[發明專利]主軸裝置

有效

• 申請號: 201010216300.5
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101961792A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 中嶋邦道;大川雄司;芝田貴雅;梅木貴仁
• 申請（專利權）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王軼;李偉

本申請請求2009年7月21日申請的日本專利申請號2009-169754的優先權的權利，在本申請中援引其日本專利申請的說明書、附圖以及摘要的全部內容。

技術區域

本發明涉及在機床等中使用的主軸裝置。

背景技術

例如，在加工中心(machining?center)中的主軸裝置中，為了維持主軸的旋轉精度和主軸的剛性，對軸支承主軸的軸承賦予軸線方向的預壓。作為賦予該預壓的方式，提出有根據主軸的旋轉速度切換預壓的預壓切換方式。例如，在日本特開昭60-139911號公報中公開了如下的預壓切換方式：設置根據主軸的旋轉速度沿軸向推壓軸承的外圈的驅動單元，僅當主軸的旋轉速度比預定值大時利用驅動單元推壓軸承的外圈而使驅動軸承的外圈變位，使內外隔圈(spacer)的尺寸差減少，從而使施加于軸承的預壓減少。

在日本特開昭60-139911號公報所記載的預壓切換方式中，僅伴隨著主軸的旋轉速度的上升使預壓階段性地下降，完全沒有考慮裝配于主軸的刀具所進行的加工的種類或加工的狀態。

發明內容

本發明就是鑒于上述情形而做出的，本發明的目的在于提供一種通過賦予與裝配于主軸的刀具所進行的加工的種類、加工的狀態對應的最佳的預壓，能夠確保必要的剛性，并且能夠實現軸承的長壽命化的主軸裝置。

本發明的特征在于，通過根據實際加工中的主軸的狀態變化控制對用于軸支承主軸的滾動軸承賦予的預壓量，能夠以最佳的狀態對主軸的旋轉進行驅動控制。由此，能夠確保必要的剛性，并且能夠實現軸承的長壽命化。

本發明的第二特征在于，由于能夠測定主軸的各種狀態變化，因此，通過根據該狀態變化對預壓量進行控制，能夠以最佳的狀態對主軸的旋轉進行驅動控制。

本發明的第三特征在于，當利用從加工信息求出的預壓量的初始值對滾動軸承賦予預壓時，根據實際加工中的主軸的狀態變化對預壓量的初始值進行修正，并對預壓量進行控制而使其成為修正預壓量。由此，能夠以最佳的狀態對主軸的旋轉進行驅動控制從而進行高精度的加工。

本發明的第四特征在于，在修正預壓量從作為可控區域的預壓的范圍脫離的情況下，對修正預壓量進行修正以使其包含在預壓的范圍內。即，由于實際上被控制的預壓被限制在預先設定的預壓的范圍內，因此能夠確保滾動軸承的剛性，或者防止滾動軸承的發熱或面壓力過度增加。

本發明的第五特征在于，在修正預壓量低于作為可控區域的預壓的范圍中的最小預壓的情況下，對修正預壓量進行修正而使其包含在預壓的范圍內。即，由于實際上被控制的預壓被限制在預先設定的預壓的范圍內，因此能夠確保滾動軸承的剛性，或者防止滾動軸承的發熱或面壓力過度增加。并且，由于在修正預壓量超過作為可控區域的預壓的范圍中的最大預壓的情況下使主軸的旋轉停止等，因此能夠對主軸進行保護，即防止主軸的熱膠著等。

本發明的第六特征在于，由于在對當前的預壓量進行修正的過程中使用預先設定的上升率或者下降率，因此能夠在短時間內生成可得到最大效果的預壓指令值。進而，由于上升率或者下降率都根據旋轉刀具的各個種類變化，因此能夠分別提高利用不同的旋轉刀具加工的工件的各部位的加工精度。

本發明的第七特征在于，最大預壓是滾動軸承能夠正常軸支承的預壓，最小預壓是主軸能夠正常旋轉的預壓，通過在最大預壓和最小預壓之間的范圍對預壓進行控制，能夠使主軸的旋轉穩定，并且能夠實現軸承的長壽命化。

本發明的第八特征在于，由于主軸裝置具有前側滾動軸承和后側滾動軸承，因此能夠通過控制對至少一方的軸承賦予的預壓量而以最佳的狀態對主軸的旋轉進行驅動控制，能夠進行高精度的加工。

本發明的第九特征在于，由于主軸裝置具有前側滾動軸承和后側滾動軸承，因此，通過以使對各軸承賦予預壓量不同的方式進行控制，能夠選擇的主軸特性的范圍進一步擴大，因此能夠得到更適合各種加工的主軸特性。

本發明的上述以及其它的特征和優點能夠通過參照附圖的以下對實施方式的說明變得明確，對于相同或相當的要素標注相同或相似的符號。

附圖說明

圖1(A)是示出本發明的實施方式的主軸裝置的整體構造的縱剖視圖，圖1(B)是圖1(A)的A部的放大剖視圖。

圖2是圖1(A)的主軸裝置的預壓賦予控制裝置的框圖。

圖3是按照主軸的旋轉速度設定軸承能夠正常地軸支承主軸的最大預壓和主軸能夠正常旋轉的最小預壓的圖。

圖4是用于對圖2的預壓賦予控制裝置的動作進行說明的流程圖。

圖5是示出圖2的預壓賦予控制裝置中的預壓指令值的生成例的圖。