[发明专利]电动式卡盘开闭装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明内的第一方面的发明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。

根据第二方面的发明，其特征在于，在第一方面的发明中，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。

根据第三方面的发明，其特征在于，在第一或第二方面所述的发明中，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。

根据第四方面的发明，其特征在于，在第一～第三方面的任一项所述的发明中，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。