卡盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有卡盘主体的卡盘，其中夹钳可移动地设置在径向延伸的导轨座上，所述夹钳包括下钳口和上钳口，上钳口在舌榫中设置于下钳口上，且具有至少一个传感器，用于检测夹紧力，所述传感器与其中一个夹钳相连接。
【背景技术】
[0002]现代的机械工具，机器主轴能够以非常高的旋转速度运行，这大大缩短了机械加工时间，从而显著提高了生产力。但是，内部夹紧和外部夹紧中出现的最根本的问题是施加在工件上的夹紧力是改变的，且特别是在由于离心力而使外部夹紧减小的情况下，就会导致不能总是保证可靠夹持。将这种情况考虑在内的一种方法是将初始夹紧力增大到虽然存在由于离心力而导致的夹紧力损失但也仍然能够保证最小夹紧力的程度。但是，这会由于安全方面的原因而不能令人满意，所以在力传动链上设置用于检测实际作用的夹紧力的传感器，用于调整夹钳，这样传感器信号就能提供至控制环路，以便补偿夹紧力的任何变化。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的是设计一种本文开头提到的类型的卡盘，其传感器的放置不会削弱夹紧力的传递和夹钳对工件的夹持。
[0004]该目的通过本发明达成，在上述类型的卡盘中，所采用的方法是将传感器与舌榫相连接。
[0005]因此，传感器设置于下钳口和上钳口之间的交界面中，且因此不会削弱夹钳与工件的接触。因此，现在就存在选择，特别是，传感器不直接集成在力传动链中，而是与其并行设置，因为改变会被位于力传动链中的组件检测到。
[0006]因此，如果在舌榫(其由一凹槽和下钳口或上钳口这两个钳口的其中一个中的相互垂直的交叉连接板组成，在两个钳口的另一个中具有相应的结构)中，传感器与面对另一个钳口的交叉连接板的表面相连接，这在本发明的范围内是特别优选的。在力传动链中，来自于下钳口的力引入夹钳中，并从夹钳到达工件，压缩力作用在卡盘的径向方向上的交叉连接板上；这些力使交叉连接板变形，并能够被传感器检测到。
[0007]传感器设置于下钳口上在本发明的范围内也是优选的，这是因为对于下钳口存在与任何需要的上钳口一起操作的选择，而不会损害夹紧力的测量，或者换句话说，存在更换上钳口的选择。
[0008]已经证明，有利的是，传感器包括应变计，且特别是由传感器膜片组成的传感器，所述传感器膜片由其中成型有应变计测量结构的支持基板制成。采用这种类型的传感器，就有可能通过例如激光焊接将其连接到舌榫，这样总的来说钳口上不会产生很大的热应力。
[0009]此外，在本发明的范围内，还有可能将传感器膜片与交叉连接板相连接，交叉连接板上通过喷溅和光刻直接成型有测量结构。因此，并不是一定要分开生产下钳口和传感器膜片，然后再将它们结合在一起，而是有可能将传感器膜片本身实施为钳口的集成组件。因此，在本文中，交叉连接板成型于能够设置于钳口中的榫块上也是有利的。这提供了以下优势，即仅有榫块需要插入到所需的涂覆系统中，用于直接构建，也就是说，避免了插入更多钳口。但是，榫块也可与焊接的传感器膜片一起使用，而并不仅仅是直接构建。
[0010]由于立方体榫块刚性不够，变形只有部分会被传感器检测到，因此，榫块具有增加其刚性的补强条，特别是具有T型形状的补强条。
[0011]本发明的范围内还有其它设置，一致动器设置于下钳口和上钳口之间，用于微调；利用该致动器，特别是能够对传感器的静态信号和桥零信号进行调节。
[0012]本发明的范围内还有其它设置，设置有一遥测单元，用于能量和数据的非接触传递，或者一电存储单元和一无线电模块与下钳口相连接。
【附图说明】
[0013]下面利用附图中所示的典型实施例对本发明进行详细说明，其中所示为:
[0014]图1根据本发明安装有下钳口和上钳口的卡盘的透视图；
[0015]图2贯穿图1中的卡盘的纵切面图；
[0016]图3从图2分离的下钳口和上钳口的视图；
[0017]图4分离的下钳口的透视图；
[0018]图5对应于图3，下钳口和上钳口的可选实施例的视图；
[0019]图6对应于图4，下钳口的可选实施例的视图；
[0020]图7对应于图4，具有焊接上的传感器膜片的实施例的视图；
[0021]图8对应于图4，另一个可选实施例的视图；
[0022]图9具有连接的传感器膜片的上钳口的透视图；
[0023]图10下钳口的透视图；
[0024]图11另一个可选实施例的透视图；
[0025]图12另一个可选实施例的透视图；
[0026]图13另一个可选实施例的透视图；
[0027]图14对应于图3，具有致动器的视图；
[0028]图15对应于图8，具有与下钳口分离制造的榫块的视图；
[0029]图16具有榫块、传感器膜片以及电源和信号线路的完整夹钳的横截面视图；和
[0030]图17没有上钳口或安装螺钉的透视图。
【具体实施方式】
[0031]在附图中，图1所示为一种实施为杠杆式卡盘的卡盘1，其具有低滞后的卡盘主体
2。在该卡盘中，夹钳4设置在三个径向延伸的导轨座3中，夹钳包括下钳口 5和上钳口 6，上钳口 6在舌榫7中设置于下钳口 5上。舌榫7包括凹槽8和交叉连接板9，交叉连接板9在下钳口 5或上钳口 6的其中一个中相互垂直，另一个钳口中具有相应的结构。在图3和4中所示的实施例中，凹槽8形成于下钳口 5中，具有凹槽壁10，且交叉连接板9形成于所述壁上。
[0032]为了检测夹紧力，传感器11与夹钳4相关联，特别是与舌榫7相关联。在这种情况下，传感器与下钳口 5或上钳口 6相连接的可能性是存在的，以在下钳口 5上这种设计，提供了以下优势，即可在不影响检测夹紧力的情况下更换上钳口 6。传感器11包括应变计12，在常规设计中，其只需通过涂胶设置于交叉连接板9上即可。
[0033]但是，优选地且因此显示在附图中，传感器11包括薄膜结构的传感器膜片13，可通过激光焊接连接至交叉连接板9，其中传感器膜片13包括0.1至0.2毫米厚并采用金属片制成的支持基板，其中应变计测量结构通过喷溅和光刻应用。可选地，通过涂胶进行连接同样也是可能的。
[0034]图4至15所示为下钳口 5或上钳口 6上传感器膜片13可设置的不同位置，即在下钳口 5的舌榫7的交叉连接板9上，或者上钳口 6的舌榫7的交叉连接板9上。通常，还有可能设置在凹槽8的区域中，或使用多个传感器11或传感器膜片13。测量主体，即，例如交叉连接板9的尺寸必须进行设计，以便在最大力时，产生足够大的变形，并从而产生足够大的线性和横向应力。舌榫7的形状也可适于获得所需的应变。
[0035]图11-13所示为另外的纵向和横向凹槽如何影响交叉连接板的刚性，并从而影响位于其上的传感器膜片(未显示)的灵敏度。此外，电源和信号线路可直接穿过孔7至传感器膜片13的薄膜结构。
[0036]可选地，这提供了在底部将传感器膜片与薄膜结构相连接的选择。这样，薄膜结构及其与焊接上的线路的接触点从外部受到保护，且另外还可装罐。设置有一遥测单元，用于从旋转卡盘1(图17)传输能量和数据。
[0037]在图14中所示的典型实施例中，设置有调节螺钉14，通过调节螺钉14，能够调节上钳口 6相对于下钳口 5的位置，以便对齐下钳口 5和上钳口 6时实现定义的初始条件。
[0038]图15所示为传感器膜片13不必专门地直接焊接在下钳口 5或上钳口 6的交叉连接板9上。替代地，出于经济以及生产和装配方面的原因，传感器膜片13也可模制在榫块15上。
[0039]对于传感器膜片13，单独生产然后通过激光焊接连接至下钳口 5并不是绝对必要的，这是因为也有可能直接在钳口上形成实施传感器膜片13所需的薄膜结构。由于涂覆设备中紧张的安装空间，直接构造完整的下钳口 5—般来说是不可能的，因此可能使用自身为刚性的榫块15，其设计为T型，也就是说，具有补强条16，然后固定在钳口中。
[0040]可选地，也有可能将电存储单元和无线电模块与下钳口 5相连接，以便通过传感器11将所获得的数据传送至一静止系统。
[0041]图16:此外，当采用榫块15时，通过下钳口 5中的致动器进行微调也是可能的。
[0042]附图标记列表:
[0043]I 卡盘
[0044]2 卡盘主体
[0045]3 导轨座
[0046]4 夹钳
[0047]5 下钳口
[0048]6 上钳口
[0049]7 舌榫
[0050]8 凹槽
[0051]9交叉连接板
[0052]10凹槽壁
[0053]11传感器
[0054]12应变计
[0055]13传感器膜片
[0056]14调节螺钉
[0057]15榫块
[0058]16补强条
[0059]17孔
[0060]18电源和信号线路
[0061]19凹座
【主权项】
1.卡盘，具有一卡盘主体(2)，其中多于一个夹钳(4)可移动地在径向延伸的导轨座(3)中得到支撑，所述夹钳包括下钳口(5)和在舌榫(7)中设置于下钳口(5)上的上钳口(6)，所述卡盘还具有至少一个用于检测夹紧力的传感器(11)，所述传感器(11)与其中一个夹钳(4)相关联，其特征在于:所述传感器(11)与舌榫相关联。2.根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于:舌榫(7)由下钳口(5)和上钳口(6)这两个钳口中的一个中的相互垂直的凹槽(8)和交叉连接板(9)组成，在这两个钳口的另一个中具有对应的结构，在所述舌榫(7)中传感器(11)与面对另一个钳口的交叉连接板(9)的表面相关联。3.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于:传感器(11)位于下钳口(5)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的卡盘，其特征在于:传感器(11)包括应变计(12)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的卡盘，其特征在于:传感器(11)包括传感器膜片(13)，传感器膜片由支持基板制成，所述支持基板中成型有应变计测量结构。6.根据权利要求5所述的卡盘，其特征在于:交叉连接板(9)成型于榫块(15)上，所述榫块被定位于钳口中。7.根据权利要求5或6所述的卡盘，其特征在于:传感器膜片(13)与交叉连接板(9)相关联，测量结构通过喷溅和光刻直接成型于交叉连接板(9)上。8.根据权利要求1至4中任一项所述的卡盘，其特征在于:孔(17)和凹槽(19)均置于交叉连接板(9)中，通过此路径电源和信号线(18)接触朝下的测量结构。9.根据权利要求6至8中任一项所述的卡盘，其特征在于:榫块(15)具有补强条(16)。10.根据权利要求2至9中任一项所述的卡盘，其特征在于:出于微调的目的，一致动器(14)设置于下钳口(5)和上钳口(6)或榫块(15)之间。11.根据权利要求1至10中任一项所述的卡盘，其特征在于:设置有一遥测单元，用于非接触式地传输能量和数据。12.根据权利要求1至11中任一项所述的卡盘，其特征在于:一电存储单元和一无线电模块与下钳口(5)相关联。
【专利摘要】本发明涉及一种卡盘，其具有一卡盘主体(2)，其中夹钳(4)可移动地设置在径向延伸的导轨座(3)上，所述夹钳包括下钳口(5)和上钳口(6)，上钳口在舌榫(7)中设置于下钳口(5)上，且具有至少一个传感器(11)，用于检测夹紧力：传感器(11)与舌榫相连接。
【IPC分类】B23B31/28, B23Q17/00
【公开号】CN104942325
【申请号】CN201510129055
【发明人】C·诺伊鲍尔
【申请人】罗姆股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月23日
【公告号】DE102014104285A1, EP2923784A1, US20150273644