[發明專利]機床用的加工用頭

無效

• 申請號: 200780031000.6
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101534993A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 辰田好教
• 申請（專利權）人: 津田駒工業株式會社
• 主分類號: B23Q1/70
• 分類號: B23Q1/70
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及一種機床用的加工用頭，更詳細地，涉及使用于5軸加工機(同時可控制5軸的加工機)或多面加工機等的復合加工機(機床)的具備轉位機構的加工用頭。

背景技術

圖6，作為上述復合加工機的一例，表示龍門銑床(加工中心)1。這種龍門銑床1，包括：在床4上付設的左右圓柱2、2；在圓柱2、2上朝上下方向(Z軸方向)移動的橫軌6；在橫軌6上朝左右方向(Y軸方向)水平移動的床鞍7；在床鞍7上朝Z軸方向移動的隨機存取存儲器8；在床4上朝前后方向(X軸方向)移動的工作臺5。而且，在隨機存取存儲器8安裝有，包含具備安裝工具的主軸的主軸單元20的加工用頭10。

上述龍門銑床1，在加工工件時，通過根據提前設定的程序的數值控制，使上述工作臺5、橫軌6、床鞍7及隨機存取存儲器8移動的同時，加工用頭10進行主軸單元20的角度位置(旋轉位置)的轉位。由此，在上述機床，對于工件的各加工面能以最佳角度加工工具，從而，可以進行復雜形狀的工件的切削加工等。

為此，上述加工用頭具備，用于將主軸單元20的角度位置轉位的轉位機構。并且，作為此轉位機構的驅動手段，公知的有，其電機定子及電機轉子配置在加工用頭10的殼體內，采用轉子與支撐主軸單元的支撐軸連接的直接驅動型的驅動電機(以下，稱為「DD電機」)的加工用頭(例如，后述的專利公報)。

而且，在上述的加工用頭，由于藉由上述數值控制進行主軸單元20的角度轉位，有檢測主軸單元20的角度位置(支撐軸的旋轉位置)的必要。因此，加工用頭具備用于此的旋轉檢測器(例如，譯碼器)系為一般的，此旋轉檢測器系在加工用頭的殼體內被附設在上述支撐軸，又，上述加工用頭系具備上述DD電機以及旋轉檢測器加上，將保持角度被轉位的主軸單元的位置用的夾緊機構作為必要的構成，且更具備對于主軸單元供給后述的加工用流體用的旋轉接頭。

在日本特開平2-116437號公報(以下，稱專利文獻1)所述的加工用頭，由主軸單元(頭)及支撐主軸單元的支撐頭(頭支撐部)而構成，作為驅動手段，在支撐頭內具備有轉子相對于定子的內周面的內轉子型的DD電機。(此外，在上述括號內所記載的各部的名稱是在其專利文獻中使用的對應的各部的名稱，下述的專利文獻2乃至4的相關記載也相同。)

然而，在此專利文獻1所述的加工用頭，用于將支撐主軸單元的支撐軸(驅動軸)可旋轉地支撐的軸承配置于在支撐軸的軸線方向的上述DD電機的存在范圍的外側。其結果，關于加工用頭的支撐軸的軸線方向的尺寸增大，而加工用頭成為大型化。

另一方面，在于由DD電機而驅動旋轉軸的機床用的轉位機構，在旋轉軸的軸線方向的DD電機的存在范圍內配置支撐旋轉軸的軸承的構成記載于日本特開平4-2443號公報(以下，稱專利文獻2)。

在此專利文獻2所述的轉位機構，采用轉子相對于定子的外周面的外轉子型的DD電機。并且，此轉位機構，通過外嵌固定于轉子的軸承，成為對于本體旋轉自如地支撐旋轉軸(傳達軸)的構成。

然而，在此專利文獻2所述的轉位機構的情況，由于軸承圍繞DD電機的構成，因此必須采用大徑的軸承。這時，通過軸承的大徑化而振動精度下降，并轉位精度，再加上加工精度下降。而且，由于軸承的直徑越大價格也越高，因此支撐頭的制造成本會上升。

日本特開2004-520944號公報(以下稱專利文獻3)記載的加工用頭(主軸頭)方面，主軸單元(密封主軸)系藉由透過上述DD電機被旋轉驅動的單一旋轉軸(第二半頭)被支撐。亦即，在此專利文獻1的加工用頭，主軸單元的支撐構造系成為懸臂梁式的支撐。

然而，根據此類懸臂梁的支撐構造的情形，由于支撐剛性低，震動容易發生，藉此，加工精度降低的問題發生。因此，代替此類的懸臂梁支撐構造，考慮采用如在日本特開2003-48135號公報(以下，稱專利文獻4)記載的支撐構造。

在此專利文獻4記載的加工用頭(操作頭)中，支撐主軸單元(密封架)的支撐頭(第一支撐部)系具有以夾持主軸單元而被相對配置的支撐部(一對臂)，主軸單元系在各支撐部內，自由旋轉地被支撐，藉由相互使軸心一致，而被相對配置的一對支撐軸在兩側被支撐。根據此構成的話，與上述懸臂梁支撐構造的加工用頭相比，由于支持剛性變高，伴隨著上述般的震動的發生而加工精度降低的問題系不會發生。

然而，在此專利文獻4記載的加工用頭中，加工用頭大型化，伴隨與此，加工精度降低等的新問題會發生。