[发明专利]机床的主轴装置

说明书

本申请请求2009年7月3日申请的日本专利申请号2009-158869号的优先权的权利，在本申请中援引其日本专利申请的说明书、附图以及摘要的全部内容。

技术区域

本发明涉及在机床等中使用的主轴装置。

背景技术

例如，在加工中心(machining center)中的主轴装置中，为了维持主轴的旋转精度和主轴的刚性，对轴支承主轴的轴承赋予轴线方向的预压。作为赋予该预压的方式，提出有根据主轴的旋转速度切换预压的预压切换方式。例如，在日本特开昭60-139911号公报中公开了如下的预压切换方式：设置根据主轴的旋转速度沿轴向推压轴承的外圈的驱动单元，仅当主轴的旋转速度比预定值大时利用驱动单元推压轴承的外圈而使驱动轴承的外圈变位，使内外隔圈(spacer)的尺寸差减少，从而使施加于轴承的预压减少。

在日本特开昭60-139911号公报所记载的预压切换方式中，仅伴随着主轴的旋转速度的上升使预压梯段性地下降，故成为无法针对所有各种加工都满足的主轴特性。

发明内容

本发明就是鉴于上述情形而做出的，本发明的目的在于提供一种能够得到针对所有各种加工都满足的主轴特性的机床的主轴装置。

本发明的特征在于，在数控程序中记载关于各种加工的信息，通过基于该数控信息来控制预压赋予单元，由此将赋予给滚动轴承的预压量控制成为能够针对各种加工分别获得最佳的主轴特性的预压量。利用预压量的控制，可实现高精度的加工。

本发明的第二特征在于，通过在每一加工工序中在数控程序中记载最佳的预压量，能够根据各加工工序对最佳的预压量实现变更。而且通过直接记载预压量，则无需在机床侧设置特别的预压量的运算单元。

本发明的第三特征在于，根据直接给加工带来影响的刀具信息、工件(workpiece)的种类、以及加工条件中的至少一个来对预压量进行控制。能够在刀具、工件上被赋予最佳的预压的状态下进行加工，能够提高工件的加工精度。

本发明的第四特征在于，当预压指令值在作为可控区域的预压范围外时，对其修正使之包含在预压的范围内。也就是，实际被控制的预压被限制在预先设定的预压的范围内，因此能够确保滚动轴承的刚性，或者防止滚动轴承发热、面压力过度增加。

本发明的第五特征在于，最大预压为滚动轴承可正常进行轴支承的预压，最小预压为主轴可正常旋转的预压，在最大预压和最小预压的范围内控制预压。由此，使主轴的旋转稳定，并能够实现轴承的长寿命化。

本发明的第六特征在于，对赋予到前侧滚动轴承和后侧滚动轴承的至少一方的轴承的预压量进行控制。由于可选择的主轴特性的范围扩大，故能够采用更为适合于各种加工的主轴特性。

本发明的第七特征在于，以使赋予给前侧滚动轴承和后侧滚动轴承的预压量不同的方式对其进行控制。由于可选择的主轴特性的范围扩大，故能够采用更为适合于各种加工的主轴特性。

本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说明变得明确，对于相同或相当的要素标注相同或相似的符号。

附图说明

图1(A)是示出本发明的实施方式的主轴装置的整体构造的纵剖视图，图1(B)是图1(A)的A部的放大剖视图。

图2是对赋予给图1(A)的滚动轴承的预压量进行控制的预压量控制单元的框图。

图3是按照主轴的各旋转速度设定轴承能够正常地轴支承主轴的最大预压和主轴能够正常旋转的最小预压的图。

图4是对图2的控制装置的动作进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

图1(A)是示出本发明的实施方式的主轴装置的整体构造的纵剖视图，图1(B)是图1(A)的A部的放大剖视图，图2是对赋予给图1(A)的滚动轴承的预压量进行控制的预压量控制单元的框图。另外，在图1(A)中，左右方向为轴线方向，设左方为前方。基于本实施方式的主轴装置1设置在加工中心等的机床上，具有：大致圆筒状的主轴壳体11，该主轴壳体11在内周部具有收容空间110；主轴12，该主轴12配设在收容空间110内；以及用于轴支承该主轴12的前侧部的两对第一前侧滚动轴承131、第二前侧滚动轴承132和用于轴支承主轴12的后侧部的后侧滚动轴承133。进一步，该主轴装置1还具有：预压赋予装置3(相当于本发明的“预压赋予单元”)，该预压赋予装置3用于对第一和第二前侧滚动轴承131、132赋予轴线方向的预压；以及预压量控制单元40，其被设置于机床的控制装置4中，对由预压赋予装置3赋予给第一及第二前侧滚动轴承131、132的预压量进行控制。