TWI752778B - 加工軸運轉狀態偵測裝置 - Google Patents
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Abstract
一種加工軸運轉狀態偵測裝置，用以安裝於一主軸裝置，該主軸裝置包括一沿一軸線延伸的軸座、一設置於該軸座內並可相對該軸座轉動的加工軸，及一沿該軸線方向設置在該軸座的一端外並圍繞該加工軸的端蓋，該加工軸運轉狀態偵測裝置包含一供電單元及一感測單元，該供電單元包括一設置於該端蓋的電源輸出件，及一設置於該加工軸並與該電源輸出件電連接的電源接收件，該感測單元設置於該加工軸用以偵測該加工軸的狀態並與該電源接收件電連接，透過該感測單元直接偵測該加工軸的運轉狀態，可減少偵測的誤差以提高偵測精準度。
Description
本發明是有關於一種偵測裝置，特別是指一種加工軸運轉狀態偵測裝置。
參閱圖1，一種現有的偵測裝置5，適用於偵測一安裝於一軸座6的主軸7，該軸座6包括一軸套61，及多個設置於該軸套61與該主軸7間的軸承62，該偵測裝置5包括一設置於該軸套61用於偵測該主軸7狀態的感測器51，及一與該感測器51電連接的供電器(圖未示)。
然而，受限於該感測器51必須接收該供電器的供電以運作，該感測器51只能設置於該軸套61，由於該感測器51與該主軸7之間存在該等軸承62，導致該感測器51易受該等軸承62的干擾而無法直接偵測該主軸7的狀態，在偵測時易受到遮蔽干擾進而影響偵測數據，例如偵測該主軸7的溫度時，獲得的偵測數據與該主軸7的實際溫度相比誤差較大，存在偵測準確度較差的問題。
因此，本發明的目的，即在提供一種可提高偵測準確度的加工軸運轉狀態偵測裝置。
於是，本發明加工軸運轉狀態偵測裝置，用以安裝於一主軸單元，該主軸單元包括一沿一軸線延伸的軸座、一設置於該軸座內並可相對該軸座轉動的加工軸，及一沿該軸線方向設置在該軸座的一端外並圍繞該加工軸的端蓋，該加工軸運轉狀態偵測裝置包含一供電單元，及一感測單元，該供電單元包括一設置於該端蓋的電源輸出件，及一設置於該加工軸並與該電源輸出件電連接的電源接收件，該感測單元設置於該加工軸用以偵測該加工軸的狀態並與該電源接收件電連接。
本發明的功效在於：藉由設置於該加工軸的感測單元，可直接偵測該加工軸的運轉狀態，減少偵測的誤差，進一步提高偵測精準度。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2至圖6，本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的一第一實施例，用以安裝於一主軸裝置4，該主軸裝置4包括一沿一軸線L延伸的軸座41、一設置於該軸座41內並可相對該軸座41轉動的加工軸42、多個設置於該軸座41與該加工軸42間的軸承43、一沿該軸線L方向設置在該軸座41的一端外並圍繞該加工軸42的端蓋44、一可拆卸地插置於該加工軸42的刀座45，及一可拆卸地插置於該刀座45的刀具46。該加工軸42的局部位於該軸座41外並具有一外周面421，一設置於該外周面421的環槽422，及一設置於該外周面421並連通該環槽422的第一容置槽423。該端蓋44利用數支螺絲81沿該軸線L方向鎖置在該端蓋44與該軸座41之間以與該軸座41鎖結，並具有一圍繞該加工軸42的內周面441，及一凹設於該內周面441並對準該第一容置槽423的第二容置槽442。
該加工軸運轉狀態偵測裝置包含一供電單元1，及一與該供電單元1電連接的感測單元2。
參閱圖2至圖7，該供電單元1包括一設置於該端蓋44的電源輸出件11，及一設置於該加工軸42並與該電源輸出件11以無線傳輸的方式電連接的電源接收件12。
該電源輸出件11安裝固定在該端蓋44的第二容置槽442中，並具有一形狀與該端蓋44的內周面441銜接的凹弧面111，本實施例是藉由數支螺絲82沿一與該軸線L垂直的徑線方向鎖置在該端蓋44與該電源輸出件11之間，使該電源輸出件11固定在該第二容置槽442中，且組裝完成後，該電源輸出件11的凹弧面111與該端蓋44的內周面441銜接組成一內圓周面10。
該電源接收件12具有一呈C型片狀環設在該加工軸42的環槽422中的感應部121，及一連接於該感應部121一端並插置於該感測單元2的導電端部122。
該電源輸出件11可利用電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式的無線充電傳輸方式供電給該電源接收件12。
該感測單元2安裝固定於該加工軸42的第一容置槽423，該電源接收件12的導電端部122插置於該感測單元2，使該感測單元2與該導電端部122電連接，該感測單元2具有一形狀與該電源輸出件11的凹弧面111相配合的凸弧面21、一可偵測該加工軸42的狀態的偵測模組22，及一與該偵測模組22電連接的訊號傳遞模組23。
本實施例是藉由數支螺絲83沿該徑線方向鎖置在該感測單元2與該加工軸42之間，使該感測單元2固定在該第一容置槽423中，組裝完成後，該感測單元2的凸弧面21與該電源接收件12的感應部121銜接組成一概呈圓形的外圓周面20，且該外圓周面20位於該內圓周面10內並可相對該內圓周面10順暢轉動。
茲進一步說明本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的第一實施例的運作原理及產生的功效：
該主軸裝置4的加工軸42運作時，該加工軸42相對於該軸座41以該軸線L為中心旋轉，帶動該電源接收件12重複經過該電源輸出件11，該電源輸出件11便可不斷地對該電源接收件12進行充電。藉由該感應部121的長度接近該加工軸42的外周面421的長度，當該加工軸42每旋轉一圈，該感應部121就可接收大部分由該電源輸出件11輸出的供電，進而可提升該供電單元1的供電效率，本實施例中，該電源接收件12為單一個無線充電接收片，於本實施例的其他變化態樣中，該電源接收件12也可由多個安裝在該加工軸42的環槽422的無線充電接收片串聯組合而成，只要能達成接收該電源輸出件11的供電並將接收的電流再傳輸給該感測單元2的功效即可，並不須限制該電源接收件12的形狀與安裝形式。
該電源輸出件11輸出的電流經該電源接收件12的感應部121、該導電端部122傳輸至該感測單元2，使該感測單元2保有電力以執行偵測作業，藉由該感測單元2的凸弧面21與該感應部121銜接組成該外圓周面20，該電源輸出件11的凹弧面111與該端蓋44的內周面441銜接組成該內圓周面10，且該外圓周面20位於該內圓周面10內並可相對該內圓周面10順暢轉動，使該加工軸42可不受該感測單元2干涉地順暢轉動。
本發明將該感測單元2設置於該加工軸42，對於偵測該加工軸42的工作狀態具有相當大的幫助，例如該刀具46對一工件(圖未示)進行加工旋轉摩擦所產生的熱傳遞至該加工軸42，使該加工軸42的溫度升高時，該感測單元2能直接偵測並傳輸該加工軸42的溫度數據，讓使用者能精確得知該加工軸42的狀態。
參閱圖8，該感測單元2的偵測模組22可透過該訊號傳遞模組23將偵測數據傳輸至一資料庫3供紀錄及分析使用，且該偵測模組22可利用重力感測器、溫度感測器、紅外線感測器、高斯計等感測器來偵測該加工軸42的運轉狀態資訊，例如溫度、震動、磁場、磁力、形變量或噪音等等，該訊號傳遞模組23可透過藍芽、Wi-Fi或NB-IoT的方式將該偵測模組22所偵測到的數據資料傳輸至該資料庫3，由於該偵測模組22的偵測方式與該訊號傳遞模組23的傳輸方式為相關領域的通常知識，且非本發明的技術重點，在此不詳述其技術細節。
綜上所述，本發明加工軸運轉狀態偵測裝置該第一實施例具有以下功效及優點：
一、藉由將該感測單元2直接設置於該加工軸42，可直接偵測該加工軸42的運轉狀態，減少偵測誤差，進而可提高偵測精準度。
二、該電源接收件12的感應部121呈C型環設在該加工軸42的環槽422內，使該電源輸出件11在該加工軸42處於轉動狀態下，仍可穩定地供電輸出至該電源接收件12，使該感測單元2能常保電力進行偵測作業。
三、本發明只需拆除該端蓋44，就可方便拆卸、更換該感測單元2。
參閱圖9至圖12、圖8，本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的一第二實施例，用以安裝於一主軸裝置4'，該主軸裝置4'包括一沿一軸線L延伸的軸座41'、一設置於該軸座41'內並可相對該軸座41'轉動的加工軸42'、多個設置於該軸座41'與該加工軸42'間的軸承43、一沿該軸線L方向設置在該軸座41'的一端外並圍繞該加工軸42'的端蓋44'、一可拆卸地插置於該加工軸42'的刀座45，及一可拆卸地插置於該刀座45的刀具46。
該加工軸42'的局部位於該軸座41外並具有一遠離該軸座41的小徑段47，及一靠近該軸座41的大徑段48，該大徑段48具有一外周面481，一連接該外周面481與該小徑段48的大徑端面482，一設置於該大徑端面482的環槽483，及一連通該大徑端面482與該環槽483及該外周面481的第三容置槽484。
該端蓋44'利用數支螺絲81沿該軸線L方向鎖置在該端蓋44’與該軸座41'之間以與該軸座41'鎖結，並具有一環繞該加工軸42'的大徑段48的內周面441'，及一遠離該軸座41'的外端面443。
該加工軸運轉狀態偵測裝置包含一供電單元1'，及一與該供電單元1'電連接的感測單元2'。
該供電單元1'包括一設置於該端蓋44'的電源輸出件11'、一設置於該加工軸42'並與該電源輸出件11'以無線傳輸的方式電連接的電源接收件12'，及一呈環形蓋設該感測單元2'及該電源接收件12'的蓋板13。
該電源輸出件11'安裝固定在該端蓋44'的外端面443，並具有一鄰近該加工軸42'的小徑段47的凹弧面111'，本實施例是藉由數支螺絲82沿該軸線L方向鎖置在該電源輸出件11與該端蓋44之間，使該電源輸出件11固定於該外端面443。
該電源接收件12'具有一呈C型片狀嵌置固定在該加工軸42'的環槽483中的感應部121'，及一連接於該感應部121'一端並插置於該感測單元2'的導電端部122'。
該電源輸出件11'的凹弧面111’鄰近該小徑部47，所以該電源輸出件11'遮蔽在該電源接收件12'外側，使該加工軸42'旋轉時，該電源接收件12'可穩定持續接收該電源輸出件11'的供電。
該電源輸出件11'與該第一實施例相同，可利用電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式的無線充電傳輸方式供電給該電源接收件12'。
該感測單元2'安裝固定在該加工軸42'的第三容置槽484內，該電源接收件12'的導電端部122'插置於該感測單元2'，使該感測單元2'與該導電端部122'電連接，該感測單元2'具有一形狀與該端蓋44'的內周面441'相配合的凸弧面21'、一可偵測該加工軸42'的狀態的偵測模組22，及一與該偵測模組22電連接的訊號傳遞模組23，該偵測模組22及該訊號傳遞模組23與該第一實施例相同。
本實施例是藉由數支螺絲83沿該軸線L方向鎖置在該感測單元2'與該加工軸42'的大徑段48之間，使該感測單元2'固定在該第三容置槽484中，組裝完成後，該感測單元2'的凸弧面21'與大徑段48的外周面481銜接組成一外圓周面20'，且該外圓周面20'位於該端蓋44'的內周面441'內並可相對該內周面441'順暢轉動。
該蓋板13嵌置固定在該環槽483中並遮蓋在該感測單元2'與該電源接收件12'外，再藉由該電源輸出件11'遮蔽在該蓋板13外側，可以防止該蓋板13脫落。
本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的第二實施例與該第一實施例的差異在於：
該第二實施例的電源輸出件11'設置於該端蓋44'外部，無須將該端蓋44'拆卸，於拆卸該電源輸出件11'及該蓋板13後，即可使該感測單元2'及該電源接收件12'顯露，便於維護與拆卸安裝該感測單元2'及該電源接收件12'，且在該加工軸42'旋轉時，該電源輸出件11'同樣能提供該電源接收件12'穩定的供電輸出，惟該電源接收件12'與該電源輸出件11'間存在該蓋板13，相較於該第一實施例，該第二實施例的供電單元1'供電的效率會稍微降低。
綜上所述，本發明加工軸運轉狀態偵測裝置該第二實施例具有以下功效及優點：
一、藉由將該感測單元2'直接設置於該加工軸42'，可直接偵測該加工軸42'的運轉狀態，減少偵測誤差，進而可提高偵測精準度。
二、該電源接收件12'的感應部121'呈C型環設在該加工軸42'的環槽483內，使該電源輸出件11'在該加工軸42'處於轉動狀態下，仍可穩定地供電輸出至該電源接收件12'，使該感測單元2'能常保電力進行偵測作業。
三、本發明只須拆卸該電源輸出件11'及該蓋板13，即可拆卸、更換該感測單元2'。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1,1':供電單元
10:內圓周面
11,11':電源輸出件
111,111':凹弧面
12,12':電源接收件
121,121':感應部
122,122':導電端部
13:蓋板
2,2':感測單元
20,20':外圓周面
21,21':凸弧面
22:偵測模組
23:訊號傳遞模組
3:資料庫
4,4':主軸裝置
41,41':軸座
42,42':加工軸
421:外周面
422:環槽
43:軸承
44,44':端蓋
441,441':內周面
442:第二容置槽
443:外端面
45:刀座
46:刀具
47:小徑段
48:大徑段
481:外周面
482:大徑端面
483:環槽
484:第三容置槽
5:偵測裝置
51:感測器
6:軸座
61:軸套
62:軸承
7:主軸
81:螺絲
82:螺絲
83:螺絲
L:軸線
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是現有的一偵測裝置安裝於一軸套的一不完整的剖視示意圖；
圖2是本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的一第一實施例的立體
組合圖；
圖3是沿圖2中之線III-III取得的一剖視圖；
圖4是沿圖3中之線IV-IV所取得的一剖視圖；
圖5是該第一實施例的一不完整的局部放大剖視圖；
圖6是該第一實施例的一局部立體分解圖；
圖7是該第一實施例的一局部立體分解圖；
圖8是該第一實施例的一偵測流程圖；
圖9是本發明加工軸運轉狀態偵測裝置的一第二實施例的立體組合圖；
圖10是該第二實施例的一不完整的立體分解圖；
圖11是該第二實施例的一不完整的局部立體分解圖；及
圖12是該第二實施例的一不完整的局部剖視圖。
1:供電單元
11:電源輸出件
111:凹弧面
12:電源接收件
2:感測單元
21:凸弧面
4:主軸裝置
41:軸座
42:加工軸
421:外周面
422:環槽
423:第一容置槽
43:軸承
44:端蓋
441:內周面
442:第二容置槽
45:刀座
46:刀具
L:軸線
Claims (8)
- 一種加工軸運轉狀態偵測裝置，用以安裝於一主軸裝置，該主軸裝置包括一沿一軸線延伸的軸座、一設置於該軸座內並可相對該軸座轉動的加工軸，及一沿該軸線方向設置在該軸座的一端外並圍繞該加工軸的端蓋，該端蓋具有一圍繞該加工軸的內周面，該加工軸運轉狀態偵測裝置包含：一供電單元，包括一設置於該端蓋的電源輸出件，及一設置於該加工軸並可與該電源輸出件透過無線傳輸電連接的電源接收件；及一感測單元，設置於該加工軸並與該電源接收件電連接，該感測單元包括一偵測該加工軸狀態的偵測模組，及一與該偵測模組電連接的訊號傳遞模組，該電源輸出件設置於該端蓋的內周面，該電源接收件具有一環設於該加工軸的感應部，及一連接於該感應部一端並與該感測單元電連接的導電端部。
- 如請求項1所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該主軸裝置的加工軸具有一面對該端蓋的內周面的外周面、一設置於該外周面的環槽，及一設置於該外周面並連通該環槽的第一容置槽，該感測單元設置於該加工軸的第一容置槽，該電源接收件的感應部設置於該環槽，且該導電端部插置於該感測單元。
- 如請求項1所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該主軸裝置的端蓋還具有一凹設於該內周面的第二容置槽，該 電源輸出件設置於該第二容置槽並具有一形狀與該端蓋的內周面銜接的凹弧面。
- 如請求項3所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該感測單元具有一形狀與該電源輸出件的凹弧面相配合的凸弧面，該凸弧面與該電源接收件的感應部銜接組成一外圓周面。
- 一種加工軸運轉狀態偵測裝置，用以安裝於一主軸裝置，該主軸裝置包括一沿一軸線延伸的軸座、一設置於該軸座內並可相對該軸座轉動的加工軸，及一沿該軸線方向設置在該軸座的一端外並圍繞該加工軸的端蓋，該加工軸的局部位於該軸座外並具有一遠離該軸座的小徑段，及一靠近該軸座並供該感測單元設置的大徑段，該加工軸運轉狀態偵測裝置包含：一供電單元，包括一設置於該端蓋的電源輸出件，及一設置於該加工軸並可與該電源輸出件透過無線傳輸電連接的電源接收件；及一感測單元，設置於該加工軸並與該電源接收件電連接，該感測單元包括一偵測該加工軸狀態的偵測模組，及一與該偵測模組電連接的訊號傳遞模組，該電源接收件具有一環設於該大徑段的感應部，及一連接於該感應部一端並與該感測單元電連接的導電端部。
- 如請求項5所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該大徑段具有一外周面、一連接該外周面與該小徑段的大徑端面，及一設置於該大徑端面的環槽，該加工軸還具有一連 通該大徑端面與該環槽及該外周面並供該感測單元容置的第三容置槽，該電源接收件的感應部設置於該環槽，且該導電端部插置於該感測單元。
- 如請求項6所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該端蓋具有一環繞該加工軸的大徑段的內周面，及一遠離該軸座的外端面，該感測單元還具有一形狀與該端蓋的內周面相配合的凸弧面，該電源輸出件設置於該端蓋的外端面並具有一鄰近該加工軸的小徑段的凹弧面。
- 如請求項1所述的加工軸運轉狀態偵測裝置，其中，該訊號傳遞模組可透過藍芽、wifi或NB-IoT將該偵測模組偵測到的數據資料傳輸至一資料庫。
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