一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，它包括真空旋转节与软管，所述真空旋转节包括真空旋转节转子以及与该真空旋转节转子相配合的真空旋转节定子；所述软管的一端通过软管接头a连接在真空旋转节定子上，所述软管的另一端设有软管接头b；其特征在于它还包括拉力传感器，所述拉力传感器的一端通过第一柔性钢丝绳连接在真空旋转节定子上，该拉力传感器的另一端设有第二柔性钢丝绳。本实用新型不仅结构简单，而且成本低廉，还能通过拉力传感器获得真空旋转节转子和真空旋转节定子之间的运转阻力信息，以指导和判断是否需要更换或维修真空旋转节，做到先知先觉，避免盲目使用设备，减少或降低突发事件发生，适合推广使用。
【专利说明】
一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种状态检测与预警装置，尤其涉及一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置。
【背景技术】
[0002]实际工作中由于受加工工艺、材料材质、产品几何形状、几何尺寸等若干因素的影响和限制，常用的卡盘夹持、工装压板、磁力等装夹方式不能解决机械加工所遇到的一些特殊运用问题。因此，真空装夹方法就成为我们解决工程实际中常采用的特殊装夹方法。真空装夹在带来方便快捷的同时，对于采用此方法进行真空装夹的特殊危险品来说，同样也存在着安全风险。
[0003]使用真空装夹方法时，由于被加工件依靠真空所产生的吸力装夹在车床主轴上并随车床主轴旋转，而静止庞大的真空系统装置无法与旋转的被加工件及主轴一起做旋转运动。因此在静止的真空系统装置与车床主轴之间的真空旋转节的转子和定子结构就起到了联结车床主轴与真空系统装置的桥梁作用，也进而成为关键过渡环节。鉴于许多车床主轴真空旋转节工作条件不良、环境潮湿、易吸入水份及机械颗粒和杂质，其安装位置多数不便于日常维护保养及检查等原因，导致真空旋转节的转子和定子之间相对旋转阻力逐步增大甚至真空旋转节的转子和定子完全锈蚀成为一体，最终突发拉断连接的真空管道或直接损坏真空旋转节事件发生，被加工件瞬间丧失真空装夹力飞出而发生事故或酿成事件。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，以期望解决真空旋转节的转子和定子之间相对旋转阻力逐步增大甚至真空旋转节的转子和定子完全锈蚀成为一体，最终突发拉断连接的真空管道或直接损坏真空旋转节事件发生，被加工件瞬间丧失真空装夹力飞出而发生事故或酿成事件的冋题。
[0005]实用新型的目的通过下述技术方案实现:
[0006]一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，它包括真空旋转节与软管，所述真空旋转节包括真空旋转节转子以及与该真空旋转节转子相配合的真空旋转节定子；所述软管的一端通过软管接头a连接在真空旋转节定子上，所述软管的另一端设有软管接头b ;它还包括拉力传感器，所述拉力传感器的一端通过第一柔性钢丝绳连接在真空旋转节定子上，该拉力传感器的另一端设有第二柔性钢丝绳。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，所述软管为螺旋软管，该螺旋软管上套有软管储筒。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述拉力传感器具有显示屏。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述第一柔性钢丝绳的横截面面积小于第二柔性钢丝绳的横截面面积。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述第一柔性钢丝绳与第二柔性钢丝绳均由不锈钢材质制作而成。
[0011]本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本实用新型不仅结构简单，而且成本低廉，其真空旋转节定子上通过第一柔性钢丝绳连接有拉力传感器，虽然随着使用时间和次数的增加特别是水和杂质逐渐进入真空旋转节内部后真空旋转节内部器件逐渐生锈，真空旋转节转子和真空旋转节定子运转阻力也会变得越来越大；但由于安装了拉力传感器后真空旋转节转子和真空旋转节定子之间的运转阻力会通过第一柔性钢丝绳以拉力的形式传递并作用给拉力传感器，操作者可通过拉力传感器获得真空旋转节转子和真空旋转节定子之间的运转阻力信息，以指导和判断是否需要更换或维修真空旋转节，做到先知先觉，避免盲目使用设备，减少或降低突发事件发生。同时，来自拉力传感器的这些电信号可以作为机床联锁信号和急停信号传递给机床控制系统。
[0013](2)本实用新型的述软管为螺旋软管，该螺旋软管上套有软管储筒，当机床接收到操作人员或机床控制系统发出的急停指令后，车床主轴即使已经制动减速但由于主轴惯性因素仍然在起作用，通常还会转几圈之后才能完全停止下来。软管储筒用于储放长度足以应对这种特殊情况的螺旋软管，在主轴制动过程中软管被转动的真空旋转节定子拉出软管储筒并缠绕在真空旋转节定子上，仍能保证软管接头a不被挣脱，被加工工件的真空夹持条件仍能保持，因此在起到冗余保护功效的同时也进一步提高设备使用、加工过程的安全性。
[0014](3)本实用新型的拉力传感器具有显示屏，通过该显示屏可显示拉力传感器自动检测到的真空旋转节转子与真空旋转节定子之间的转运阻力信息，以便于操作人员查阅。
[0015](4)本实用新型的第一柔性钢丝绳的横截面面积小于第二柔性钢丝绳的横截面面积，以保证第二柔性钢丝绳的拉断力大于第一柔性钢丝绳的拉断力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0017]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0018]I一车床空心主轴，2—真空旋转节转子，3—真空旋转节定子，4一第二柔性钢丝绳，5—拉力传感器，6—第一柔性钢丝绳，7—软管储筒，8—软管，9一软管接头b，10—软管接头a。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明:
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，本实用新型的一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，它包括真空旋转节，所述真空旋转节包括真空旋转节转子2与真空旋转节定子3，所述真空旋转节转子2与真空旋转节定子相互配合并共同组成真空旋转节。使用时，所述真空旋转节转子2与车床空心主轴I固定连接，工作时，真空旋转节转子2则可跟随车床空心主轴I转动。
[0022]所述真空旋转节上还设有为真空装夹工件导入真空的软管8，所述软管8的一端通过软管接头alO连接在真空旋转节定子3上，该软管8的另一端设有软管接头b9。使用时将该软管8通过软管接头b9连接在提供真空源的外部真空管道上或真空源装置上即可。本实用新型的软管8设为螺旋软管，在该螺旋软管上还套有软管储筒7，使用时将该软管储筒7安装在车床上或将该软管储筒7固定在地面上，如图1所示。当软管8受到拉力时，螺旋状的软管可从软管储筒7中被拉伸出来，从而可正常输送真空气体。
[0023]本实用新型的车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置还包括拉力传感器5，为了便于观察拉力传感器5受到的拉力，所述拉力传感器5还具有显示屏。所述拉力传感器5的一端设有第一柔性钢丝绳6，该拉力传感器5的另一端设有第二柔性钢丝绳4，如图1所示。所述拉力传感器5通过第一柔性钢丝绳6连接在真空旋转节定子3上，使用时将第二柔性钢丝绳4固定在车床上或地面上，且第一柔性钢丝绳6与第二柔性钢丝绳4均呈绷直的状态。
[0024]所述第一柔性钢丝绳6与第二柔性钢丝绳4均由不锈钢材质制作而成，且所述第一柔性钢丝绳6的横截面面积小于第二柔性钢丝绳4的横截面面积，即所述第二柔性钢丝绳4的拉断力大于第一柔性钢丝绳6的拉断力。作为优选的实施方式，本实用新型的第一柔性钢丝绳6的拉断力略小于拉力传感器5的最大额定拉力，同时该第一柔性钢丝绳6的拉断力还须大于拉力传感器5最高设定的拉力，该拉力传感器5设定的拉力为机床操作人员和维修人员根据安全要求认为设定的拉力上线警戒或报警值。
[0025]当本实用新型的车床主轴真空旋转节没有设计安装拉力传感器5的情况下且使用新的真空旋转节工作时，真空旋转节转子2和真空旋转节定子3相对旋转轻灵，摩擦阻力很小不会发生问题。但随着使用时间和次数的增加特别是水和杂质逐渐进入真空旋转节内部后真空旋转节内部器件逐渐生锈，真空旋转节转子2和真空旋转节定子3运转阻力会变得越来越大，而操作者却不能感受到。当这种运转阻力增大到足以带动真空旋转节定子3跟随真空旋转节转子2 —起旋转而挣脱软管8的束缚时软管8与真空旋转节定子3的连接关系被破坏，依靠真空装夹加工件的真空条件瞬间丧失极易造成事故。
[0026]当本实用新型的车床主轴真空旋转节设计安装拉力传感器5后，虽然随着使用时间和次数的增加特别是水和杂质逐渐进入真空旋转节内部后真空旋转节内部器件逐渐生锈，真空旋转节转子2和真空旋转节定子3运转阻力也会变得越来越大。但由于安装了拉力传感器5后真空旋转节转子2和真空旋转节定子3之间的运转阻力会通过第一柔性钢丝绳6以拉力的形式传递并作用给拉力传感器5，拉力传感器5自动检测到这些变化并在拉力传感器5的显示屏上显示这一信息。操作者可以直观地获得这些信息，以指导和判断是否需要更换或维修真空旋转节，做到先知先觉，避免盲目使用设备，减少或降低突发事件发生。同时，来自拉力传感器5的这些电信号可以作为机床联锁信号和急停信号传递给机床控制系统。
[0027]此外，当机床接收到操作人员或机床控制系统发出的急停指令后，车床主轴即使已经制动减速但由于主轴惯性因素仍然在起作用，通常还会转几圈之后才能完全停止下来。所以本实用新型针对这种情况还特别设置有软管储筒7，并将软管8设置为螺旋软管，软管储筒7用于储放长度足以应对这种特殊情况的螺旋软管，在主轴制动过程中软管8被转动的真空旋转节定子3拉出软管储筒7并缠绕在真空旋转节定子3上，仍能保证软管接头alO不被挣脱，被加工工件的真空夹持条件仍能保持，因此在起到冗余保护功效的同时也进一步提高设备使用、加工过程的安全性。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，它包括真空旋转节与软管(8)，所述真空旋转节包括真空旋转节转子(2)以及与该真空旋转节转子(2)相配合的真空旋转节定子(3);所述软管(8)的一端通过软管接头a(10)连接在真空旋转节定子(3)上，所述软管(8)的另一端设有软管接头b (9);其特征在于它还包括拉力传感器(5)，所述拉力传感器(5)的一端通过第一柔性钢丝绳(6)连接在真空旋转节定子(3)上，该拉力传感器(5)的另一端设有第二柔性钢丝绳(4)。
2.按照权利要求1所述的一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，其特征在于所述软管(8)为螺旋软管，该螺旋软管上套有软管储筒(7)。
3.按照权利要求1或2所述的一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，其特征在于所述拉力传感器(5)具有显示屏。
4.按照权利要求3所述的一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，其特征在于所述第一柔性钢丝绳出)的横截面面积小于第二柔性钢丝绳(4)的横截面面积。
5.按照权利要求4所述的一种车床主轴真空旋转节状态检测与预警装置，其特征在于所述第一柔性钢丝绳(6)与第二柔性钢丝绳(4)均由不锈钢材质制作而成。
【文档编号】B23B19/02GK204182928SQ201420615433
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】廉国营 申请人:中国工程物理研究院化工材料研究所