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TW480203B - Spindle comprising a data storage element - Google Patents

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TW480203B
TW480203B TW090103530A TW90103530A TW480203B TW 480203 B TW480203 B TW 480203B TW 090103530 A TW090103530 A TW 090103530A TW 90103530 A TW90103530 A TW 90103530A TW 480203 B TW480203 B TW 480203B
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TW
Taiwan
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data
scope
patent application
interface
spindle
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Application number
TW090103530A
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Bernd Dr Moeller
Edgar Dr Verlemann
Original Assignee
Paul Mueller Gmbh & Amp Co Kg
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Publication date
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Description

480203
五、發明說明（1) 本發明係有關-種具巾請專利範圍第i項前言所述特徵 之工具機主轴。此夕卜，本發明尚有I卜種具中請專利範圍 第23項前言所述特徵之工具機主轴工作方法。 工具機主轴為習知，主軸為控制電動馬達及接收主軸資 料偵測兀件（感知器）之資料而與工具機控制裝置連接。 分開接收或處理感知器資料，例如由主軸製造商，而不經 過工具機控制裝置為不可能。
本發明之目的在於提供一種工具機主軸及一種工具機主 軸工作方法，其可分開接收主軸工作及/或狀態資料，而 不經過工具機控制裝置。 本目的因申請專利範圍第1項之特徵及前言所述之主軸 而達成。主軸之有利實施態樣見申請專利範圍第2至22項 。本目的並因申請專利範圍第23項之特徵及前言所述之方 法而達成。有利實施態樣見申請專利範圍第24至31項。 主轴」泛指一般主軸，包括一具一殼體以容置一電動 馬達的馬達軸以及一具一外部驅動馬達的皮帶傳動軸。主 軸可1於承接工具（例如研磨機）或承接工件（例如車床）。 本^明主軸至少設有一整合在主軸上的資料儲存元件， •以儲子主軸資料偵測元件（感知器）測得的資料。「整合 在主軸上」係指資料儲存元件整合在主軸殼體内部，=二 指設在主軸殼體外側。 、不1於習知技術，資料儲存元件不歸屬工具機控制裝置 或，&上整合在控制裝置中。更換主軸時，資料儲存元件 町分開由服務人員，亦即主軸製造商，讀出，且資料儲存
480203 五、發明說明（2) ί件： = 而無需經過工具機控制裝 事置的資料/、σ。” $疋王阻止控制裝置存取資料儲存 衣置的貝#，以使與主軸有關之 主軸製造商讀取。 |及秘岔的—貝#只旎由 ±轴中設多㈣知器’以得知軸承及馬達严 度、角度位置、振動路徑、消、、居楚 ’皿 ΐ了；Πΐίϊ合在主軸上的資料儲存元件中。主軸工 :主：iii Γ可ΐ讀出資料儲存元件的資料而推斷 f出王釉的狀恶，找出故障的原因。 接施態樣中’主軸至少具-與資料儲存元件連 接玉s在其上的資料處理元件’以 件中的感知器資料。如此线了目！㈣在貝㈣存凡 . 軸可具一整合的電子資料處理 早二其可數位化及處理感知器資料。此處亦可组 :同感：器的測量資料’故例如可結 盘：口 m?當轴向移動主轴的微米數據。此外 負料並可被處理以得到一資料匯流結構。。。 ^一特別有利實施態樣中’資料處理元件 偵測元件測得的資料，尤其是振動信號。此資料☆ …：一整合在資料處理元件中 …:責料量，其中不重要的資料可被忽略。如 :二的貧料包’其可經一整合在主軸上的資料 =一外，電子資料處理站，該處可進行一 短時間内由資料處理元件傳輸至外部的電子資料在 $ 5頁 480203
90103530.ptd 第6頁 480203 五、發明說明（4) Protocol )、 及/或一WAP資 Protocol )。 各資料協定 服務人員欲透 特徵值，便可 整合在主軸 利用無線電信 服務人員可利 取器讀出儲存 整合在主軸 使一設作珍斷 站與整合在主 接，以讀出存 此外，界面 PR0FIBUS-DP， 料匯流協定。 整合在主軸 .如有必要亦可 (有限制地） 料偵測元件的 能，並使用於 資料處理站。 除此之外， 亦 、了 FTP 貧料協定（File Transfer 料協定（Wireless ApplicatiQn 的述擇視欲傳輸資料的種類及數量而定。如 過行動電活由資料儲存元件取得主軸的某些 設一利用WAP資料協定之資料傳輸。 ”一 上的界面可用於有線或無線資料傳輸（例如 號、紅外線信號等）。為無線資料傳輸時， 用適當的無線電控制或紅外線控制資料讀 在資料儲存元件中的感知器資料。、、 上的界面可設作RS23 2/RS485界面，如此可 電腦由服務人員所使用之外部電子資料處理 轴上的資料儲存元件及/或資料偵測元件連 在的感知器資料。
亦可设作貝料匯流界面，以依據USB(PC INTERBUS-S，CAN-BUS 及 SEC0S 標準傳輸資 上的界面與外部電子資料處理站連接之外， 與工具機的控制裝置連#，以使控制 存取整合在主車由上之資料儲存元件及/或資 資料。整合在主軸上的界面可且一、 將不同的資料傳輪至控制裝置及外部：Ϊ子 可設兩整合在主軸上的界面，其中
90103530.ptd 界3 第
480203 五、發明說明（5) 連接控制裝置，另一界面連接外部的電子資料處理站。 「外部的電子資料處理站」係指適用於接收及/或發送 資料傳輸之資料的任一技術元件。其例如為服務人員的電 子資料處理診斷系統、一行動電話、一經資料遠距傳輸 (例如藉網際網路連接）而與主軸連接的個人電腦或主軸 製造商的電子資料處理系統。 在本發明中，工具機主軸的工作以至少一整合在主軸上 的資料儲存元件儲存資料偵測元件（感知器）測得的資料 。並可另設一整合在主軸上的資料處理元件，以處理儲存 在資料儲存元件中之感知器資料。/ 主軸與外部電子資料處理站間的資料傳輸及通訊藉助一 主軸之界面，其可在主軸與外部電子資料處理站間建立並 保持一資料連接。 依據一特別有利之方法實施例，在資料處理元件中進行 資料偵測元件所測得振動信號之資料壓縮，於是資料被大 為減少，壓縮後的資料可經整合在主軸上的資料界面而迅 速被傳輸至外部電子資料處理站，以分析或監控頻率。資 料壓縮可採取音頻信號習用之資料壓縮方法（例如依據 >nMPEG 1 Part 3”標準之壓縮方法）。 n MPEG 1 Part 3”壓縮方法之一變形法使該處壓縮資料 所使用以使用者主觀聽覺印象為依據的心理聲學模式被另 一壓縮模式取代，例如一機器聲學模式、一振動產生模式 或一機器動力模式。 如此可偵測、壓縮及傳輸主軸軸承元件（例如滚珠軸承
\\312\2d-code\90-05\90103530.ptd 第8頁 — ---— 彡、發明說明（6) 率、内外環ί動=監控例如包括籠形繞行頻 承的特徵頻率係由滾珠轴承的邊帶等。滚珠轴 資料處理元件中之編碼器2;:;=定，可被整合在 如此資料偵測元件測得的振:Ϊ 3利用。 快速地經主軸資料 、貝料可被大為減少，而可 該嶋輸：：=:::電子資料處理站，在 轉速工;乍Ϊ , ί :::動；：：主轴以約6"。〇轉/分鐘的 1 時偵測及4= = 8 kHZ的干擾頻率。同 ,H "二的主軸軸承元件籠形繞行頻率則約為fi / kHz。使用機器聲學壓 貝丰貝J、、、勺為0 · 4 被抑制，資料_ 式守，不利的8 kHz干擾頻率可 其:品 件編碼器壓縮時可忽略之。 可配合任何主軸設計及工牛匕及精細化的壓縮模式，且 以下將依據圖式所示之一實 發明之詳^例進一步說明本發明。
依據圖式，工作時電動馬達11A 熱被以冷卻排除。 b 口^刀產生的 此外並設-液壓單元18，其可被
主軸9所在之未示出卫具機的控制裝置J 具交換元件19、一潤滑器2〇、一轉換：工 其如圖所示分別與液壓單元丨8、電= 一，々部器22， 17連接。 平_⑨動馬達11及冷卻體16， 最後主軸9尚具一資料偵測元件（感知器 例如溫
480203 五、發明說明（7) 度、振動、角度或轉速感知器。 依據習知技術，此種主轴資料彳貞測元件2，例如資料偵 測元件2b (轉速感知器），直接與控制裝置4，例如轉換 器21，連接，以儲存感知器資料（未示出）。 依據本發明’貧料偵測元件2 5此處在圖中為溫度感知 器2a與轉速感知器2b，的資料亦與或只與整合在主軸上的 資料儲存元件1連接。 資料偵測元件2a， 2b以及其他未示出之資料偵測元件測 得的資料被儲存在資料儲存元件1中，如有必要，並在同 _樣整合在主軸上的資料處理元件3中被處理或組合。 最後資料儲存元件1與資料偵測元件2可經界面5而被讀 出，如有必要，可使用一同樣整合在主軸上的數據元件 Ί 〇 經界面5可達到與一外部電子資料處理站6或一電話線8 之資料連接24。 電子資料處理站6與資料儲存元件1及/或資料偵測元件2 間的資料交換可如所述以不同的（網際網路）資料協定進 行，且可無線（例如無線電或紅外線等）或有線實施。 m 故可使電子資料處理站6設在主軸9周遭，並可作為由服 務人員操作之診斷電腦。此外，電子資料處理站6亦可設 作個人電腦或主轴9製造商的電子資料處理系統，利用資 料連接24之資料傳輸而與資料儲存元件1或資料偵測元件2 通訊。 依據本發明，資料偵測元件2，亦即整合在主轴上的感
\\312\2d-code\90-05\90103530.ptd 第10頁 480203 五、發明說明（8) ' - 知哭，的資料可被分開接收及讀屮，品么π 夭 出而無須經過控制壯 4及獲得製造商或工具機操作者同音。 彳破置 … .....——…只卬 ： 4及獲得製造商或工具機操作者同意。 界面5亦可經連接25而與控制聚；4連 件1與資料摘測元件2資料的適當編碼及盆=貝料儲存元 些資料偵測元件2資料該傳輪到控二他辨識可決定哪 站6。 置4或電子資料處理 綜上所述，本發明主軸9可使主 得之資料儲存在主軸内部的資料 。卩/料谓挪元件2列 資料處理元件3中繼續處理）於存兀件1中（例如以在 I元件編號說明 輸至控制裝置。 I 資料儲存元件 ^ 資料偵測元件 1 資料處理元件 5 控制裝置 界面 7 電子資料處理站 數據元件 # 主車由 工具 電動馬達 殼體 軸 軸承 90103530.ptd 第Π頁 480203 五、發明說明（9) 15 轴 承 16 冷 卻 體 17 冷 卻 體 18 液 壓 單 元 19 交 換 元 件 20 潤 滑 器 21 轉 換 器 22 冷 卻 器 24 資 料 連 接 •2 5 連 接 iili 90103530.ptd 第12頁 480203
90103530.ptd 第13頁

Claims (1)

  1. 480203 六、申請專利範圍 1. 一種工具機主轴，尤其是馬達轴，包括一容置一電動 馬達之外殼及一可由電動馬達驅動之軸，尤其具一工具承 載件，以加工一工件，該主軸至少設一資料偵測元件以偵 測主軸之工作及/或狀態資料，其特徵為，至少設一整合 在主轴上的資料儲存元件（1 )，以儲存資料偵測元件（2 )測 得的貧料。 2. 如申請專利範圍第1項之主軸，其中至少設一與資料 儲存元件（1 )連接整合在主軸上的資料處理元件（3 )。 3. 如申請專利範圍第2項之主轴，其中資料處理元件（3 ) _用於將資料偵測元件（2 )測得的資料壓縮。 4. 如申請專利範圍第1項之主轴，其中資料儲存元件（1) 及/或資料處理元件（3 )與工具機控制裝置（4 )連接，以傳 輸資料。 5. 如申請專利範圍第1項之主轴，其中資料儲存元件（1) 及/或資料處理元件（3 )至少具一整合在主軸上的界面（5 ) ，以傳輸資料，尤其是傳輸至一外部的電子資料處理站 (6) 0 6. 如申請專利範圍第1項之主軸，其中設一整合在主軸 鲁上的數據元件（7 )，以建立一資料連接，尤其是一電話線 (8) ° 7. 如申請專利範圍第5項之主軸，其中界面（5)用於進行 網際網路資料協定之資料傳輸。 8. 如申請專利範圍第7項之主轴，其中界面（5)用於進行 TCP/IP資料協定之資料傳輸。
    90103530.ptd 第14頁 /、、申請專利範圍 其中界面（5)用於進行 其中界面（5)用於進 其中界面（5)用於進 其中界面（5)用於進 其中界面（5)用於進 其中界面（5)用於進 其中資料儲存元件 9 ·如申請專利範 SMTP資料技— 弟7項之主軸 1〇 Λ定之資料傳輪。 •如申睛專利範圍箓 行ρ〇ρ資料協定夕ϊ 項之主軸 貝？協疋之貪料傳輪。 .如申請專利範圍第 定\資； 行ΝΝΤΡ資料^專利圍第7項之主轴 r貝枓協疋之資料傳輪。 1行ΡΤρί申請專利範圍第7項之主軸 p貝料協定之資料傳輸。 rl:p如申請專利範圍第7項之主軸 仃WAP賢料協定之資料傳輸。 1 5 ·如申請專利節圊 (1)及/弋次止丨本 固弟7項之主轴’具中貢 R Λ 元件(3)具-指定的IP址。 線資料°(皇專利範圍第5項之主轴’其中界面（5)用於無 、、' 7 〃剧如利用無線電信號、紅外線信號等）。 專利範圍第5項之主軸，其中界面（5)設作 KS232/RS485 界面。 > 18 ·如申清專利範圍第5項之主軸，其中界面（5 )設作資 料匯流界面，以依據USB(pc)協定傳輸資料。 、、、19·如申請專利範圍第5項之主軸，其中界面（5)設作資 料匯流界面，以依據”⑽⑺…—DP協定傳輸資料。 2 0 ·如申請專利範圍第5項之主軸，其中界面（5 )設作資 料匯流界面，以依據INTERBUS-S協定傳輸資料。
    480203 六、申請專利範圍 2 1 ·如申請專利範圍第5項之主軸，其中界面（5 )設作資 料匯流界面，以依據CAN-BUS協定傳輸資料。 2 2 ·如申請專利範圍第5項之主軸，其中界面（5 )設作資 料匯流界面，以依據SERC0S協定傳輸資料。 2 3 · —種主軸工作方法，尤其是一工具機主軸，包括一 容置一電動馬達之外殼及一可由電動馬達驅動之軸，尤其 具一工具承載件，以加工一工件，該主軸至少設一資料偵 測元件以偵測主軸之工作及/或狀態資料，尤其是如申請 專利範圍第1至2 2項中任一項之主軸的工作方法，其特徵 胃為，以至少一整合在主軸上的資料儲存元件儲存資料偵測 元件測得的資料。 2 4.如申請專利範圍第23項之方法，其中資料儲存元件 儲存的資料在一整合在主轴上的資料處理元件中被處理。 2 5.如申請專利範圍第2 3項之方法，其中資料儲存元件 及/或資料處理元件經一界面與一外部的電子資料處理站 進行貧料傳輸。 2 6.如申請專利範圍第2 3項之方法，其中主軸經資料儲 存元件及/或資料處理元件進行一自我診斷。 • 2 7.如申請專利範圍第2 5項之方法，其中故障時將資料 信號由主軸經界面傳輸至一外部的電子資料處理站。 2 8.如申請專利範圍第2 5項之方法，其中外部的電子資 料處理站藉資料傳輸讀取主軸的工作及/或狀態資料。 2 9.如申請專利範圍第24項之方法，其中在資料處理元 件中壓縮資料彳貞測元件測得的資料。
    \\312\2d-code\90-05\90103530.ptd 第16頁 480203 六、申請專利範圍 3 0.如申請專利範圍第2 9項之方法，其中資料壓縮採取 尤其適用壓縮測得之振動信號的資料壓縮法。 3 1.如申請專利範圍第3 0項之方法，其中資料壓縮採取 依據nMEPG-l Part 3"標準之資料壓縮法或一可相較之壓 縮法。
    90103530.ptd 第17頁
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