[发明专利]主轴装置

说明书

本申请请求2009年7月21日申请的日本专利申请号2009-169754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阶段性地下降，完全没有考虑装配于主轴的刀具所进行的加工的种类或加工的状态。

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通过赋予与装配于主轴的刀具所进行的加工的种类、加工的状态对应的最佳的预压，能够确保必要的刚性，并且能够实现轴承的长寿命化的主轴装置。

本发明的特征在于，通过根据实际加工中的主轴的状态变化控制对用于轴支承主轴的滚动轴承赋予的预压量，能够以最佳的状态对主轴的旋转进行驱动控制。由此，能够确保必要的刚性，并且能够实现轴承的长寿命化。

本发明的第二特征在于，由于能够测定主轴的各种状态变化，因此，通过根据该状态变化对预压量进行控制，能够以最佳的状态对主轴的旋转进行驱动控制。

本发明的第三特征在于，当利用从加工信息求出的预压量的初始值对滚动轴承赋予预压时，根据实际加工中的主轴的状态变化对预压量的初始值进行修正，并对预压量进行控制而使其成为修正预压量。由此，能够以最佳的状态对主轴的旋转进行驱动控制从而进行高精度的加工。

本发明的第四特征在于，在修正预压量从作为可控区域的预压的范围脱离的情况下，对修正预压量进行修正以使其包含在预压的范围内。即，由于实际上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，或者防止滚动轴承的发热或面压力过度增加。

本发明的第五特征在于，在修正预压量低于作为可控区域的预压的范围中的最小预压的情况下，对修正预压量进行修正而使其包含在预压的范围内。即，由于实际上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，或者防止滚动轴承的发热或面压力过度增加。并且，由于在修正预压量超过作为可控区域的预压的范围中的最大预压的情况下使主轴的旋转停止等，因此能够对主轴进行保护，即防止主轴的热胶着等。

本发明的第六特征在于，由于在对当前的预压量进行修正的过程中使用预先设定的上升率或者下降率，因此能够在短时间内生成可得到最大效果的预压指令值。进而，由于上升率或者下降率都根据旋转刀具的各个种类变化，因此能够分别提高利用不同的旋转刀具加工的工件的各部位的加工精度。

本发明的第七特征在于，最大预压是滚动轴承能够正常轴支承的预压，最小预压是主轴能够正常旋转的预压，通过在最大预压和最小预压之间的范围对预压进行控制，能够使主轴的旋转稳定，并且能够实现轴承的长寿命化。

本发明的第八特征在于，由于主轴装置具有前侧滚动轴承和后侧滚动轴承，因此能够通过控制对至少一方的轴承赋予的预压量而以最佳的状态对主轴的旋转进行驱动控制，能够进行高精度的加工。

本发明的第九特征在于，由于主轴装置具有前侧滚动轴承和后侧滚动轴承，因此，通过以使对各轴承赋予预压量不同的方式进行控制，能够选择的主轴特性的范围进一步扩大，因此能够得到更适合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是图1(A)的主轴装置的预压赋予控制装置的框图。

图3是按照主轴的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是用于对图2的预压赋予控制装置的动作进行说明的流程图。

图5是示出图2的预压赋予控制装置中的预压指令值的生成例的图。