[发明专利]带主轴卡盘调换机构的机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种带主轴卡盘调换机构的车床等的机床，例如，涉及不必使主轴电机停止而能够进行工件的拆装的技术。

背景技术

在车床等的机床上，在将被握持在主轴卡盘上的加工完成的工件通过装填器等更换成新的工件的情况下，停止主轴的旋转，通过装填器接受加工完成的工件，再将新的工件从装填器交至主轴卡盘。然后，使主轴电机旋转，将主轴加速至加工所需的旋转速度。因此，在主轴卡盘的工件更换过程中，主轴的减速·停止时间、工件的接交时间、以及主轴旋转的加速时间是必要的，该工件更换时间成为加工的作业周期拉长的主要原因。尤其是，对于工具与工件接触、实际进行加工的时间较短的加工，工件更换的时间占了作业周期的大部分。

作为将这样的工件更换的时间缩短的车床，提出了以下的方案(例如，专利文献1)，即，在主轴台上，以能够进行位置变更的方式在加工位置和待机位置设置两根主轴，在以加工位置的主轴进行加工的期间，对待机位置的主轴进行工件的更换。为进行主轴的驱动，采用一台主轴电机，对位于加工位置的主轴传递动力。

此外，还提出了以下方案，即，设置固定侧的主轴、并在该主轴的顶端设置多个能够装拆的主轴卡盘，当将任意的主轴卡盘在旋转中安装到主轴上时，使用使上述主轴卡盘旋转的专用的电机和旋转驱动主轴的主轴电机，对所述专用电机的旋转速度和主轴电机的旋转速度进行同步控制。

专利文献1：日本特开昭58-196904号公报

发明内容

上述的具有两根主轴、以共同的主轴电机使其旋转的提案例，能够利用加工时间来进行针对主轴卡盘的加工完成的工件与新工件的接交。但是，主轴旋转的加速必须要在待机位置的主轴到达加工位置之后进行。因此，无法将工件更换时间中的、主轴旋转的加速所需的时间缩短。

上述对专用电机的旋转速度和主轴电机的旋转速度进行同步控制的方案，必须使用两台电机、并在高速旋转中进行同步控制，而且，还必须进行相位控制、从而将主轴和主轴卡盘置于能够相互结合的位置。因此，因需要多个电机而相应地提高了机床的制造成本，机床整体大型化。此外，由于必须在高速旋转中对两台电机的旋转速度进行同步控制、并进行相位控制，因此控制系统复杂化，控制装置的运算处理负荷变大。

本发明的目的在于提供一种带主轴卡盘调换机构的机床，不必检测主轴卡盘等的旋转速度，能够以简单的结构缩短工件更换的时间。

本发明的另一目的在于提供一种带主轴卡盘调换机构的机床，能够从主轴的后部将主轴电机的旋转输出。

本发明的又一目的在于提供一种带主轴卡盘调换机构的机床，能够谋求零件个数的降低，并能够谋求制造成本的降低。

本发明的带主轴卡盘调换机构的机床，具有：主轴，在该主轴的顶端具有卡盘结合部，该主轴通过主轴电机被旋转驱动；多个主轴卡盘，该多个主轴卡盘分别能够保持工件，能够选择性地卡脱自由地卡合在所述主轴的所述卡盘结合部上；主轴卡盘调换机构，该主轴卡盘调换机构以能够自由旋转的方式支承所述多个主轴卡盘，并能够将任意的主轴卡盘在位于所述主轴的前方的加工位置、与对主轴卡盘进行工件的更换的工件更换位置之间进行自由调换，并且，使加工位置的主轴卡盘相对于所述主轴的卡盘结合部结合以及解除结合；预旋转传递机构，该预旋转传递机构以与所述卡盘结合部不同的路径将所述主轴电机的旋转对位于所述加工位置、处于未结合到所述主轴的所述卡盘结合部上的状态的主轴卡盘进行传递，该预旋转传递机构是使主轴卡盘与主轴之间产生旋转速度差的机构，具有速度差吸收机构，该速度差吸收机构在所述主轴卡盘结合到所述主轴的卡盘结合部上的状态下吸收所述旋转速度差。

通过采用该结构，在工件的加工后，通过主轴卡盘调换机构对在所述加工位置结合在主轴的卡盘结合部上的主轴卡盘进行解除结合。接着，通过主轴卡盘调换机构将保持着待加工工件、位于工件更换位置的主轴卡盘调换至加工位置。此后，通过主轴电机、经由预旋转传递机构，对位于所述加工位置的主轴卡盘在未结合到卡盘结合部上的状态下进行旋转驱动。接着，通过主轴卡盘调换机构，使加工位置的脚主轴卡盘结合到卡盘结合部上。此时，预旋转传递机构使主轴卡盘与主轴之间产生些许的旋转速度差。即使加工位置的主轴卡盘与卡盘结合部之间产生相位差，也可以通过上述旋转速度差变为相同相位而能够结合，这些主轴卡盘与主轴切实地结合。在他们的结合状态下，通过速度差吸收机构吸收所述旋转速度差。在主轴卡盘结合后，切断预旋转传递机构所进行的旋转传递。此后，对保持在加工位置的主轴卡盘上的工件进行加工。以后，重复以上动作。