根據(jù)本發(fā)明，一種工具(10)包括工具柄(11)，工具柄被接收在工具架(20)的工具接收部(21)中；工具(10)還包括力傳感器(30)，該力傳感器布置在工具柄(11)的凹口(12)中；并且在工具(10)操作時(shí)，力傳感器(30)測(cè)量由工具柄(11)作用在工具架(20)上的工具力。本發(fā)明還涉及一種利用工具(10)測(cè)量工具力的方法，該工具包括工具柄(11)，工具柄被接收在工具架(20)的工具接收部(21)中；工具(10)還包括力傳感器(30)；該方法包括以下步驟：在工具(10)的工具柄(11)與工具架(20)的工具接收部(21)之間布置力傳感器(30)；并且借助于工具接收部(21)的夾緊裝置夾緊力傳感器(30)；在工具(10)操作時(shí)，力傳感器(30)測(cè)量由工具柄(11)作用在工具架(20)上的工具力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有工具柄的工具，工具柄被接收在工具架的工具接收部中。本發(fā)明還涉及一種測(cè)量工具力的力傳感器。此外，本發(fā)明還涉及一種利用這種工具和這種力傳感器測(cè)量工具力的方法。

背景技術(shù)

在使用機(jī)床制造工件時(shí)，經(jīng)常需要測(cè)量作用在布置于機(jī)床的工具架中的工具上的力。這種所謂的工具力通常是多維的。例如，在車床中，作用在切削工具上的不僅有由工件施加在切削工具上的切削力，還有進(jìn)給力。

測(cè)量這種工具力可以使用測(cè)力計(jì)。然而不利之處在于其較大的尺寸，使得測(cè)力計(jì)在機(jī)器室中常常會(huì)受到干擾，并且也不能安裝在機(jī)床的任意位置。此外，測(cè)力計(jì)的制造和采購(gòu)成本相對(duì)較高。

還可以使用應(yīng)變儀來(lái)測(cè)量這種工具力。基于其原理，應(yīng)變儀要求待測(cè)量的機(jī)器部件、特別是工具需具有一定的柔順性(Nachgiebigkeit)，然而這種柔順性在工件的精密加工中是不期望的。因此，使用應(yīng)變儀會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的動(dòng)態(tài)分辨率降低。

為了確定由工具架的工具接收部施加在工具柄上的夾緊力，也可以使用扭矩扳手。但是，由于實(shí)際的夾緊力取決于彼此重疊移動(dòng)的表面的摩擦系數(shù)，因此可能會(huì)偏離由扭矩扳手顯示的值，從而不能精確地確定夾緊力。

專利文獻(xiàn)DE102013005555B3公開(kāi)了一種安裝有推力和壓力傳感器的測(cè)量板，以便例如能夠測(cè)量壓機(jī)的支承面上的推力和壓力。為此，各個(gè)推力和壓力傳感器被相疊地設(shè)置，并借助壓力件相對(duì)于測(cè)量板的底部被夾緊在測(cè)量板的中空?qǐng)A柱形的凹部中。

在此不利的是，測(cè)量板會(huì)將額外的質(zhì)量、即慣性添加到測(cè)量系統(tǒng)中，因此不適于高動(dòng)態(tài)性的應(yīng)用。

專利文獻(xiàn)EP0433535A1公開(kāi)了一種不帶測(cè)量盤的多分量力測(cè)量單元，用于自動(dòng)測(cè)量機(jī)床中的力，例如進(jìn)給力、被動(dòng)力和主切割力，以便能夠識(shí)別工具磨損或工具損壞。在此將多分量力傳感器布置在自動(dòng)車床的機(jī)器滑軌的袋狀凹口中或者布置在兩個(gè)機(jī)器部件之間的凹槽中。力傳感器可以是楔形的并且可以通過(guò)按壓楔(Anpresskeil)進(jìn)行預(yù)緊。此處的缺點(diǎn)在于，由于機(jī)器滑軌的幾何形狀，在力測(cè)量時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，并且機(jī)器滑軌的質(zhì)量也會(huì)對(duì)測(cè)量單元的動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種屬于開(kāi)頭所述技術(shù)領(lǐng)域的工具，并且提供一種方法，該方法允許對(duì)工具力進(jìn)行更精確和更動(dòng)態(tài)的測(cè)量。特別是提供了對(duì)車床中的單位時(shí)間切削力的適合于工業(yè)的測(cè)量。

本發(fā)明的任務(wù)的解決方案通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)限定。

根據(jù)本發(fā)明，工具包括工具柄，該工具柄被接收在工具架的工具接收部中；該工具還包括布置在工具柄上的凹口中的力傳感器；在工具操作時(shí)，力傳感器測(cè)量由工具柄作用在工具架上的工具力。

根據(jù)本發(fā)明布置的力傳感器允許在工具操作時(shí)直接測(cè)量工具力。通過(guò)將力傳感器布置在工具柄上，可以直接進(jìn)行力測(cè)量。由此改善了力測(cè)量的精度和動(dòng)態(tài)特性。例如，可以更精確地測(cè)量振動(dòng)，因?yàn)榱鞲衅鲀H是承受較小的工具柄質(zhì)量，而不承受較大的工具架質(zhì)量。因此還可以測(cè)量較小的力。