电动式卡盘开闭装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种即使在主轴的旋转过程中也能容易地调节卡盘的把持力，能以高的加工精度高效率地加工工件，并且能量消耗量小，可紧凑地设计机床的电动式卡盘开闭装置。电动式卡盘开闭装置（２１）具有：用于把持工件的卡盘（２）；在外周设置有调节齿轮（３）的转换装置（４）；使转换装置（４）和卡盘（２）连接的拉杆（５）；设置在主轴（１５）上的传递齿轮（６）；可旋转地被轴支撑成与主轴（１５）平行的第二旋转轴（７）；可旋转地设置在第二旋转轴（７）上的第一齿轮（８）和第二齿轮（９）；驱动第一齿轮（８）的辅助电动机（１０）；可使辅助电动机（１０）和第二旋转轴（７）连接／解除的第一离合器（１１）；以及可使第二旋转轴（７）和第二齿轮（９）连接／解除的第二离合器（１２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用电动式驱动装置来使设置在机床的主轴上的卡盘开 闭的电动式卡盘开闭装置。
技术介绍
作为车床等的机床，已知有在主轴的前端安装有用于握住工件(工 作件)的卡盘的卡盘开闭式机床。现有的卡盘开闭式机床由于利用油压 汽缸来进行卡盘的开闭，因而需要油压汽缸，具有必须定期进行工作油 更换的不利问题。并且，在加工中，为了维持油压而有必要使泵始终工 作，因而还具有能量消耗量大的问题。此外，还具有由于油压汽缸的发 热而使温度上升从而使工件的加工精度恶化的不利问题。而且，在如薄 壁工件的加工那样，在主轴的旋转过程中需要变更卡盘的把持力的加工 的情况下， 一旦停止主轴的旋转后，必须变更卡盘的把持力，因而作业 麻烦，还具有加工需要很长时间的不利问题。因此，如专利文献1所述，设计了一种电动式卡盘开闭机构，该电 动式卡盘开闭机构在主轴的旋转驱动用的电动机之外另外设置有卡盘开 闭用的辅助电动机，利用该辅助电动机，可在主轴的旋转过程中调节卡盘的把持力。并且，如专利文献2所述，还设计了一种电动式卡盘开闭机构，该电动式卡盘开闭机构设置有经由插通于主轴内部的拉管来使 卡盘开闭的齿轮机构，以及可使齿轮机构和辅助电动机连接/解除的离合 器°专利文献1日本特开昭58—217204号公报专利文献2日本特开2001—246510号公报然而，上述专利文献1所公开的电动式卡盘开闭机构在主轴的旋转 过程中，必须总是使卡盘开闭用的辅助电动机同步旋转，因而具有能量消耗量极大的不利问题。另一方面，上述专利文献2所公开的电动式卡 盘开闭机构只要在想要变更卡盘的把持力的情况下使辅助电动机同步旋 转即可，因而能量消耗量小。然而，由于必须在主轴的轴线上设置离合 机构，因而必须将主轴设计得较长，并且从主轴的减振观点看，主轴的 直径也必须较大，具有不能紧凑地设计机床的不利问题。并且，还具有 由于主轴等的重量而使惯性增大的问题。此外，在专利文献1和2的电动式卡盘开闭机构中，在使主轴的周 速保持恒定来加工工件的情况下(所谓的周速恒定控制)，由于主轴的转 速变动而使卡盘的爪的离心力变化，具有工件的端面的加工精度恶化的 不利问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有的卡盘开闭装置的问题，提供一种即 使在主轴的旋转过程中也能容易地调节卡盘的把持力，能以高的加工精 度高效率地加工工件，并且能量消耗量小，从而可紧凑地设计机床的电 动式卡盘开闭装置。本专利技术内的第一方面的专利技术是一种电动式卡盘开闭装置，其特征在 于，该电动式卡盘开闭装置具有卡盘，其设置在机床的主轴的前端， 利用把持部来把持工件；转换装置，其设置在主轴轴线上，并在外周设 置有调节齿轮，该调节齿轮用于把旋转运动转换成主轴轴线方向的线性 运动；拉杆，其设置在该转换装置和卡盘之间，通过转换装置进行线性 运动，从而使卡盘的把持部动作来保持/释放工件；传递齿轮，其设置在 主轴的外周；第一齿轮，其可旋转地设置在与主轴平行的第二旋转轴上， 并与上述调节齿轮啮合；第二齿轮，其可旋转地设置在上述第二旋转轴 上，并与上述传递齿轮啮合；辅助电动机，其可对上述第一齿轮进行旋 转驱动；第一离合器，其可使该辅助电动机和上述第一齿轮连接/解除；以及第二离合器，其可使上述第一齿轮和第二齿轮连接/解除。根据第二方面的专利技术，其特征在于，在第一方面的专利技术中，在主轴的旋转过程中，使辅助电动机与第二旋转轴同步旋转，使第一离合器连接，并解除第二离合器，使主轴和转换装置的旋转运动产生旋转差、使 卡盘的把持力变化，在卡盘获得规定的把持力后，使第二离合器连接， 并解除第一离合器，从而在主轴的旋转过程中变更卡盘的把持力。根据第三方面的专利技术，其特征在于，在第一或第二方面所述的专利技术 中，该电动式卡盘开闭装置设置有用于检测转换装置的调节齿轮和主轴 的传递齿轮的旋转速度差的检测器。根据第四方面的专利技术，其特征在于，在第一 第三方面的任一项所 述的专利技术中，该电动式卡盘开闭装置具有用于计算由主轴的转速变化引 起的卡盘的爪的离心力的变化量的运算单元；在主轴被控制为周速恒定 的情况下，与主轴的转速变动同步，由上述运算单元计算卡盘的爪的离 心力的变化量，使用该变化量来校正卡盘的把持力，从而将卡盘的把持 力控制成恒定。第一方面和第二方面的专利技术的电动式卡盘开闭装置利用转换装置来 将与主轴的驱动电动机另外设置的辅助电动机的旋转运动转换成线性运 动，并将该线性运动经由拉杆传递到卡盘，从而可在主轴的旋转过程中 变更卡盘的把持力。因此，根据第一方面和第二方面的专利技术的电动式卡 盘开闭装置，即使不使用高价的卡盘，也能以高精度加工工件。并且，第一方面和第二方面的专利技术的电动式卡盘开闭装置由于无需 油压汽缸，因而无需使泵总是工作，具有使辅助电动机和第一齿轮(与 转换装置的调节齿轮啮合的齿轮)连接/解除的离合机构(第一离合器)， 并且无需使卡盘开闭用的辅助电动机总是同步旋转，只要在变更卡盘的 把持力时把电力提供给辅助电动机即可，因而伴随卡盘的把持力变更的 能量消耗量小。而且，第一方面和第二方面的专利技术的电动式卡盘开闭装置由于在与 主轴平行设置的第二旋转轴上具有离合机构(第一离合器和第二离合 器)，因而可縮短主轴自身。因此，根据第一方面和第二方面的专利技术的电 动式卡盘开闭装置，可紧凑地设计机床，可防止伴随主轴的重量增大而 使惯性增加的事态。第三方面的专利技术的电动式卡盘开闭装置在转换装置的调节齿轮的旋转速度与主轴的传递齿轮的旋转速度产生偏差的情况下，可利用检测器 来检测该事态，因而可防止由于在不期望的定时转换装置相对主轴无意 地进行相对旋转而使卡盘松动的事态。第四方面的专利技术的电动式卡盘开闭装置在进行使主轴的旋转速度保 持恒定的状态下进行加工的恒定周速控制时，即使在主轴的旋转速度无 意地发生变动的情况下，对应于该主轴的旋转速度的变动，卡盘也保持 恒定的把持力，因而可有效地防止工件脱落、或者由于卡盘的把持力变 化而使工件的加工精度下降的事态。附图说明图1是安装有电动式卡盘开闭装置的机床的剖面图。图2是示出机床的控制机构的框图。标号说明1:机床；2:卡盘；3:调节齿轮；4:转换装置；5:拉杆；6:传 递齿轮；7:第二旋转轴；8:第一齿轮；9:第二齿轮；10:辅助电动机； 11:第一离合器；12:第二离合器；15:主轴；20:第一检测器；22: 控制装置；24:第二检测器；25:运算单元。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的电动式卡盘开闭装置的一个实施方式进 行详细说明。图1是安装有电动式卡盘开闭装置的机床的剖面图，图2 是示出机床的控制机构的框图。在机床1上安装有电动式卡盘开闭装置 21，该电动式卡盘开闭装置21包括卡盘2，具有调节齿轮3的转换装 置4，拉杆5，传递齿轮6，第二旋转轴7，第一齿轮8，第二齿轮9，辅 助电动机IO，第一离合器ll，以及第二离合器12。机床1是所谓的内置电动机型机床，用于对可旋转地支撑在主轴台 14上的主轴15进行旋转驱动的主轴电动机13处于收纳在外壳16的内部 的状态。另外，在主轴电动机13的后方设置有用于检测主轴15的转速 的第一检测器20，该第一检测器20如图2所示，与跟机床1的主体分开而另外设置的控制装置22连接。此外，主轴电动机13也与控制装置22 连接(经由接口 26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动式卡盘开闭装置，其特征在于，该电动式卡盘开闭装置具有：卡盘，其设置在机床的主轴的前端，利用把持部来把持工件；转换装置，其设置在主轴轴线上，并在外周设置有调节齿轮，该调节齿轮用于把旋转运动转换成主轴轴线方向的线性运动；拉杆，其设置在该转换装置和卡盘之间，通过转换装置进行线性运动，从而使卡盘的把持部动作来保持／释放工件；传递齿轮，其设置在主轴的外周；第一齿轮，其可旋转地设置在与主轴平行的第二旋转轴上，并与上述调节齿轮啮合；第二齿轮，其可旋转地设置在上述第二旋转轴上，并与上述传递齿轮啮合；辅助电动机，其可对上述第一齿轮进行旋转驱动；第一离合器，其可使该辅助电动机和上述第一齿轮连接／解除；以及第二离合器，其可使上述第一齿轮和第二齿轮连接／解除。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：一村和雄，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]