[发明专利]机床主轴夹紧力在线监测系统

说明书

本发明公开了一种机床主轴夹紧力在线监测系统，包括主轴外壳，所述主轴外壳内设置有拉杆，其特征在于：位于主轴外壳外部的拉杆端设置有一组位移缩小机构，位移缩小机构包括初级从动杆、次级从动杆以及分别位于初级从动杆和次级从动杆上的多个支撑杆，所述初级从动杆首端固定在拉杆端部侧面，末端通过支撑杆连接着次级从动杆，所述次级从动杆的末端通过支撑杆设置在主轴外壳的上端面上，所述次级从动杆的前端与主轴外壳的上端面之间设置有一个弯曲片，所述弯曲片的一侧粘贴固定有压电陶瓷薄膜，另一侧粘贴固定有超磁致伸缩薄片。本发明能够使机床在工作过程中，其主轴内的碟形弹片的实时恢复弹力受到全程监控，提高主轴夹紧刀柄的可靠性。

【技术领域】

本发明涉及机床工具的技术领域，特别是涉及一种机床主轴夹紧力在线监测系统。

【背景技术】

立式加工中心的主轴夹紧一般具有两种方式，一种是推力夹紧，另一种是拉力夹紧，两种夹紧方式均利用楔形面的配合滑移来实现夹紧，其中拉力夹紧的主轴结构比较简单，这有助于稳定主轴装配精度，保证加工性能。

拉力夹紧式主轴内部具有一根拉杆，其上布置有数十层碟形弹片，依靠碟形弹片的回复弹力作为刀柄拉丁的提拉夹紧力。采用这种结构的机床主轴，在不断地使用过程中，碟形弹片的恢复弹力呈下降趋势，一旦碟形弹片的恢复弹力下降到一定数值后，主轴对刀柄的夹紧将会失效，存在加工事故隐患，并会导致加工精度下降。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种机床主轴夹紧力在线监测系统，能够使机床在工作过程中，其主轴内的碟形弹片的实时恢复弹力受到全程监控，提高主轴夹紧刀柄的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出了一种机床主轴夹紧力在线监测系统，包括主轴外壳，所述主轴外壳内设置有拉杆，所述拉杆上套装有多片碟簧片，拉杆上端穿过主轴外壳，并通过连接套筒与打刀缸的输出轴固定连接，其特征在于：位于主轴外壳外部的拉杆端设置有一组位移缩小机构，位移缩小机构包括初级从动杆、次级从动杆以及分别位于初级从动杆和次级从动杆上的多个支撑杆，所述初级从动杆首端固定在拉杆端部侧面，末端通过支撑杆连接着次级从动杆，所述次级从动杆的末端通过支撑杆设置在主轴外壳的上端面上，所述次级从动杆的前端与主轴外壳的上端面之间设置有一个弯曲片，所述弯曲片的一侧粘贴固定有压电陶瓷薄膜，另一侧粘贴固定有超磁致伸缩薄片，所述弯曲片、压电陶瓷薄膜和超磁致伸缩薄片的组合体上套装有一个具有多匝的涡流线圈；所述涡流线圈的导线两端连接在一个信号放大器上，所述信号放大器依次连接有稳流器、第一滤波器和控制器的输入端，所述压电陶瓷薄膜的两个侧面上分别引出电极线，电极线依次连接有变压器、稳压器、第二滤波器和控制器的输入端，所述控制器的输出端通过导线连接有电磁阀，所述电磁阀分别与气泵和打刀缸通过导气管连接。

作为优选，所述打刀缸通过支撑架固定在主轴外壳上端。

作为优选，所述位移缩小机构的初级从动杆、次级从动杆与支撑杆的连接处均为柔性铰链结构。

作为优选，所述控制器为FANUC系统的PMC控制器。

作为优选，所述压电陶瓷薄膜和超磁致伸缩薄片均采用环氧树脂粘贴在弯曲片上。

本发明的有益效果：本发明通过在主轴外壳上端设置与主轴拉杆的运动关联的检测模块对拉杆上的碟簧片弹力进行实时监测，在此主思路的基础上，创造性的采用压电陶瓷薄膜和超磁致伸缩薄片相结合的方式进行检测，两组不同的原理的采集信号可以相互佐证，防止显著误差对主轴正常动作的恶意误判，保证主轴工作的可靠性。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明的结构原理图；

图2是图1中A部的放大图。