專利名稱：帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，例如，涉及不必使軸電機(jī)停止而能夠進(jìn)行工件的拆裝的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在車床等的機(jī)床上，將握持在主軸卡盤上的加工完成的工件通過裝填器等更換成新的工件時(shí)，停止主軸的旋轉(zhuǎn)，通過裝填器接受加工完成的工件，再將新的工件從裝填器交至主軸卡盤。然后，使主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將主軸提速至加工所需的旋轉(zhuǎn)速度。因此，在主軸卡盤的工件更換過程中，主軸的減速.停止時(shí)間、工件的接交時(shí)間、以及主軸旋轉(zhuǎn)的提速時(shí)間是必要的，該工件更換時(shí)間成為加工的作業(yè)周期拉長(zhǎng)的主要原因。尤其是，對(duì)于工具與工件接觸、進(jìn)行實(shí)際加工的時(shí)間較短的加工，工件更換的時(shí)間占了作業(yè)周期的大部分。
作為將這樣的工件更換的時(shí)間縮短的機(jī)床，提出了以下的方案(例如，專利文獻(xiàn)l)，即，在主軸臺(tái)上，以能夠進(jìn)行位置變更的方式在加工位置和待機(jī)位置設(shè)置兩才艮主軸，在以加工位置的主軸進(jìn)行加工的期間，對(duì)待機(jī)位置的主軸進(jìn)行工件的更換。為進(jìn)行主軸的驅(qū)動(dòng)，采用一臺(tái)主軸電4幾，對(duì)位于加工位置的主軸傳遞動(dòng)力。
此外，還提出了以下方案(例如，專利文獻(xiàn)2),即，將主軸以及支承主軸電機(jī)的主軸臺(tái)相對(duì)于一臺(tái)刀具臺(tái)設(shè)置在兩側(cè)，在以 一個(gè)主軸進(jìn)行加工的期間，對(duì)另 一 主軸進(jìn)行工件的更換以及主軸旋轉(zhuǎn)的提速。
專利文獻(xiàn)1:日本特開昭58-196904號(hào)^^才艮專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-341001號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
上述具有兩根主軸、以共同的主軸電機(jī)使其旋轉(zhuǎn)的提案例，利 用加工時(shí)間來進(jìn)行對(duì)主軸卡盤的加工完成的工件與新工件的接交。
但是，主軸旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)必須要在待機(jī)位置的主軸到達(dá)加工位置之后
進(jìn)行。因此，無法將工件更換時(shí)間中的、主軸旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)所需的時(shí)
間縮短。
上述的具有兩根主軸以及兩臺(tái)主軸電機(jī)的提案例，在更換時(shí)間 的縮短這一方面效果顯著。但是，由于主軸、主軸電機(jī)以及主軸臺(tái)
都需要設(shè)置兩個(gè)，因此設(shè)備大型化，設(shè)備成本高。
本發(fā)明的目的在于提供一種帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，能夠 以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)縮短工件更換的時(shí)間。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床， 在將主軸卡盤結(jié)合到主軸上時(shí)不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫的力。
本發(fā)明的又一 目的在于提供一種帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床， 能夠進(jìn)一步縮短對(duì)主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的時(shí)間。
本發(fā)明的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，具有主軸，在該主軸 的頂端具有供主軸卡盤以能夠自由更換的方式結(jié)合的卡盤結(jié)合部， 該主軸以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承在主軸支承部件上；主軸電機(jī)， 該主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述主軸；多個(gè)主軸卡盤，該多個(gè)主軸卡盤具 有保持工件的功能，以能夠自由更換的方式結(jié)合在所述主軸的所述
卡盤結(jié)合部上；主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)，該主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)以能夠自 由旋轉(zhuǎn)的方式保持所述多個(gè)主軸卡盤，并將任意的主軸卡盤在主軸 正對(duì)位置與對(duì)主軸卡盤進(jìn)行工件的更換的工件更換位置之間進(jìn)行調(diào) 換，將該任意的主軸卡盤相對(duì)于所述主軸的所述卡盤結(jié)合部進(jìn)行接 交；預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)，該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)在使被保持在所述主軸卡盤更 換機(jī)構(gòu)上的、處于所述工件更換位置的主軸卡盤位于主軸正對(duì)位置 之前使該主軸卡盤旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置，該旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置 對(duì)由所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)而旋轉(zhuǎn)的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)；更 換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置，該更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)將所述主軸正對(duì)位置的主軸卡盤交至所述主軸的所述卡盤結(jié)合部時(shí)，按照所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度對(duì)所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使得主軸的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度同步。
通過采用該構(gòu)成，在工件的加工過程中，通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)使保持著接下來要加工的工件的其他的主軸卡盤旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)主軸卡盤上的工件的加工完成后，主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)將處于工件更換位置的其他的主軸卡盤調(diào)換至主軸正對(duì)位置，對(duì)主軸的卡盤結(jié)合部進(jìn)行接交。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置對(duì)由預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)而旋轉(zhuǎn)的另一主軸的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)。
更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置在將處于主軸正對(duì)位置的所述其他的主軸卡盤交至主軸時(shí)，按照所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度對(duì)所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使得主軸的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度同步。由此，由于旋轉(zhuǎn)速度同步因而能夠使主軸卡盤順暢地結(jié)合到主軸上。接著，通過主軸電機(jī)使結(jié)合了其他的主軸卡盤的主軸成為適于加工的旋轉(zhuǎn)速度。由此，對(duì)保持在其他的主軸卡盤上的工件進(jìn)行加工。然后，重復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。
這樣，不需要使為進(jìn)行加減速需要耗費(fèi)時(shí)間的主軸的旋轉(zhuǎn)停止，便能夠使位于主軸正對(duì)位置的主軸卡盤結(jié)合到主軸的卡盤結(jié)合部上。因此，通過采用該機(jī)床，在更換工件進(jìn)行加工時(shí)，可以馬上開始加工，能夠謀求加工作業(yè)周期的縮短。另外，只要使多個(gè)主軸卡盤在主軸正對(duì)位置與工件更換位置之間調(diào)換即可，不必使預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)等與主軸卡盤一同移動(dòng)。因此，能夠謀求包括多個(gè)主軸卡盤在內(nèi)的可動(dòng)部件的小型化以及輕量化。通過采用該機(jī)床，由于能夠通過一根主軸以及一臺(tái)主軸電機(jī)謀求工件更換時(shí)間的縮短，因此，與具有兩根主軸以及兩臺(tái)主軸電機(jī)的機(jī)床相比，能夠使構(gòu)成簡(jiǎn)單，能夠謀求設(shè)備成本的降低。
還可以設(shè)置預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置，該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置使得被保持在所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)上的、由所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸卡盤在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)被交至 所述主軸的卡盤結(jié)合部這一動(dòng)作之前，處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此情況下， 通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)使用與接下來的加工的主軸卡盤旋轉(zhuǎn)，接著，通 過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置使該主軸卡盤處于慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。由 此，通過使用于接下來的加工的主軸卡盤處于慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因而 在將該主軸卡盤結(jié)合到主軸上時(shí)不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫的力。另外，預(yù)旋轉(zhuǎn) 用電機(jī)只要使用于接下來的加工的主軸卡盤預(yù)備地慣性旋轉(zhuǎn)即可， 不必確保主軸電機(jī)那樣的加工所必需的輸出。因此，與具有兩根主 軸以及兩臺(tái)主軸電機(jī)的機(jī)床相比，能夠謀求機(jī)床的制造成本的降低。 還可以設(shè)置旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置將所述預(yù)旋轉(zhuǎn) 用電機(jī)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至所述多個(gè)主軸卡盤。在此情況下， 在通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)對(duì)用于接下來的加工的主軸卡盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 后，對(duì)主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行同步控制。然后能夠馬上使主軸卡 盤順暢地結(jié)合到主軸上。 (發(fā)明的效果)
本發(fā)明的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，由于具有主軸，在該
主軸的頂端具有供主軸卡盤以能夠自由更換的方式結(jié)合的卡盤結(jié)合
部，該主軸以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承在主軸支承部件上；主軸電 才幾，該主軸電才幾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述主軸；多個(gè)主軸卡盤，該主軸卡盤具 有保持工件的功能，以能夠自由更換的方式結(jié)合在所述主軸的所述
卡盤結(jié)合部上；主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)，該主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)以能夠自 由旋轉(zhuǎn)的方式保持所述多個(gè)主軸卡盤，并將任意的主軸卡盤在主軸 正對(duì)位置與對(duì)主軸卡盤進(jìn)行工件的更換的工件更換位置之間進(jìn)行調(diào) 換，將該任意的主軸卡盤相對(duì)于所述主軸的所述卡盤結(jié)合部進(jìn)行接 交；預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)，該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)在使被保持在所述主軸卡盤更 換機(jī)構(gòu)上的、處于所述工件更換位置的主軸卡盤位于主軸正對(duì)位置 之前使該主軸卡盤旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置，該旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置 對(duì)因所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)而旋轉(zhuǎn)的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)；更 換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置，該更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)將所述主軸正對(duì)位置的主軸卡盤交至所述主軸的所述卡盤結(jié)合部時(shí)，按照所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度對(duì)所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使得主軸的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度同步，因而能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成縮短工件更換的時(shí)間。
在設(shè)置使得被保持在所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)上的、由所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸卡盤在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)被交至所述主軸的卡盤結(jié)合部這一動(dòng)作之前處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置的情況下，能夠使得在將主軸卡盤結(jié)合到主軸上時(shí)不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫的力。
在設(shè)置將所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至多個(gè)主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置的情況下，能夠進(jìn)一步縮短對(duì)主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的時(shí)間。
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床的主視圖。
圖2是表示該機(jī)床的主軸卡盤等的立體圖。
圖3是該機(jī)床的概略圖，(a)是該機(jī)床的側(cè)視圖，(b)是該
機(jī)床的主一見圖。
圖4是該機(jī)床的主軸卡盤更換時(shí)的概略側(cè)視圖。
圖5是該機(jī)床的主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)的主要部位剖視圖。
圖6表示該機(jī)床的分離機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖7是該機(jī)床的卡盤卡合機(jī)構(gòu)的主要部位剖視圖。
圖8是主軸卡盤從卡盤結(jié)合部脫離的狀態(tài)的卡盤卡合機(jī)構(gòu)的主
要部位剖視圖。
圖9是該主軸卡盤的工件保持機(jī)構(gòu)等的剖視圖。
圖10是表示該工件保持機(jī)構(gòu)的主要部位結(jié)構(gòu)的放大剖視圖。
圖11是表示預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)周邊結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖12是該機(jī)床的控制系統(tǒng)的框圖。
圖13是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床的 剖視圖。
圖14是該機(jī)床的主要部位的放大剖視圖。 (符號(hào)說明)
1、 ia…-機(jī)床
2- …主軸支承部件
3- -主軸 3a-…卡盤結(jié)合部
4- --主軸電才幾
5- —-主軸卡盤 7-…預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)
lO----主軸卡盤更換才幾構(gòu)
13——預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置
14…-旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置
21 更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置
59——單向離合器
63--旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置 Pl一—主軸正對(duì)位置
P2——工件更換位置
w——工件
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl至圖12對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
如圖1 ~圖5所示，該第一實(shí)施方式的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)
床1，是轉(zhuǎn)臺(tái)式車床，具有主軸支承部件2、主軸3、主軸電機(jī)4、
兩個(gè)主軸卡盤5、 5、卡盤裝填器6、預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7、更換時(shí)主軸電
機(jī)速度控制裝置21 (圖12)、以及刀具臺(tái)T。
主軸支承部件2由設(shè)置在臺(tái)座(未圖示)上的主軸臺(tái)構(gòu)成，在該主軸支承部件2上，主軸3以能夠繞軸線Ll自由旋轉(zhuǎn)的方式被主軸軸承支承。該主軸3在軸向頂端具有卡盤結(jié)合部3a,在該卡盤結(jié)合部3a上以能夠自由更換的方式結(jié)合有兩個(gè)主軸卡盤5、 5。主軸電機(jī)4設(shè)置在主軸支承部件2上，能夠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主軸3。如圖l所示，刀具臺(tái)T由轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成。刀具臺(tái)T被配置在主軸3附近，且能夠繞平行于主軸3的軸心L3分度旋轉(zhuǎn)。通過安裝在該刀具臺(tái)T上的工具Tl，對(duì)圖2、圖4中所示的結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上的主軸卡盤5所保持的工件W進(jìn)行加工。刀具臺(tái)T中，在外周的周向上并列的各工具位置上安裝有工具Tl。各工具Tl既可以是車刀等的固定工具，也可以是銑刀或鉆頭等的旋轉(zhuǎn)工具。另外，刀具臺(tái)T的分度旋轉(zhuǎn)通過圖示以外的分度驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行。
兩個(gè)主軸卡盤5、 5隔開規(guī)定距離互不干涉地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8上，并且互相平行地配置。這些主軸卡盤5例如具有卡盤爪9，具有使該卡盤爪9在半徑方向內(nèi)側(cè)、外側(cè)位移，對(duì)工件W進(jìn)行保持的功能。所謂的"主軸卡盤"意味著，不需要具有產(chǎn)生高握持力的主軸的全規(guī)格，也包括臨時(shí)進(jìn)行握持的夾具性質(zhì)的主軸卡盤。如圖6所示，卡盤裝填器6具有主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)10、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)ll、前后驅(qū)動(dòng)源12、以及后述的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置。
對(duì)主軸卡盤更換4幾構(gòu)10進(jìn)4于說明。
如圖3~圖5所示，主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)IO是將任意的主軸卡盤5在主軸正對(duì)位置Pl與工件更換位置P2之間進(jìn)行調(diào)換、將該主軸卡盤5相對(duì)于主軸3的卡盤結(jié)合部3a進(jìn)行接交的機(jī)構(gòu)。
如圖4所示，上述主軸正對(duì)位置P1，是主軸3的卡盤結(jié)合部3a的軸心與主軸卡盤5的軸心為同一軸心、并且主軸卡盤5相對(duì)于上述卡盤結(jié)合部3a隔開規(guī)定的小距離而與其正對(duì)的位置。如該圖4所示，上述工件更換位置P2，是對(duì)主軸卡盤5進(jìn)行工件W的更換的位置。
如圖5所示，主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)10具有外殼30、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)31、前后驅(qū)動(dòng)源12、滾珠絲杠32、轉(zhuǎn)動(dòng)軸33、軸承34、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、動(dòng)力傳遞部GR、以及卡盤卡合機(jī)構(gòu)35 (圖4等)?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu) 31具有直動(dòng)軸承36和滑軌37。
在主軸支承部件2的上部敷設(shè)有滑軌37,在外殼30的下部固定 安裝有多個(gè)直動(dòng)軸承36。這些直動(dòng)軸承36被沿著滑軌37引導(dǎo)，由 此，使外殼30能夠在主軸軸向上移動(dòng)。在主軸支承部件2上，經(jīng)由 托架38，設(shè)有由電機(jī)構(gòu)成的前后驅(qū)動(dòng)源12。在托架38等上，滾J朱 絲杠32的絲杠軸32a被支承為能夠自由旋轉(zhuǎn)、且與滑軌37的長(zhǎng)度 方向平行，該絲杠軸32a通過上述電才幾被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外，滾J朱絲 杠32的螺母部件(未圖示)在外殼30的下部設(shè)有多個(gè)。絲杠軸32a 螺合在這些螺母上，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)使外殼30在主軸軸向上移動(dòng)。
在外殼30內(nèi)，經(jīng)由多個(gè)軸承34、 34以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支 承有轉(zhuǎn)動(dòng)軸33。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的一端以及另一端從外殼30突出。轉(zhuǎn) 動(dòng)部件8的長(zhǎng)度方向中間部固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的一端上。在外殼 30的上部設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11。通過該轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)， 經(jīng)由動(dòng)力傳遞部GR、使轉(zhuǎn)動(dòng)軸33繞其軸心正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而能夠 使轉(zhuǎn)動(dòng)部件8進(jìn)行180度轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力傳遞部GR具有固定在轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)11的電機(jī)軸上的小齒輪39、和設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的另一端、 與小齒輪39嚙合的齒輪40。因此，通過轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)， 動(dòng)力從小齒輪39傳遞至齒輪40,轉(zhuǎn)動(dòng)軸33經(jīng)由多個(gè)軸承34、 34 進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)。由此，設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的長(zhǎng)度方向一端部或另一 端部的任意的主軸卡盤5能夠在主軸正對(duì)位置Pl與工件更換位置 P2之間實(shí)現(xiàn)定位。
如圖4、圖5所示，將握持著工件W的任意的主軸卡盤5定位 在主軸正對(duì)位置Pl之后，通過前后驅(qū)動(dòng)源12的驅(qū)動(dòng)使外殼30向軸 向一側(cè)移動(dòng)，使該主軸卡盤5接近主軸3的卡盤結(jié)合部3a。在該狀 態(tài)下，通過卡盤卡合機(jī)構(gòu)35，將上述主軸卡盤5接交至卡盤結(jié)合部 3a。
如圖6 圖8所示，卡盤卡合機(jī)構(gòu)35具有能夠從轉(zhuǎn)動(dòng)部件8 將任意的主軸卡盤5分離脫離的分離機(jī)構(gòu)41、 41;用于將主軸卡盤5保持在卡盤結(jié)合部3a上的保持機(jī)構(gòu)42。分離機(jī)構(gòu)41、 41設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的一端部以及另一端部。這些分離^U勾41、 41是相同的結(jié)構(gòu)，因而僅對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的一端部側(cè)的分離機(jī)構(gòu)41進(jìn)行說明。
如圖6所示，分離機(jī)構(gòu)41具有其大部分從轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的頂端突出的握持部件43、多個(gè)軸承44、彈簧部件45、杠桿部件46、液壓缸47等。彈簧部件45、杠桿部件46、以及液壓缸47裝備在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8內(nèi)。握持部件43具有一分為二的環(huán)部43a、 43a。這些環(huán)部43a、 43a經(jīng)由銷48等以能夠開閉的方式支承在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8上。多個(gè)軸承44沿著環(huán)部43a、 43a的內(nèi)周、在周向上隔開一定間隔地配置。使這些軸承44的外圈與環(huán)部43a、 43a的內(nèi)周緣相比位于半徑方向內(nèi)側(cè)，通過多個(gè)外圏以能夠旋轉(zhuǎn)的方式握持主軸卡盤5的外周部。
在環(huán)部43a、 43a的基端部43b、 43b，夾設(shè)有由壓縮螺旋彈簧構(gòu)成的彈簧部件45。通過該彈簧部件45的彈簧力，基端部43b、 43b被左右隔離開，環(huán)部43a、 43a被向著半徑方向內(nèi)側(cè)彈壓，以能夠旋轉(zhuǎn)的方式握持主軸卡盤5的外周部。
杠桿部件46以能夠自由擺動(dòng)的方式設(shè)置。在液壓缸47的桿部上，連結(jié)著杠桿部件46的一端，在該杠桿部件46的另一端連結(jié)著環(huán)部43a中的一個(gè)的基端部43b。當(dāng)對(duì)液壓缸47的桿部進(jìn)行退入驅(qū)動(dòng)時(shí)，杠桿部件46擺動(dòng)，抵抗彈簧部件45的彈簧力而接近基端部43b、 43b,環(huán)部43a、 43a向半徑方向外側(cè)打開。由此，能夠使任意的主軸卡盤5 >^人轉(zhuǎn)動(dòng)部件8分離脫離。
如圖7、圖8所示，保持^U勾42具有例如由電^f茲線圏等構(gòu)成的促動(dòng)器49和多個(gè)爪50。促動(dòng)器49設(shè)置在卡盤結(jié)合部3a內(nèi)，在其驅(qū)動(dòng)部上連結(jié)有多個(gè)爪50。這些爪50例如120度等分地配置在圓周方向上的三處。通過促動(dòng)器49的驅(qū)動(dòng)，這些多個(gè)爪50能夠向半徑方向內(nèi)側(cè)以及外側(cè)位移。在主軸卡盤5上，形成有供這些多個(gè)爪50嵌入的嵌合孔5a。
此外，在卡盤結(jié)合部3a內(nèi)，形成有將主軸卡盤5定位于主軸3的同心位置上的凹部3aa。在主軸卡盤5上，形成有能夠嵌合于該凹部3aa的凸部5b。在凹部3aa與凸部5b嵌合的狀態(tài)下，通過使各個(gè) 爪50從半徑方向外側(cè)向內(nèi)側(cè)位移，從而能夠?qū)⒅鬏S卡盤5以不能隨 動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式保持在卡盤結(jié)合部3a上。
對(duì)主軸卡盤5的工件保持功能進(jìn)行說明。
如圖7 圖10所示，主軸卡盤5具有卡盤爪9、工件保持機(jī)構(gòu)15、 以及外殼16。在大致圓筒形狀的外殼16內(nèi)，容納著工件保持機(jī)構(gòu) 15。該工件保持機(jī)構(gòu)15具有可動(dòng)部17、 17、 一對(duì)工作桿18、 18、 以及拉伸螺旋彈簧19。用于使工作桿18、 18動(dòng)作的可動(dòng)部17、 17, 以在箭頭符號(hào)Al、 A2 (圖10)所示的半徑方向上稍微離開間隔地 相對(duì)的方式配置在外殼16內(nèi)的底部。在這些可動(dòng)部17、 17的相對(duì) 的頂端部分，裝備有拉伸螺旋彈簧19。
在可動(dòng)部17、 17的頂端部分，以能夠自由擺動(dòng)的方式連結(jié)有工 作桿18、 18的基端部。 一對(duì)工作桿18、 18的頂端附近部交叉，而 且在這些頂端附近部的交叉部設(shè)有構(gòu)成擺動(dòng)支點(diǎn)的銷20等。在一對(duì) 工作桿18、 18的頂端部固定安裝有卡盤爪9。通過拉伸螺旋彈簧19 的彈簧力，對(duì)可動(dòng)部17、 17的頂端部分以使其接近的方式向箭頭符 號(hào)A1的方向彈壓。由此， 一對(duì)工作桿18、 18以擺動(dòng)支點(diǎn)為中心擺 動(dòng)，使工作桿18、 18的頂端附近部的交叉角度a變小。因此，能夠 使卡盤爪9向半徑方向內(nèi)側(cè)位移、保持工件W。
當(dāng)?shù)挚估炻菪龔椈?9的彈簧力、使可動(dòng)部17、 17的頂端部 分向箭頭符號(hào)A2的方向離開間隔，使一對(duì)工作桿18、 18與上述情 況向反方向擺動(dòng)。由此，能夠擴(kuò)大工作桿18、 18的頂端附近部的交 叉角度a,使卡盤爪9向半徑方向外側(cè)位移、使工件W脫離。作為 使可動(dòng)部17、 17的頂端部分離開間隔的驅(qū)動(dòng)源，可以適用圖示以外 的液壓缸等。
對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7等進(jìn)行說明。
如圖4所示，預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7是在使位于工件更換位置P2的主 軸卡盤5變成位于主軸正對(duì)位置Pl之前、使該主軸卡盤5旋轉(zhuǎn)的電 機(jī)。該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7構(gòu)成為能夠在主軸軸向上移動(dòng)驅(qū)動(dòng)。即，如圖11所示，在該機(jī)床1的框架51上敷設(shè)有滑軌52。在支承預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7的板體53的下部固定安裝有多個(gè)直動(dòng)軸承54、 54，這些直動(dòng)軸承54、 54被沿著滑軌52引導(dǎo)。在框架51上，經(jīng)由安裝部件55設(shè)置有液壓缸56。在板體53的上部安裝有托架57,在該托架57上連結(jié)有液壓缸56的桿。通過液壓缸56的驅(qū)動(dòng)使桿進(jìn)退，從而使板體53以及預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)56能夠在主軸軸向上移動(dòng)。
如圖4、圖11所示，位于主軸正對(duì)位置Pl的主軸卡盤5結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上，在上述主軸卡盤5能夠通過主軸電機(jī)4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，位于工件更換位置P2的主軸卡盤5構(gòu)成為能夠通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，以備接下來的加工。換言之，在位于主軸正對(duì)位置Pl的工件W的加工過程中，位于工件更換位置P2的主軸卡盤5構(gòu)成為能夠預(yù)備地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
通過液壓缸56的桿的進(jìn)出，能夠通過作為預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置13的離合器實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。作為該離合器，例如，使用圓錐離合器等，具有預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)側(cè)的動(dòng)力傳遞部13a和主軸卡盤5側(cè)的被動(dòng)力傳遞部13b。通過上述桿的進(jìn)出，這些動(dòng)力傳遞部13a、 一皮動(dòng)力傳遞部13b在嵌合的狀態(tài)下抵接，通過該抵接面上的摩擦力等，^L動(dòng)力傳遞部13b相對(duì)于動(dòng)力傳遞部13a的圓周方向的相對(duì)位移邱皮阻止。由此，上述主軸卡盤5能夠被預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。通過桿的退入，當(dāng)動(dòng)力傳遞部13a與^^動(dòng)力傳遞部13b離開間隔時(shí)，主軸卡盤5不能被預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。不過，在主軸卡盤5被預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下，當(dāng)通過桿的退入使動(dòng)力傳遞部13a與被動(dòng)力傳遞部13b離開間隔，則上述主軸卡盤5獲得慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
對(duì)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14進(jìn)行說明。
旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14由例如光反射式的編碼器等構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14是檢測(cè)絕對(duì)位置的相位檢測(cè)裝置。上述編碼器具有光源、受光元件、以及反射板。例如，如圖4所示，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸33的頂端部，設(shè)有光源14a和受光元件14b，沿著各主軸卡盤5的外周部設(shè)有反射板14c。從光源14a發(fā)出的光反射到旋轉(zhuǎn)的反射板14c上，成 為光的明暗的重復(fù)圖案，并返回受光元件14b。編碼器將向該受光元 件14b的返回光的明暗轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖信 號(hào)的前沿、后沿?cái)?shù)量等的運(yùn)算式，求得主軸卡盤5的旋轉(zhuǎn)速度。不 過，旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14不限于光反射式的編碼器，還可以適用各 種的編碼器、光電斷續(xù)器(photo interrupter)等。
主要參照?qǐng)D12，對(duì)更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21進(jìn)行說明。
更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21具有計(jì)算機(jī)式的數(shù)值控制裝置 以及可編程控制器。更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21,在通過主軸 卡盤更換機(jī)構(gòu)IO將主軸正對(duì)位置Pl的主軸卡盤5交至卡盤結(jié)合部 3a時(shí)，按照旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14的檢測(cè)速度來控制主軸電機(jī)4的旋 轉(zhuǎn)速度，使得主軸3的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置Pl的主軸卡盤5的 旋轉(zhuǎn)速度同步。該更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21是相位同步裝置。
即，更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21主要具有主軸卡盤旋轉(zhuǎn) 速度運(yùn)算部22、主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23、以及通過上述計(jì)算機(jī) 的輸出對(duì)卡盤裝填器6的前后驅(qū)動(dòng)源12以及主軸電機(jī)4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)電路24。主軸卡盤旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部22電連接在上述編碼器的受 光元件14b上。主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路24電連 接在卡盤裝填器6的前后驅(qū)動(dòng)源12、主軸電機(jī)4上。
在主軸卡盤旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部22中，存儲(chǔ)有根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈 沖信號(hào)的前沿、后沿?cái)?shù)量等運(yùn)算得到的運(yùn)算程序。該運(yùn)算程序通常 是能夠執(zhí)行運(yùn)算的。在通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)位于工件更換 位置P 2的主軸卡盤5的狀態(tài)下，當(dāng)通過桿部的伸動(dòng)使動(dòng)力傳遞部13 a 和-波動(dòng)力傳遞部13b離開間隔時(shí)，該主軸卡盤5成為慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
主軸卡盤旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部22根據(jù)上述脈沖信號(hào)求出處于慣性旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)的主軸卡盤5的旋轉(zhuǎn)速度。主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23將主 軸電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度控制為這一求出的旋轉(zhuǎn)速度，使得該主軸電機(jī)4 的旋轉(zhuǎn)速度與主軸3的旋轉(zhuǎn)速度同步。在此，主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控 制部23對(duì)所求出的主軸卡盤5的旋轉(zhuǎn)速度是否與主軸3的旋轉(zhuǎn)速度同步進(jìn)行判斷。在判斷為"否"的情況下，主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23重復(fù)進(jìn)行主軸電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度的同步控制。
當(dāng)主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23判斷出所求出的旋轉(zhuǎn)速度與主軸3的旋轉(zhuǎn)速度同步后，該主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23對(duì)卡盤裝填器6的各驅(qū)動(dòng)源執(zhí)行驅(qū)動(dòng)指令。此后，主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23通過未圖示的傳感器等，對(duì)上述主軸卡盤5是否結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上進(jìn)行判斷。當(dāng)主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23判斷出該主軸卡盤5已結(jié)合時(shí)，該主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制部23將主軸電機(jī)4從當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度加速或減速至希望的能夠加工的旋轉(zhuǎn)速度。
對(duì)上述構(gòu)成的動(dòng)作進(jìn)行說明。
在使刀具臺(tái)T分度旋轉(zhuǎn)至希望位置后，通過主軸電機(jī)4，對(duì)一個(gè)主軸卡盤5結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上的主軸3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。由此，對(duì)保持在這一主軸卡盤5上的工件W進(jìn)行加工。在該工件W的加工過程中，通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7使保持著接下來要被加工的工件W的另一主軸卡盤5旋轉(zhuǎn)。然后，通過液壓缸56,使動(dòng)力傳遞部13a與被動(dòng)力傳遞部13b離開間隔，使上述另一主軸卡盤5成為慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
當(dāng)一個(gè)主軸卡盤5上的工件W的加工完成后，利用分離機(jī)構(gòu)41將這一主軸卡盤5握持在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的一端部側(cè)的握持部件43上。接著，通過保持機(jī)構(gòu)42,使這一主軸卡盤5從卡盤結(jié)合部3a脫離。由此，主軸電機(jī)4與上述這一主軸卡盤5的結(jié)合被解除。然后，驅(qū)動(dòng)前后驅(qū)動(dòng)源12，使上述這一主軸卡盤5相對(duì)于卡盤結(jié)合部3a隔開-見定距離。
處于慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的另一主軸卡盤5的旋轉(zhuǎn)速度通過編碼器被檢測(cè)。根據(jù)編碼器的檢測(cè)速度對(duì)主軸電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使其與該檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)速度同步。通過轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)使轉(zhuǎn)動(dòng)部件8轉(zhuǎn)動(dòng)180度，將保持著工件W的另一主軸卡盤5定位在主軸正對(duì)位置Pl。接著，通過前后驅(qū)動(dòng)源12、卡盤卡合機(jī)構(gòu)35等的驅(qū)動(dòng)，使上述另一主軸卡盤5結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上。與此同時(shí)，將該另一主軸卡盤5從轉(zhuǎn)動(dòng)部件8的握持部件43分離脫離。然后， 對(duì)保持在該另一主軸卡盤5上的工件W進(jìn)行加工。此后，重復(fù)進(jìn)行 上述動(dòng)作。
通過采用以上說明的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床1,不需要使為 進(jìn)行加減速需要耗費(fèi)時(shí)間的主軸3的旋轉(zhuǎn)停止，便能夠使位于主軸 正對(duì)位置Pl的主軸卡盤5順暢地結(jié)合到主軸3的卡盤結(jié)合部3a上。 因此，通過采用該機(jī)床l,在更換工件W進(jìn)行加工時(shí)，可以馬上開 始加工，能夠謀求加工作業(yè)周期的縮短。另外，只要使兩個(gè)主軸卡 盤5、 5在主軸正對(duì)位置Pl與工件更換位置P2之間調(diào)換即可，不必 使預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7等與主軸卡盤5—同轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，能夠謀求包括 兩個(gè)主軸卡盤5、 5、轉(zhuǎn)動(dòng)部件8等的可動(dòng)部件的小型化以及輕量化。 由于通過采用該機(jī)床1,能夠通過一根主軸3以及一臺(tái)主軸電機(jī)4 謀求工件更換時(shí)間的縮短，因此，與具有兩根主軸以及兩臺(tái)主軸電 機(jī)的機(jī)床相比，能夠使構(gòu)成簡(jiǎn)單，能夠謀求設(shè)備成本的降低。
因此，能夠使轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11實(shí)現(xiàn)低輸出化，能夠謀求制造成 本的降低。另外，能夠謀求機(jī)床l的小型化，能夠降低設(shè)備費(fèi)用。
另外，設(shè)有預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置13,該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng) 力切斷裝置13使被預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸卡盤5在被交至 主軸3的卡盤結(jié)合部3a的動(dòng)作之前處于慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過使用于 接下來的加工的主軸卡盤5通過該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置13 獲得慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在將該主軸卡盤5結(jié)合到主軸3上時(shí)不會(huì)產(chǎn)生 強(qiáng)迫的力。另外，預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7只要使用于接下來的加工的主軸 卡盤5預(yù)備地慣性旋轉(zhuǎn)即可，不必確保主軸電機(jī)4那樣的加工所必 需的輸出。因此，與具有兩根主軸以及兩臺(tái)主軸電機(jī)的機(jī)床相比， 能夠謀求機(jī)床1的制造成本的降低。
接下來，對(duì)本發(fā)明的其他實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在以下的說明中，對(duì)于與第一實(shí)施方式中所說明的事項(xiàng)相對(duì)應(yīng) 的部分標(biāo)注同一符號(hào)，并省略重復(fù)說明。在僅對(duì)構(gòu)成的一部分進(jìn)行 說明的情況下，即是構(gòu)成的其他部分與先前說明的方式相同。不限于在各實(shí)施方式中具體說明的部分的組合、只要是對(duì)組合不產(chǎn)生障 礙，就可以對(duì)各實(shí)施方式之間進(jìn)行部分的組合。
結(jié)合圖13、圖14對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。 該第二實(shí)施方式的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床1A，尤其設(shè)有旋 轉(zhuǎn)力傳遞裝置63。該旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置63具有軸部件26、離合器 27、單向離合器59、皮帶輪60、 61、以及皮帶28。即，在轉(zhuǎn)動(dòng)臂 25內(nèi)貫通軸部件26，在該軸部件26的基端部，經(jīng)由離合器27設(shè)有 預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7。軸部件26經(jīng)由多個(gè)軸承58、 58被以能夠自由旋轉(zhuǎn) 的方式支承。作為離合器27,例如，適用爪式離合器、齒輪離合器 等各種離合器。
在軸部件26的頂端部，在軸向上鄰接設(shè)有單向離合器59、 59。 各單項(xiàng)離合器59的外周上外嵌有皮帶輪60、 60。在各主軸卡盤5、 5的外周部上也外嵌有皮帶輪61、 61。在這些皮帶輪60、 61之間張 緊設(shè)置皮帶28。上述單向離合器59是只能夠傳遞預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7 所產(chǎn)生的一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的部件，不能傳遞主軸電機(jī)4所產(chǎn) 生的其他方向的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。另外，主軸卡盤5在轉(zhuǎn)動(dòng)臂25內(nèi)，經(jīng) 由多個(gè)軸承62、 62被以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承。
如圖13所示，轉(zhuǎn)動(dòng)臂25通過多個(gè)軸承29被支承為能夠繞該轉(zhuǎn) 動(dòng)臂25的軸線L2自由轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，圖5所示的齒輪40、小齒輪39、 外殼30、滑動(dòng)^L構(gòu)31、前后驅(qū)動(dòng)源12、滾J朱絲杠32、軸承34、轉(zhuǎn) 動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11以與圖5大致相同的方式設(shè)置。
作為旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置14，在轉(zhuǎn)動(dòng)臂25的頂端部設(shè)有光源14a 和受光元件14b,沿著各主軸卡盤5的外周部設(shè)有反射板14c。更換 時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置21適用與第一實(shí)施方式中所說明的圖12 相同的裝置。
對(duì)上述構(gòu)成的動(dòng)作進(jìn)行說明。
在保持在一個(gè)主軸卡盤5上的工件W的加工過程中，另 一主軸 卡盤5通過單向離合器59空轉(zhuǎn)。在該狀態(tài)下，通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7 使得保持著接下來要加工的工件W的另 一主軸卡盤5經(jīng)由單向離合器59、皮帶28等旋轉(zhuǎn)。然后，通過液壓缸56，使離合器27的動(dòng)力 傳遞部27a和被動(dòng)力傳遞部27b離開間隔，使上述另一主軸卡盤5 成為慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
這一主軸卡盤5上的工件W的加工完成后，通過保持機(jī)構(gòu)，使 這一主軸卡盤5從卡盤結(jié)合部3a脫離。由此，主軸電機(jī)4與上述這 一主軸卡盤5之間的結(jié)合被解除。然后，驅(qū)動(dòng)前后驅(qū)動(dòng)源12，使上 述這一主軸卡盤5相對(duì)于卡盤結(jié)合部3a隔開規(guī)定距離。處于慣性旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)的另一主軸卡盤5的旋轉(zhuǎn)速度通過編碼器進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)編 碼器的檢測(cè)速度對(duì)主軸電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使主軸電機(jī)4 的旋轉(zhuǎn)速度與該檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)速度同步。通過轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的驅(qū) 動(dòng)使轉(zhuǎn)動(dòng)臂25轉(zhuǎn)動(dòng)180度，將保持著工件W的另一主軸卡盤5定 位在主軸正對(duì)位置P1上。接下來，通過前后驅(qū)動(dòng)源12、卡盤卡合機(jī) 構(gòu)35等的驅(qū)動(dòng)，使上述另一主軸卡盤5結(jié)合在卡盤結(jié)合部3a上。 然后，對(duì)保持在另一主軸卡盤5上的工件W進(jìn)行加工。然后，重復(fù) 進(jìn)行上述動(dòng)作。
通過采用該構(gòu)成，在主軸卡盤5上的工件W的加工過程中，通 過單向離合器59使處于工件更換位置P2的主軸卡盤5成為所謂的 空轉(zhuǎn)狀態(tài)。由此，能夠使工件W相對(duì)于該工件更換位置P2的主軸 卡盤5實(shí)現(xiàn)裝拆。在通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7使處于工件更換位置P2的 用于接下來加工的主軸卡盤5旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠通過單向離合器59切實(shí) 地對(duì)該主軸卡盤5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。尤其是，在通過預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)7 使用于接下來加工的主軸卡盤5經(jīng)由旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置63旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 后，在使動(dòng)力傳遞部27a與被動(dòng)力傳遞部27b離開間隔等動(dòng)作之后， 同步控制主軸電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度。然后能夠馬上使主軸卡盤5順暢 地結(jié)合到主軸3上。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)與第一實(shí)施方式相同的作用效 果。
作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式，還可以采用從第一實(shí)施方式中省 略圖6所示的分離機(jī)構(gòu)41的結(jié)構(gòu)。在此情況下，在轉(zhuǎn)動(dòng)部件8上一 體地設(shè)有各主軸卡盤5。因此，能夠降低機(jī)床的零件個(gè)數(shù)、使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，謀求制造成本的降低。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)與第一實(shí)施方式相同 的作用效果。
作為其他實(shí)施方式，還可以采用設(shè)有三個(gè)以上的主軸卡盤的構(gòu) 成。主軸卡盤的工件保持結(jié)構(gòu)不限于圖9、圖IO所示的結(jié)構(gòu)。例如，
可以取代拉伸螺旋彈簧19而適用壓縮螺旋彈簧，通過該壓縮螺旋彈 簧的彈簧力使卡盤爪9向半徑方向外側(cè)位移，從而能夠保持筒狀工 件的內(nèi)徑面。
還可以省略拉伸螺旋彈簧、壓縮螺旋彈簧等，而通過液壓缸的 液壓來保持工件。
權(quán)利要求
1. 一種帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，其特征在于，具有主軸，在該主軸的頂端具有供主軸卡盤以能夠自由更換的方式結(jié)合的卡盤結(jié)合部，該主軸以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承在主軸支承部件上；主軸電機(jī)，該主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述主軸；多個(gè)主軸卡盤，該多個(gè)主軸卡盤具有保持工件的功能，以能夠自由更換的方式結(jié)合在所述主軸的所述卡盤結(jié)合部上；主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)，該主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式保持所述多個(gè)主軸卡盤，并將任意的主軸卡盤在主軸正對(duì)位置與對(duì)主軸卡盤進(jìn)行工件的更換的工件更換位置之間進(jìn)行調(diào)換，將該任意的主軸卡盤相對(duì)于所述主軸的所述卡盤結(jié)合部進(jìn)行接交；預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)，該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)在使被保持在所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)上的、處于所述工件更換位置的主軸卡盤位于主軸正對(duì)位置之前使該主軸卡盤旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置，該旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置對(duì)由所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)而旋轉(zhuǎn)的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)；更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置，該更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)將所述主軸正對(duì)位置的主軸卡盤交至所述主軸的所述卡盤結(jié)合部時(shí)，按照所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度對(duì)所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使得主軸的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置的主軸卡盤的旋轉(zhuǎn)速度同步。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，其特征在 于，設(shè)置預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝置，該預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)動(dòng)力切斷裝 置使得被保持在所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)上的、由所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī) 被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸卡盤在通過所述主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)被交至所述主 軸的卡盤結(jié)合部這一動(dòng)作之前，處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床，其特征在于，設(shè)置旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置，該旋轉(zhuǎn)力傳遞裝置將所述預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī) 所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞至所述多個(gè)主軸卡盤。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成縮短工件更換的時(shí)間的帶主軸卡盤更換功能的機(jī)床。該機(jī)床具有主軸(3)、主軸電機(jī)(4)、多個(gè)主軸卡盤(5、5)、主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)(10)、預(yù)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)(7)、旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置、以及更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置，該更換時(shí)主軸電機(jī)速度控制裝置在通過主軸卡盤更換機(jī)構(gòu)(10)將主軸正對(duì)位置(P1)的主軸卡盤(5)交至主軸(3)的卡盤結(jié)合部(3a)時(shí)，按照旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度對(duì)主軸電機(jī)(4)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制，使得主軸(3)的旋轉(zhuǎn)速度與主軸正對(duì)位置(P1)的主軸卡盤(5)的旋轉(zhuǎn)速度同步。
文檔編號(hào)B23B31/02GK101530927SQ20091012890
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者小澤治明, 河合秀貢 申請(qǐng)人:村田機(jī)械株式會(huì)社