝置的夾持力，其中所述加工設備包括工具容納裝置，所述工具容納裝置在其中容納多個工具，所述多個工具中的每個工具具有大致相同形狀的受夾部分；所述工具夾持裝置設置于由驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主軸中，且在夾持所述工具的所述受夾部分時沿著所述主軸的軸線引入所述工具從而夾持所述工具；和工具輸送裝置，所述工具輸送裝置選擇性地取出在所述工具容納裝置中容納的所述工具中的一個工具，將所取出的工具輸送到使得所述工具的所述受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置，接收由所述工具夾持裝置夾持的所述工具，并將所述工具輸送到所述工具容納裝置；其特征在于，所述工具夾持力測量系統(tǒng)包括主軸受夾部分，所述主軸受夾部分具有與所述工具的所述受夾部分大致相同的形狀；移位部分，通過將所述主軸受夾部分引入所述工具夾持裝置中使所述移位部分移位；夾持力計算部分，所述夾持力計算部分探測所述移位部分的移位量，以便基于所述移位量計算所述工具夾持裝置的夾持力；和輸出部分，所述輸出部分輸出由所述夾持力計算部分計算出的所述夾持力。
2. 根據(jù)權利要求1的工具夾持力測量系統(tǒng)，還包括 測量器件，所述測量器件具有所述主軸受夾部分、所述移位部分、所述夾持力計算部分和所述輸出部分；和顯示器件，所述顯示器件獨立于所述測量器件，并接收從所述輸 出部分傳送來的所述夾持力。
3. —種工具夾持力測量方法，所述工具夾持力測量方法通過工具 夾持力測量系統(tǒng)測量加工設備的工具夾持裝置的夾持力，其中所述加 工設備包括工具容納裝置，所述工具容納裝置在其中容納多個工具，所述多 個工具中的每個工具具有大致相同形狀的受夾部分；所述工具夾持裝置設置于由驅(qū)動源可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的主軸中，且在夾持所述工具的受夾部分時沿著所述主軸的軸線引入所述工具從而夾 持所述工具；和工具輸送裝置，所述工具輸送裝置選擇性地取出在所述工具容納 裝置中容納的所述工具中的一個工具，將所取出的工具輸送到使得所 述工具的受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置，接收由所述 工具夾持裝置夾持的所述工具，并將所述工具輸送到所述工具容納裝 置；其中，所述工具夾持力測量系統(tǒng)包括主軸受夾部分，所述主軸受夾部分具有與所述工具的受夾部分大 致相同的形狀；移位部分，通過將所述主軸受夾部分引入所述工具夾持裝置中使 所述移位部分移位；夾持力計算部分，所述夾持力計算部分探測所述移位部分的移位 量，以便基于所述移位量計算所述工具夾持裝置的夾持力；和輸出部分，所述輸出部分輸出由所述夾持力計算部分計算出的所 述夾持力，其特征在于，所述工具夾持力測量方法包括輸送步驟，其中所述工具輸送裝置選擇性地將預先被容納于所述 工具容納裝置中的所述工具中的一個工具取出，并將所取出的工具輸送到使得所述工具的受夾部分能夠被所述工具夾持裝置夾持的位置； 夾持步驟，其中所述工具夾持裝置夾持所述工具夾持力測量系統(tǒng)的所述主軸受夾部分，然后所述工具輸送裝置解除對所述工具夾持力測量系統(tǒng)的支撐；夾持力測量步驟，其中在夾持所述主軸受夾部分時所述工具夾持力測量系統(tǒng)計算并輸出所述工具夾持裝置的夾持力；解除步驟，其中所述工具輸送裝置支撐由所述工具夾持裝置夾持的所述工具夾持力測量系統(tǒng)，然后所述工具夾持裝置解除對所述工具 夾持力測量系統(tǒng)的主軸受夾部分的夾持；和容納步驟，其中所述工具輸送裝置輸送所述工具夾持力測量系統(tǒng)， 并將所述工具夾持力測量系統(tǒng)容納在所述工具容納裝置中。
4. 根據(jù)權利要求3的工具夾持力測量方法，其中多次重復所述夾 持步驟、所述夾持力測量步驟和所述解除步驟的序列。
5. 根據(jù)權利要求3或4的工具夾持力測量方法，其中所述工具夾 持力測量系統(tǒng)包括測量器件，所述測量器件具有所述主軸受夾部分、所述移位部分、所述夾持力計算部分和所述輸出部分；和顯示器件，所述顯示器件獨立于所述測量器件，并接收從所述輸 出部分傳送來的所述夾持力。
全文摘要
一種工具夾持力測量系統(tǒng)(1)包括具有與工具(400)的受夾部分(402)大致相同形狀的主軸受夾部分(21)；通過將主軸受夾部分(21)引入夾緊機構(304)中移位的滑動部件(28)；探測滑動部件(28)的移位量以基于該移位量計算夾緊機構(304)的夾持力的測壓元件(23)；和通過以無線方式發(fā)射而輸出由測壓元件(23)計算出的夾持力的無線發(fā)射器(24)。因此，一個操作者能夠測量夾持力。
文檔編號G01L5/00GK101296779SQ200680039780
公開日2008年10月29日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權日2005年8月26日
發(fā)明者大島秀人, 小林淳, 星竹夫, 石原孝行, 野尻潤 申請人:豐田自動車株式會社;優(yōu)昵帕路斯股份有限公司