[發明專利]機床的主軸裝置

有效

• 申請號: 201510592094.0
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105478806B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 堀伸充;中嶋邦道;荒井義博;都筑俊行;古畑鐵朗
• 申請（專利權）人: 株式會社捷太格特
• 主分類號: B23Q5/04
• 分類號: B23Q5/04;B23Q17/00;B23B19/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;蘇琳琳

本發明提供一種機床的主軸裝置，其具有：主軸(10)；桿(30)，其收容于主軸內并相對于主軸能夠沿軸向往復移動，上述桿向第一端的方向能夠移動至松開位置(Pa)，在把持工具時能夠向第二端的方向移動至夾緊位置(Pc)；有縫夾套，其安裝于桿的第一端；施力設備(33)，其相對于主軸對桿向第二端的方向施力，有縫夾套把持工具的情況下，對桿施力直至夾緊位置；以及作用力檢測器，其檢測在以比施力設備的作用力大的反力將桿相對于主軸向第一端的方向移動而位于松開位置(Pa)后，對桿被施力設備的作用力向第二端的方向施力時的作用力。

技術領域

本發明涉及機床的主軸裝置。

背景技術

加工中心等使用能夠更換的旋轉工具加工工件的機床的主軸裝置，通常具有殼體、主軸、桿以及活塞。主軸可自如旋轉地支承于殼體，桿收容于主軸內并被支承為可沿主軸的軸向往復移動。在桿的前端(第一端)安裝有對安裝于主軸的前端(第一端)的工具進行把持與釋放的有縫夾套，桿被多個盤簧相對于主軸向后端(第二端)的方向施力。若桿被盤簧施力而移動至后端方向的夾緊位置，則有縫夾套對工具進行把持，并且桿向后端的方向牽引工具，從而能夠將工具固定于主軸的前端。在桿的后端側的稍遠離桿的后端的位置配置有活塞。在更換、取下工具時，若使用活塞，以比盤簧的作用力大的阻力會使桿向前端方向移動，而使其相對于主軸移動至前端方向的松開位置，則有縫夾套釋放工具，從而能夠更換、取下工具。

在上述的機床的主軸裝置中，盤簧的作用力對工具的支承力影響較大，若盤簧劣化而使作用力降低，對加工精度等影響較大。在未注意到盤簧的作用力降低而加工加工對象物時，存在無法獲得所希望的加工精度因而加工對象物成為不合格品、在加工過程中產生異常而使機床長時間停止運轉的可能性。因此，在使用了機床的主軸裝置的作業現場，要對盤簧的作用力定期地確認，在盤簧到達壽命前，將其更換。

盤簧的作用力確認是非常繁瑣的作業。以往，代替工具T而將具有與圖16所示的通常的工具T類似的外觀的夾緊力測量儀TK(參照圖17)、夾緊力測量儀TR(參照圖18)安裝于主軸的前端，并通過該夾緊力測量儀TK、TR對盤簧的作用力進行測量。對于圖17所示的夾緊力測量儀TK而言，收容于主軸的收容部TK1的形狀呈與工具T的形狀大致相同的形狀，但從主軸突出的突出部TK2的形狀由于具有作用力的測量用的機械式結構、電路、顯示器等，而與工具T的形狀相差較大，重量與工具T相比也非常重。另外，對于圖18所示的夾緊力測量儀TR而言，通過無線將測量結果等發送至無線單元TRC，收容于主軸的收容部TR1的形狀呈與工具T的形狀大致相同的形狀，但從主軸突出的突出部TR2的形狀由于具有測量用的機械式結構、電路、發送用的電路等，而與工具T的形狀相差較大，重量與工具T相比也非常重。因此，在通過工具的自動更換裝置等將夾緊力測量儀TK、TR相對于主軸進行安裝、取下時，產生無法適當地進行安裝、取下的情況，進而存在使價格高昂的夾緊力測量儀TK、TR落下、破損的可能性。

因此，在日本特開2008-246610號公報中，公開了在活塞的前端安裝對將桿按壓至松開位置時的按壓力進行檢測的壓力傳感器，在殼體設置對桿的位移進行檢測的桿位移檢測器的機床的主軸裝置。日本特開2008-246610號公報公開的主軸裝置通過活塞對位于夾緊位置的桿向松開方向按壓，基于活塞的按壓力與桿的位移求得有縫夾套的夾緊力，判定盤簧的更換時期。

理想的彈簧具有撓曲量與載荷的關系呈直線狀的線形特性，但實際的彈簧(特別是盤簧)不具有理想的線形特性，而如圖6的撓曲量·載荷特性所示的那樣，具有呈滯后現象的非線形特性。在圖6所示的撓曲量·載荷特性的情況下，從無載荷的狀態逐漸增加載荷的情況下的撓曲量Pc位置的載荷為載荷Fa。但是，在施加載荷至撓曲量Pa后，逐漸減少載荷而成為撓曲量PC時的載荷為載荷Fb。由于滯后現象，即便是相同的撓曲量Pc(PC)，在從無載荷的狀態增大撓曲量時與從較大的撓曲量的狀態減小撓曲量時，載荷也不同。此外，在圖6所示的撓曲量·載荷特性中，將使載荷從無載荷的狀態逐漸增加至撓曲量Pa的路徑稱為往路，將使載荷從撓曲量Pa的狀態逐漸減少至無載荷的路徑稱為復路。